Цели выполнения проекта
В соответствии с техническим заданием на проект, целями выполнения ОКР являются:
- Создание автоматического космического комплекса, предназначенного:
- для обеспечения забора и доставки на Землю образцов грунта со спутника Марса - Фобоса;
- для проведения комплекса научных исследований Фобоса и Марса дистанционными и контактными методами.
- Создание унифицированного многоцелевого модуля для решения ряда фундаментальных и прикладных задач космических исследований.
Указанные цели детализируются следующим образом:
- Постановка научных задач связанных с исследованиями Марса и его спутника Фобоса группируются в нескольких методических и предметных направлениях.
- Доставка на Землю образцов грунта Фобоса для их исследований в земных лабораториях;
- Исследования Фобоса:
- Исследования Марса:
- Исследование физических параметров околопланетной среды вблизи Марса:
- Исследования в интересах небесной механики
- Создание унифицированного многоцелевого модуля для решения ряда фундаментальных и прикладных задач космических исследований является одной из трех целей выполнения ОКР «Фобос-Грунт».
Для достижения этой цели необходимо найти решения для трех проблем:
- разработку основных систем и агрегатов перспективной космической платформы;
- Разработку и создание комплекса космических приборов ориентированных на решение различных научных задач при исследовании объектов Солнечной системы, а также пригодных для диверсификации;
- оборудование современного наземного сегмента управления приборами научных космических комплексов, а также получения и обработки научной информации.
Методы исследований
Научная аппаратура устанавливается на перелётно-посадочном модуле космического аппарата, поэтому имеется возможность проводить научные исследования на всех этапах экспедиции «Фобос-Грунт»:
- на трассе перелёта от Земли до Марса,
- при орбитальном движении КА вокруг Марса, а также
- непосредственно на поверхности Фобоса, после осуществления посадки КА на поверхность этого спутника Марса.
Методы исследований, которые будут использованы в проекте «Фобос-Грунт» включают:
- исследования in situ. Исследования на поверхности, в месте посадки космического аппарата, дает возможность «привязать» данные, полученные при исследовании доставленного образца в наземной лаборатории к исследованиям реголита в нескольких местах в районе посадки КА (в радиусе 1,0-1,5 м). На посадочном аппарате предусматриваются следующие исследования:
- элементный и минералогический состав реголита, содержание летучих,
- физические, механические и магнитные свойства реголита,
- внутреннее строение Фобоса,
- небесно-механические исследования,
- мониторинг атмосферы и поверхности Марса.
- дистанционные исследования. Зондирование Фобоса с орбитального аппарата, имеющего орбиту, близкую к его орбите, даст возможность получить информацию о характеристиках поверхности, глобальной внутренней структуре, «привязать» результаты, полученные в месте посадки, в контексте всей поверхности. При орбитальном движении КА аппарата, в частности, предполагаются следующие исследования Фобоса:
- глобальное геологическое картирование поверхности
- уточнение размеров, формы, массы, плотности Фобоса,
- цветовые характеристики, альбедо, фотометрические свойства, тепловые свойства реголита,
- картирование элементного и минералогического состава, магнитные свойства Фобоса,
- внутренняя структура Фобоса,
Кроме того, при орбитальном движении КА будет исследоваться околомарсианское пространство, в частности, пылевой тор в районе орбиты Фобоса, плазменные исследования, особенности взаимодействие малого тела с солнечным ветром, Кроме того, с помощью телевизионной системы должно быть выбрано место посадки КА на поверхность Фобоса.
Космический аппарат
Космический аппарат для экспедиции (см. рис. выше) разработан в Научно-производственном объединении им. С.А. Лавочкина, головной организации отечественной космической промышленности, специализирующейся на создании автоматических космических аппаратов, создавшей все Советские лунные и межпланетные аппараты. Создание космического аппарата осуществляется под руководством Генерального конструктора и Генерального директора этой организации Г.М. Полищука. Космический аппарат «Фобос-Грунт» состоит из перелетно-орбитального модуля, маршевой двигательной установки, тормозной двигательной установки и возвращаемого аппарата, несущий спускаемый (на Землю) аппарат.
В состав космического комплекса включен также китайский малый спутник Марса YH-1 [Chi Wang, Hua Zhao, 2008]. Этот аппарат будет запущен совместно с КА «Фобос-Грунт» и доставлен на эллиптическую орбиту Марса, после чего будет отделен от основного аппарата и начнет выполнять программу научных исследований Марса и околомарсианского пространства, разработанную китайскими учеными. Важное значение при создании межпланетных космических аппаратов является обеспечение требований КОСПАР по планетной защите [Rummel J. D., et al., 2002 ]. При создании космического аппарата «Фобос-Грунт» этому вопросу было уделено особое внимание, так как этот проект в соответствии с требованиями КОСПАР относится одновременно к двум категориям межпланетных экспедиций: космический аппарат на орбите Марса и миссия с доставкой на Землю образцов внеземного вещества. Подробное обсуждение этого вопроса было представлено в работе [Pichkhadze et.al., 2008]
Приоритеты научной программы
Формирование научной программы исследований при выполнении экспедиции определяться научными приоритетами и техническими ограничениями со стороны космического аппарата.
Научные приоритеты: Комплекс экспериментов in situ на поверхности Фобоса и дистанционными методами при орбитальном движении КА может существенно дополнить исследования вещества, доставленного на Землю, однако, представляется очень важным, чтобы он и сам по себе обеспечил максимальную научную отдачу, обеспечив достаточную надежность получения основных научных результатов миссии.
Предлагается использовать следующий порядок научных приоритетов:
- Геологическая и геохимическая аттестация места бурения и отбора образцов вещества, доставляемых на Землю
- Определение физико-химических свойств реголита и внутреннего строения Фобоса при орбитальном движении КА и после посадки КА на поверхность Фобоса
- Исследования околомарсианского пространства (пылевая и плазменная компоненты, магнитное поле, радиационная обстановка),
- Исследования параметров орбитального и собственного движения Фобоса, небесно-механические эксперименты,
- Мониторинг глобальной динамики атмосферы и пылевых бурь на поверхности Марса.
Таблица соответствия научных задач направлениям исследований проекта
Направления исследований | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
НАУЧНЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫ | ||||||
КОМПЛЕКС ГАЗОВОГО ХРОМАТОГРАФА | + | |||||
МАНИПУЛЯТОРНЫЙ КОМПЛЕКС | + | + | ||||
КОМПЛЕКС ЯДЕРНО-ФИЗИЧ. ЭКСПЕРИМ. | + | |||||
МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ | + | |||||
ИК-СПЕКТРОМЕТРИЯ | + | + | ||||
ТВ ПРИБОРЫ | + | + | ||||
ЗОНДИРУЮЩИЕ ПРИБОРЫ | + | |||||
ИССЛЕД. ОКОЛОМАРСИАНСКОГО ПРОСТР. | + | |||||
НЕБЕСНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ | + |