Покорение Марса — одна из самых обсуждаемых тем второй половины XX века: фантасты выпустили тома книг, а ученые реализовывали самые смелые решения. И если у писателей дела шли в гору и на страницах их творений люди быстро обжили планету, то в реальности человечество застряло на этапе высадки простейших марсоходов.
Первый в истории человечества космический аппарат — советский зонд «Марс-1» — был отправлен к Марсу в 1962 году, однако первая успешная высадка марсохода была реализована лишь спустя 35 лет. Так, 5 июля 1997 года американский марсоход Sojourner миссии Mars Pathfinder успешно съехал со спускаемой платформы на грунт Красной планеты и начал автономное движение.
Когда представляешь марсоход, сознание рисует мощного шестиколесного «проходимца» с независимой подвеской, способного преодолевать самые сложные препятствия. Действительно, Sojourner был шестиколесным, скажем больше, именно его конструкция заложила основу для всех последующих марсианских экспедиций. Но его физические размеры были намного скромнее: 65×48×30 сантиметров и вес 11,5 килограмма — точь-в-точь как среднеразмерная микроволновка.
Миссия в целом была наполнена рядом нестандартных решений, которые показали хороший результат. Взять, к примеру, посадку. Марсоход был спрятан в спускаемом аппарате Mars Pathfinder. В свою очередь, чтобы обеспечить мягкую посадку этой связке, ученые использовали принцип, который знаком многим в виде земного развлечения, — зорбинг (спуск с горы внутри большого прозрачного шара).
После снижения на парашюте и отработки тормозных двигателей вокруг Mars Pathfinder раздулись десятки подушек безопасности, закрыв собой весь аппарат. После контакта с Марсом он проскакал по поверхности планеты и благополучно остановился — такая вот марсианская забава. Аэрбеги сдулись, лепестки солнечной батареи Pathfinder раскрылись, и марсоход съехал по трапу, став первым планетоходом за пределами системы Земля — Луна.
Первоначально миссия была рассчитана всего на семь земных дней, однако крошечный ровер проработал на Марсе 83 дня. За время своей деятельности марсоход передал более 550 снимков. Несмотря на то, что Sojourner работал от собственных солнечных батарей, он все время «крутился» вокруг своей базы — Mars Pathfinder. Дело в том, что у миниатюрного ровера не было мощного передатчика для прямой связи с Землей. Он использовал Pathfinder как базовую станцию для отправки собранных данных и получения команд из центра управления.
В общей сложности марсоход преодолел расстояние в 100,5 метра, ни разу не отдалившись от посадочного модуля более чем на 11 метров. Он взял пробы на химический состав горных пород и почвы в 16 различных точках и обнаружил, что они в целом напоминают вулканические породы Земли.
Материнская база, которая была оборудована более сложной аппаратурой, отправила 16 500 фотографий — не только поверхности, но и облаков, и закатов. Кроме того, посадочный модуль выполнил 8,5 миллиона измерений марсианской погоды, включая атмосферное давление, температуру и скорость ветра. 27 сентября 1997 года связь с Pathfinder и Sojourner неожиданно прервалась по неизвестным причинам. Оба аппарата значительно превысили свой срок службы и существенно расширили наши знания о Марсе.
Рассказывая о достижении Mars Pathfinder, нельзя не вспомнить о первых попытках человечества высадки марсохода. Советский Союз организовал серию полетов еще в 1971 году. Стоит отметить, что те марсоходы также не отличались выдающимися размерами. Советский марсоход со сложным названием ПрОП-М был чуть больше обычной книги — 25×22×4 сантиметра — и весил всего 4,5 килограмма. У него не было даже колес. Так как на тот момент отсутствовали сведения о поверхности Марса, инженеры выбрали конструкцию, состоящую из двух лыж, размещенных по бокам марсохода. Этакий шагающий робот.
Увы, спускаемый аппарат «Марс-2» с ПрОП-М на борту разбился при неудачной попытке мягкой посадки. «Марс-3» совершил мягкую посадку 2 декабря 1971 года, но сигнал с самой марсианской станции, к которой по кабелю был подключен марсоход, пропал через 14,5 секунды. Проекты 1973 года — «Марс-6» и «Марс-7» — также не увенчались успехом. Связь с аппаратами пропала при спуске или модуль пролетел мимо планеты.
Даже после успешной миссии Mars Pathfinder в 1997 году попытки высадки посадочных аппаратов и марсоходов неоднократно заканчивались неудачами. Около половины всех марсианских миссий в истории заканчивались провалом, особенно на этапе посадки, которую специалисты называют «Марсианским проклятием». С научной точки зрения все гораздо прозаичнее. Во-первых, атмосфера Марса слишком плотная, чтобы использовать только двигатели, но слишком разреженная, чтобы эффективно тормозить парашютами. Во-вторых, пылевые бури создают невероятный барьер, который выливается в череду технических проблем, решить которую сложно даже с учетом сегодняшних технологий.
В настоящее время на Красной планете продолжают активную работу два аппарата, и оба они американские. Это Perseverance — новейший аппарат NASA, доставленный на Марс в феврале 2021 года, и знаменитый долгожитель Curiosity, который работает в кратере Гейл с августа 2012 года.