Приветствую вас!
В настоящее время американское космическое агентство НАСА реализует программу по предоставлению грантов частным компаниям для разработки различных типов марсианских зондов. Основная цель программы — создать флот космических аппаратов, способных выполнять одну или несколько из четырёх задач: отправку полезных грузов на поверхность Красной планеты, передачу данных с поверхностных Марса на Землю, получение изображений поверхности с марсианской орбиты или отправку небольшой полезной нагрузки на марсианскую орбиту.
Среди этих задач, передача данных, является для НАСА приоритетной, поскольку текущий парк зондов с ретрансляционным оборудованием на борту устаревает, и рано или поздно космические аппараты начнут выходить из строя. Благодаря системе передачи данных, размещенной на орбите Марса, конструкция орбитальных аппаратов может быть упрощена и облегчена за счёт устранения необходимости использования больших антенн и мощных передатчиков.
На данный момент у нас НАСА есть три предложения по предоставлению таких услуг от компаний SpaceX, Blue Origin и Lockheed Martin. Предложение компании Lockheed Martin является наиболее проработанной и включает один или несколько спутников на базе зонда MAVEN. Теоретически трёх орбитальных космических аппаратов, которые будут находится на геостационарной марсианской орбите на высоте 17 000 километров, будет достаточно для покрытия всей планеты. Однако, как и в случае с геостационарной орбитой Земли, такая сеть не обеспечит покрытия в полярных регионах. Поэтому идеальным вариантом было бы наличие большего количества спутников, некоторые из которых находились бы на орбитах с большим наклонением или на орбитах типа "Молния".
Орбита "Молния" — один из типов высокой эллиптической орбиты с наклонением в 63,4°, аргументом перицентра −90° и периодом обращения в половину звёздных суток. Данный тип орбиты получил название по серии советских космических аппаратов «Молния» двойного назначения, впервые использовавших эту орбиту в своей работе.
Однако если мы хотим сократить время задержки передачи данных с поверхности Марса на марсианскую орбиту, необходимо разместить большее количество спутников на более низких орбитах, то есть так же как это было сделано на Земле с группировками коммуникационных спутников, такими как Starlink.
Компания SpaceX, как и ожидалось, предложила сеть под названием Marslink, которая представляет собой не что иное, как урезанную версию Starlink для Марса. Marslink будет развернут космическим кораблем Starship на марсианской орбите и будет служить для обеспечения покрытия при реализации инициативы компании SpaaceX по исследованию Марса.
Компания Blue Origin предлагает менее сложную, но похожую систему. Компания будет использовать основной спутник под названием Mars Telecommunications Orbiter (MTO), с которого будут развертываться коммуникационные субспутники.
MTO будет способен доставить одну тонну полезной нагрузки к Марсу. Его конструкция основана на орбитальном буксире Blue Ring, который предназначается для доставки полезной нагрузки на высокие орбиты или на геостационарную орбиту с низкой околоземной орбиты. Он будет использовать комбинацию химического двигателя и солнечного электрического двигателя (SEP) и будет оснащен большими солнечными панелями для питания этих двигателей. Двигательная установка SEP позволит увеличить продолжительность доступных стартовых окон. После выхода на низкую марсианскую орбиту MTO развернет несколько субспутников для обеспечения глобального покрытия, а затем космический аппарат будет выведен на более высокую орбиту.
Чтобы обеспечить глобальное покрытие, Blue Origin планирует запустить несколько орбитальных аппаратов MTO, которые развернут свои собственные субспутники на низких орбитах с различными наклонениями. MTO мог бы поддерживать связь с несколькими аппаратами находящимися на поверхности Марса и на его орбите, при этом поддерживая связь с Землей. Система от Blue Origin гарантирует скорость передачи данных в 4 мегабита в секунду.
Blue Origin планирует запустить один или несколько космических аппаратов MTO в рамках подготовки к миссии на Марс, которую НАСА включило к запуску в 2028 году. Предполагалось, что эта миссия будет состоять из нескольких кораблей Starship от компании SpaceX, но, учитывая трудности при разработке этой космической системы, не известно будет ли реализована эта миссия к Марсу, хотя компания SpaceX по прежнему остаётся фаворитом в этой программе.
Тем не менее новый бюджет НАСА предусматривает 700 миллионов долларов на создание ретрансляционного орбитального аппарата для Марса, названного — Mars Telecommunications Orbiter. Этот зонд должен гарантировать поддержание связи для новой марсианской миссии и миссии по возвращению образцов с Красной планеты (MSR).