В США к Марсу была запущена миссия EscaPADE, состоящая из двух космических аппаратов. Они изучат то, как солнечный ветер влияет на атмосферу Красной планеты, включая то, как она её теряла и продолжает терять.
Этот пуск также примечателен для ракеты New Glenn американской компании Blue Origin, принадлежащей небезызвестному миллиардеру Джозефу Безосу. Для неё это второй запуск, первый с полноценной полезной нагрузкой и первый, когда удалось успешно вернуть многоразовую первую ступень. Компания SpaceX Илона Маска хоть и медленно, но теряет монополию на многоразовые ракеты!
Как прошёл запуск, почему использовалась ракета New Glenn и что она ещё отправила в космос, какие особенности у зондов EscaPADE и как они будут исследовать Марс?
Примечание. В разных источниках, даже официальных, можно встретить два варианта написания названия миссии: EscaPADE и ESCAPADE. В статье будет использоваться первое, так как оно лучше раскрывает её полное название: Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers, что можно перевести как «Исследователи выброса, ускорения и динамики плазмы». Миссия EscaPADE представлена двумя идентичными аппаратами, получившими название Blue (русс. «Синий») и Gold (русс. «Золотой»).
Запуск
Запуск аппаратов EscaPADE был произведён 13 ноября 2025 года в 23:55 по московскому времени со стартового комплекса LC-36 космодрома на мысе Канаверал. New Glenn также несла на борту неотделяемую полезную нагрузку — демонстратор InRange от американской компании Viasat. Blue Origin дала запуску название «Never tell me the odds» (русс. «Никогда не говори мне о шансах») — цитата Хана Соло из «Звёздных войн».
Многоразовая первая ступень ракеты отделилась через 3 минуты и 9 секунд после старта, а через 9 минут и 9 секунд успешно совершила посадку на морскую платформу Jacklyn в Атлантическом океане. Через 33 минуты отделились аппараты EscaPADE. Через 38 минут был запущен демонстратор InRange, проработавший немногим больше часа.
Это был второй запуск ракеты-носителя New Glenn, второй успешный, второй в 2025 году и первый с успешной посадкой ступени. Первый пуск этой ракеты был произведён в начале этого года.
InRange использует глобальную группировку спутников Viasat, недавно расширенную благодаря приобретению британской компании Inmarsat, для предоставления телеметрических данных в режиме реального времени во время запусков. Благодаря использованию космической связи InRange устраняет необходимость в традиционной наземной инфраструктуре. Это позволяет диспетчерам запуска следить за полётом в зонах, где недоступна неземная связь.
Интересен способ крепления посадочных опор первой ступени New Glenn после посадки к платформе. SpaceX первоначально высаживала после посадки ступеней Falcon 9 на морские платформы людей, что их крепили, а после в арсенале компании Маска появился робот Octagrabber. Конкретный способ крепления первой ступени New Glenn после посадки не указан, но New Glenn имеет два патента. Первый предполагает использование специальных зарядов в опорах, что буквально их приваривают к поверхности платформы. Второй патент предполагает использование специальных стержней, углубляющихся в платформу.
Почему была выбрана ракета New Glenn?
New Glenn — ракета-носитель тяжёлого класса, она может вывести до 45 т на низкую околоземную орбиту или до 7 т при запуске к Луне или другим планетам. Суммарная масса аппаратов EscaPADE лишь немногим больше 1 т, масса InRange не указана, но вряд ли она большая. Так почему была выбрана именно ракета New Glenn?
Первоначально EscaPADE планировалось запустить в качестве попутной полезной нагрузки вместе с зондом Psyche, однако для его пуска была выбрана ракета-носитель Falcon Heavy компании SpaceX. Новая траектория полёта Psyche к астероиду Психея затруднила возможность доставки зондов EscaPADE к Марсу, несмотря на гравитационный манёвр Psyche у планеты: аппаратам EscaPADE потребовалось бы слишком много топлива для торможения и выхода на орбиту Марса. Мало того, сами зонды ещё не были готовы. Вместо EscaPADE с Psyche хотели запустить зонды Janus к астероидам, но задержка в запуске из-за найденной ошибки в программном обеспечении Psyche оставила Janus на Земле.
Blue Origin согласилась запустить EscaPADE всего за $20 млн (стоимость пуска InRange не указана, но вряд ли она большая). Это намного меньше, чем себестоимость запуска New Glenn, т. е. Blue Origin проводит пуск в убыток для себя. Зачем она тогда согласилась? Видимо, компания искала полезную нагрузку для своей ракеты. Её первый запуск был проведён с прототипом системы развёртывания и обслуживания спутников Blue Ring собственной разработки. При этом первый пуск как раз должен был быть с аппаратами EscaPADE, но его решили перенести из-за высокого риска аварии во время первого запуска и неготовности EscaPADE.
Второй успешный запуск позволит New Glenn пройти сертификацию Космическими силами США, т. е. Blue Origin может получить военные заказы.
Следующий этап развития New Glenn — повторное использование возвращённых первых ступеней.
Также Blue Origin сейчас запускает спутники своей системы Kuiper, что является аналогом известной системы Starlink от SpaceX. Однако Blue Origin покупает запуски у той же SpaceX или ULA. Видимо, пока компания не может обеспечить регулярные пуски New Glenn для Kuiper, и их дешевле закупать у других компаний, по крайней мере пока не будет отработан возврат и повторное использование первой ступени New Glenn и не увеличится частота её пусков.
Полёт EscaPADE к Марсу и орбита у планеты
Аппараты не сразу полетят к Марсу. Около года они будут двигаться по довольно сложной траектории возле точки Лагранжа L2 в системе Солнце — Земля на расстоянии около 1,5 млн км от нашей планеты. EscaPADE — первая марсианская миссия в истории, которая длительное время будет находиться у точки Лагранжа L2.
Зачем так усложнять путь к Марсу? Причина кроется в проблеме переносов запуска. Первоначально планировалось запустить EscaPADE напрямую, но New Glenn — новая ракета, а контракт на пуск был заключен ещё до её первого полёта. Из-за этого могли произойти (и произошли) значительные задержки в подготовке первого и последующих пусков. Такая сложная траектория позволила запустить EscaPADE вне зависимости от оптимального стартового окна полёта к Марсу, при необходимости её можно легко подкорректировать ближе к старту. Также аппараты на этом этапе будут проводить научные наблюдения, в том числе за Землёй.
В ноябре 2026 года аппараты EscaPADE с разницей в несколько дней начнут полёт к Марсу. Перед этим они сблизятся с Землёй, что позволит в момент запуска двигателей лететь относительно планеты с большой скоростью и воспользоваться эффектом Оберта. Он заключается в том, что ракетный двигатель, двигающийся с высокой скоростью, совершает больше полезной работы, чем такой же двигатель, движущийся медленно.
Аппараты EscaPADE достигнут Марса в сентябре 2027 года с разницей в несколько дней.
При достижении Марса аппараты EscaPADE совершат тормозящий манёвр и выйдут на эллиптическую орбиту вокруг планеты. В течение нескольких месяцев апоарес (апоцентр Марса — самая отдалённая от планеты точка орбиты) будет постепенно уменьшаться с почти 90 тыс. км до 8400 км, периарес (перицентр Марса — самая близкая от планеты точка орбиты) составит около 160 км.
Научная программа будет состоять из кампаний A и B. Первая начнётся в июне 2028 года и продлиться до декабря этого года. После зонды EscaPADE изменят свои орбиты для кампании B, которая начнётся в декабре 2028 года и продлится до мая 2029. При этом из-за прецессии орбит аппараты будут всё больше расходиться друг от друга. Если они будут находиться в хорошем состоянии, то может начаться расширенная научная программа — стандартная практика для научных миссий.
Особенности EscaPADE
Миссия EscaPADE подготовлена в рамках программы NASA SIMPLEx, которая предполагает создание малых и дешёвых космических аппаратов для исследования планет и спутников. Упомянутые ранее зонды Janus также созданы в рамках этой программы. Бюджет EscaPADE составляет всего около $75 млн, из которых $20 млн, как уже говорилось, ушли на запуск.
Миссию EscaPADE возглавляет Лаборатория космических наук Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley), космические аппараты спроектированы американской компанией Advanced Space LLC на основе платформы Photon от американской компании Rocket Lab. Последняя также их построила и испытывала.
Как уже указывалось, миссия EscaPADE представлена двумя идентичными аппаратами, получившими название Blue и Gold. Стартовая масса каждого из них — 535 кг, из которых 180 кг — сухая масса (т. е. без топлива). Размеры составляют приблизительно 60 × 70 × 90 см (без учёта солнечных батарей).
Зонды имеют две раскрывающиеся солнечные батареи размером 480 × 70 см, также на борту имеются литий-ионные аккумуляторы. Средняя потребляемая мощность каждого аппарата — 260 Вт.
Связь с Землёй обеспечивается в X-диапазоне частот (7 — 10,7 ГГц) с помощью нескольких антенн. Главная, с большим коэффициентом усиления, хорошо заметна — крупный белый диск. Антенны с более низким коэффициентом усиления находятся рядом с ней.
Двигательная установка для аппаратов EscaPADE поставлена французской Arianespace (дочерняя компания ArianeGroup). Она состоит из маршевого двигателя, использующего гидразин или его производные и тетраоксид азота (окислитель), а также маневровых двигателей на холодном газу. Последние просто выпускают сжатый газ для создания тяги.
Для навигации и поддержания ориентации в пространстве зонды имеют солнечные и звёздные датчики, а также гиродины.
Внешне аппараты покрыты экранно-вакуумной теплоизоляцией, которой покрываются почти все современные космические аппараты и которая необходима для регуляции их температуры.
На аппаратах установлены памятные таблички, подготовленные Rocket Lab. На двух из них указаны имена сотрудников компании, принявших участие в подготовке миссии, на ещё одной отображён логотип Rocket Lab, орбиты зондов EscaPADE у Марса, стилизированные изображения орла и птицы киви (символы США и Новой Зеландии, где Rocket Lab осуществляет свою деятельность), а также надпись «Non sufficit hic orbis», что на латыни означает «И целого мира мало».
Научные инструменты
Оба аппарата имеют идентичные научные инструменты. Все они предоставлены различными американскими организациями.
Магнитометры EMAG установлены на конце выдвижных стрел, что позволяют избежать помех от электроники аппаратов, и способны измерять магнитные поля напряжённостью до 2000 нТл. Предоставлены Центром космических полётов имени Годдарда — одной из крупнейших лабораторий NASA.
Анализаторы плазмы ELP созданы Университетом аэронавтики Эмбри-Риддла для анализа потоков электронов и ионов разных энергий и природы. Состоят из трёх отдельных датчиков:
- зондов Ленгмюра (mNLP), состоящих из четырёх тонких игл, установленных попарно примерно на 3/4 длины стрелы;
- планарных ионных зондов (PIP);
- анализаторов плавающего потенциала зондов (FPP).
Электростатические анализаторы ESSA разработаны Калифорнийским университетом в Беркли. Состоят из двух датчиков:
- EESA-i измеряет угол падения и энергию ионов с атомной массой от 4 до 16 в диапазоне энергий от 0,5 эВ до 30 кэВ;
- EESA-e измеряет угол падения и энергию электронов в диапазоне от 10 эВ до 10 кэВ.
Университетом Северной Аризоны предоставлены камеры VISIONS. Они смогут снять Марс одним кадром, в отличие от камер многих других марсианских орбитальных аппаратов. На каждом зонде EscaPADE установлены 2 камеры:
- камера видимого диапазона спектра с разрешением 45 м в периаресе и 3,2 км в апоаресе;
- камера инфракрасного диапазона спектра с разрешением 460 м в периаресе и 34 км в апоаресе.
Успехов EscaPADE!
Автор: Колпаксиди Александр Павлович.
Я также один из соавторов дзен-канала «PULSAR — космос рядом», группы «PULSAR — Космос | Астрономия | Космонавтика» во «Вконтакте» и сайта «Пульсар».