Поскольку запуск космического аппарата «Тяньвэнь-1» запланирован на конец июля или начало августа, научный руководитель миссии и его команда представляют обзор, сосредоточив внимание на научных целях и приборах первой китайской миссии на Марс.
Среди восьми планет Солнечной системы, Марс наиболее похож на Землю и также находится рядом с ней. Поэтому он, естественно, становится приоритетной целью для космических исследований. Марс предоставляет существенную и прагматичную возможность ответить на ключевые вопросы, касающиеся существования внеземной жизни, происхождения и эволюции Солнечной системы, а также исследовать возможности обитания на нём человека. Начиная с первых космических зондов, пролетевших мимо планеты в 1960-х годах, и заканчивая планетарными орбитальными аппаратами и марсоходами сегодняшнего дня, Соединенные Штаты, Россия, Европа, Япония и Индия разработали программы исследования Марса для реализации устремлений человечества.
Китай объявил о своей программе исследования планет за пределами системы Земля-Луна в 2016 году. Извлекая выгоду из инженерного наследия китайской программы исследования Луны, Китайская национальная стратегия установила Марс в качестве следующей цели для исследования планет. Первая китайская миссия на Марс называется «Тяньвэнь-1» и направлена на совершение орбитального полета, посадки и передвижения по повехности в рамках одной миссии. Название означает «вопросы к небесам», взятое из названия поэмы Цюй Юаня (около 340-278 гг. до н. э.), одного из величайших поэтов Древнего Китая. В настоящее время «Тяньвэнь-1» готовится к запуску в июле или августе 2020 года, а через семь месяцев прибудет на Марс (рис. 1).
Рисунок 1
Миссия будет изучать Красную планету с помощью комбинации орбитального аппарата и спускаемого аппарата/марсохода.
Космический аппарат будет запущен с космодрома Вэньчан на острове Хайнань и выведен непосредственно на переходную орбиту Земля-Марс с помощью ракеты-носителя «Чанчжэн-5». Зонд «Тяньвэнь-1», масса которого (включая топливо) составляет около 5 тонн, состоит из орбитального аппарата и посадочного модуля/марсохода. Орбитальный аппарат будет обеспечивать ретрансляционную связь с марсоходом, одновременно выполняя свои собственные научные наблюдения в течение одного марсианского года. Орбита на этапе научного наблюдения представляет собой полярную эллиптическую орбиту (265 км × 12 000 км). Посадочный модуль и марсоход совершат мягкую посадку на марсианскую поверхность примерно через 2-3 месяца после прибытия космического аппарата, в качестве возможного места посадки рассматривается Равнина Утопия. Марсоход на солнечных батареях весом около 240 кг почти вдвое превышает массу китайских луноходов «Юйту» и, как ожидается, будет работать около 90 марсианских дней.
Основная задача «Тяньвэнь-1» — выполнить глобальную и обширную съемку всей планеты с помощью орбитального аппарата, а также направить марсоход в места, представляющие научный интерес для проведения детальных исследований с высокой точностью и разрешением. В частности, научные задачи «Тяньвэнь-1» включают в себя: (1) картографирование морфологии и геологического строения, (2) исследование характеристик поверхностного грунта и распределения водяного льда, (3) анализ состава поверхностного материала, (4) измерение ионосферы и характеристик марсианского климата и окружающей среды на поверхности, а также (5) изучение физических полей (электромагнитных, гравитационных) и внутренней структуры Марса.
Всего в миссии «Тяньвэнь-1» имеется 13 научных приборов. Семь приборов на борту орбитального аппарата включают две камеры, орбитальный радиолокатор для исследования недр, минералогический спектрометр, магнитометр, анализатор ионов и нейтральных частиц и анализатор энергетических частиц. Шесть приборов, установленных на марсоходе, включают в себя мультиспектральную камеру, камеру рельефа местности, радар для исследования недр, детектор состава поверхности Марса, детектор магнитного поля Марса и метеорологический монитор.
«Тяньвэнь-1» собирается выйти на орбиту, посадить и выпустить марсоход с самой первой попытки, а также координировать наблюдения с орбитальным аппаратом. Ни одна планетная миссия никогда не осуществлялась таким образом. В случае успеха это означало бы крупный технический прорыв. С научной точки зрения «Тяньвэнь-1» -это наиболее полная миссия по изучению марсианской морфологии, геологии, минералогии, космической среды, распределения почвы и водяного льда. Ожидается, что зонд «Тяньвэнь-1» достигнет Марса примерно в феврале 2021 года, а фаза научных наблюдений начнется в апреле 2021 года. Помимо «Тяньвэнь-1», марсоход NASA Mars 2020 Perseverance и орбитальный аппарат Объединенных Арабских Эмиратов Hope Mars orbiter также совершат путешествие на Марс. Международное сообщество планетологов с нетерпением ожидает этих захватывающих миссий, которые, безусловно, поднимут наши знания о Марсе на беспрецедентный уровень.
