28 мая 1971 года к Марсу стартовала советская автоматическая межпланетная станция Марс-3. Космический аппарат массой 4,6 тонны состоял из орбитальной станции и спускаемого модуля. Последнему предстояло впервые в мире совершить мягкую посадку на поверхность Загадочной планеты.

Первопроходец Марс-3

Внешне посадочный аппарат напоминал космическую станцию «Луна-9», которая пятью годами ранее стала первым рукотворным телом, совершившим мягкую посадку на Луну. На борту аппарата находился контейнер с научной аппаратурой, к которому крепился любопытный инструмент — ПрОП-М («Прибор оценки проходимости — Марс»).

За загадочным названием скрывался первый в мире марсоход — в буквальном смысле этого слова. Дело в том, что этот удивительный аппарат весом 4,5 кг имел оригинальную систему передвижения — пару лыж, которые приподнимали его над поверхностью Марса. Фактически, он должен был ходить по поверхности! Такая система была выбрана не случайно, ведь в то время ученые не имели точных сведений о грунте Красной планеты.

ПрОП-М — первый марсоход, доставленный на поверхность Красной планеты. Фото: NASA

2 декабря 1971 года наш аппарат совершил феноменальную, первую в истории мягкую посадку на другую планету. Антенны раскрылись, и началась радиотрансляция с поверхности Марса! Так Марс-3 доказал, что посадка на Марс реальна. Спустя 40 лет совершив практически те же маневры, американцы посадят на поверхность Загадочной планеты свой Curiosity.

К сожалению, передача данных на Землю по неизвестным причинам оборвалась уже через 14,5 секунд, и все попытки восстановить радиосвязь с посадочным аппаратом потерпели неудачу. Вместе с ним ученые потеряли и марсоход, который был связан с аппаратом кабелем. Полностью выполнил научную программу лишь орбитальный зонд, хотя съемке поверхности Марса помешала грандиозная пылевая буря, как назло, охватившая всю планету.

Расчетное место посадки станции Марс-3 находилось в точке с координатами 45° ю. ш. и 202° в. д., на дне огромного кратера Птолемей. Спустя 36 лет после советской миссии камера HiRISE, установленная на борту орбитального зонда Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), сделала большой снимок этого региона в надежде обнаружить советский посадочный зонд и отделившееся от него во время посадки оборудование. Изображение места посадки Марса-3, получившее индекс PSP_006154_1345, состоит из 1,8 миллиарда пикселей. Чтобы показать его целиком в полном разрешении, понадобилось бы около 2,5 тысяч компьютерных мониторов. Ясно, что поиск на снимке крошечного аппарата размером всего несколько пикселей был невероятно трудной задачей.

Изображение с индексом PSP_006154_1345, полученное орбитальной станцией MRO в 2007 году. Где-то на этом снимке должен находиться спускаемый аппарат Марс-3. Изображение повернуто на 90° вправо. Фото: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Поиски спускаемого аппарата Марс-3

За поиски аппарата взялся Виталий Егоров, основатель и администратор интернет-сообщества, посвященного марсоходам Curiosity и Opportunity. Вместе с десятком добровольцев Виталий провел предварительные поиски станции Марс-3. Ожидалось, что на поверхности планеты должны находиться парашют, тепловой щит, блок с двигателями мягкой посадки и, наконец, сам посадочный модуль. Перед тем как приступить к изучению снимка, Виталий сделал масштабные изображения каждого объекта с учетом того, как они должны выглядеть при разрешении снимков HiRISE (25,3 сантиметра на пиксель).

Тщательное изучение снимка MRO позволило выделить среди множества множество мелких деталей несколько подозрительных предметов, внешне похожих на оборудование Марса-3. Каждый из предметов имел надлежащие размер и форму; а их расположение соответствовало тому, как должны были упасть объекты во время снижения и посадки спускаемого аппарата.

Предметы, похожие на оборудование спускаемого аппарата Марс-3, найденные на снимке 2007 года. Фото: Виталий Егоров

Собрав полученные материалы вместе, Виталий обратился за консультациями к сотруднику Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского Александру Тихоновичу Базилевскому, который хорошо известен в международном научном сообществе.

Александр Тихонович, в свою очередь, связался с Альфредом МакЮэном (Alfred McEwen), научным руководителем группы, работающей с HiRISE, и предложил ему сделать еще один снимок этого района. 10 марта 2013 года MRO получил новое изображение места предполагаемой посадки Марса-3. Съемка была проведена так, чтобы получить цветную картинку с «подозреваемыми» предметами, освещенными под другим углом — так можно увидеть дополнительные детали. На изображении не видно предметов необычных цветов, но это вполне понятно, поскольку оборудование Марса-3 за более чем 40 лет пребывания на планете покрылось слоем пыли. Тем временем, Базилевский и Егоров связались с российскими инженерами и учеными, которые участвовали в миссии «Марс-3», чтобы получить у них дополнительные сведения.

Сопоставление снимков: Марс-3 найден?

Самая заметная и необычная деталь первом снимке — предполагаемый парашют. На фотографии он выглядит как светлое пятно около 7,5 метра в диаметре. Полностью раскрытый парашют имел бы размер 11 метров, поэтому размер пятна соответствует этому предположению. На втором снимке HiRISE парашют выглядит светлее на большей части своей поверхности, возможно из-за лучшего освещения склона, на котором он лежит, но, может быть, ветер просто сдул с него часть пыли, как это произошло с парашютом Curiosity. Кроме того, парашют посадочного зонда Viking 1 (1976) все еще наблюдается на поверхности Марса как светлое пятно, что подтверждает способность марсианского ветра периодически сдувать пыль.

Парашют от Марса-3 диаметром 7,5 м (в полностью раскрытом состоянии — 11 м), сфотографированный зондом MRO 11 марта 2013 года. Фото: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Светлое пятно, несомненно, необычная деталь – на этих фотографиях больше нет подобных объектов, чего следовало было бы ожидать, будь это было светлый участок естественного происхождения. На втором снимке, где лучи Солнца падают под большим углом, видно, что это самое яркое место в этом районе. Он отличается от парашютов американских марсианских посадочных аппаратов, которые лежат вытянутыми вдоль направления полета — дополнительную горизонтальную скорость им придавала верхняя защитная крышка посадочного аппарата. Советская конструкция предусматривала более вертикальную посадку, поэтому ложившийся на грунт парашют принимал более округлую форму.

Модуль с твердотопливными тормозными двигателями был прикреплен к парашютному контейнеру посадочного аппарата с помощью цепи, и эта предполагаемая деталь на снимке имеет не только подходящий размер, но и нитевидное продолжение, которое может быть цепью. Позже Егоров получил информацию из НПО им. Лавочкина, что длина цепи была 4,5 метра — это хорошо соответствует линии на изображении (4,8 метра). «Лишняя» длина – возможно, след на песке, оставленный цепью при движении. Рядом с блоком тормозных двигателей находится предполагаемый посадочный модуль — его размеры и форма также соответствуют реальному модулю с четырьмя открытыми лепестками.

Двигатель мягкой посадки и парашютный контейнер, связанные цепью длиной 4,5 м, видны слева вверху фото. Справа внизу — сама станция Марс-3, узнаваемая по характерным лепесткам. Фото: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona/Виталий Егоров

Наконец, изображение теплового щита-кандидата соответствует объекту в форме щита подходящего размера, который частично погребен под слоем грунта.

Все вместе эти детали и их расположение на поверхности замечательно соответствуют тому, что предполагалось увидеть на месте посадки «Марса-3». Все вместе это приводит нас к выводу о том, что на снимках MRO действительно запечатлено оборудование советской космической станции. Вероятность того, что наблюдаемые объекты имеют естественное происхождение, существует, но она крайне мала. Во всяком случае дальнейший анализ данных и новые фотографии, сделанные под другими углами, позволят дать окончательный ответ.

PS. Огромная благодарность Виталию Егорову и другим участникам поиска станции Марс-3! Мы должны помнить наши космические победы. Отдельное спасибо — за подробный и увлекательный рассказ о поиске, который можно прочитать здесь. Помимо этого рассказа для написания статьи мы воспользовались материалом с сайта HiRISE.

И последнее. Посадочное оборудование Марса-6 пока не найдено! В его поиске может принять участие каждый желающий!