Марс готовится получить двойную порцию внимания. В эти выходные пара идентичных спутников NASA будет запущена вместе с целью раскрыть, как Красная планета потеряла свою густую атмосферу и жидкую воду — одну из её древнейших тайн и ключ к пониманию того, как она трансформировалась из когда-то пригодного для жизни мира в замороженную пустыню, которой является сегодня.

Запуск запланирован на воскресенье (9 ноября) на ракете New Glenn от Blue Origin с космодрома на мысе Канаверал, штат Флорида. Миссия ESCAPADE (Сокращенно от «Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers») стоимостью 80 миллионов долларов включает два спутника-близнеца, получивших прозвища «Синий» и «Золотой», которые будут работать на одной орбите вокруг Марса. Эта миссия станет первой двойной спутниковой программой NASA к другой планете и нацелена на создание трёхмерного представления о том, как солнечный ветер — поток заряженных частиц от Солнца — активирует и «сворачивает» атмосферу Марса.

«Понять, как солнечный ветер влияет на различные виды атмосферного разрежения, является ключевым элементом в разгадке климата Марса», — сказал Роберт Лилис, главный исследователь ESCAPADE из Лаборатории космических наук при Калифорнийском университете в Беркли.

Геологические свидетельства из древних речных долин и минералов, образованных водой, показывают, что у Марса когда-то была жидкая вода, а значит, у него также была гораздо более плотная атмосфера. Однако около 4 миллиардов лет назад магнитное поле планеты, невидимый щит, защищающий мир от радиации Солнца, начало угасать. Без этой защиты солнечный ветер медленно «срывал» атмосферу Марса, оставляя за собой тонкую оболочку, менее чем на 1% плотнее, чем у Земли.

Прошлые миссии, включая Mars Global Surveyor, MAVEN и Миссию Марса Эмиратов Hope, показали, что у Марса нет глобального магнитного поля, но имеются местами «пузырьки» магнитного поля, зафиксированные в его коре. Однако с одним космическим аппаратом на орбите исследователи ограничены в своих наблюдениях за одним регионом за раз, часто с промежутком в несколько часов.

С помощью спутников ESCAPADE «мы сможем наблюдать, как эти регионы меняются на временных интервалах всего два-тридцать минут,» — сообщил Лилис. «Это позволит нам делать измерения, которые мы никогда не делали раньше, и охарактеризовать очень динамичную систему так, как мы никогда этого не делали».

После достижения Марса в сентябре 2027 года пара роботов проведет около семи месяцев, настраивая свои орбиты, прежде чем полететь в формации, подобно «паре жемчужин на нитке», поднимаясь на высоту 100 миль (160 километров) над поверхностью. Если все пройдет по плану, спустя шесть месяцев совместных наблюдений они разделятся на разные орбиты еще на пять месяцев, чтобы создать 3D-карту того, как происходит поток энергии и материи между Марсом и солнечным ветром, что контролирует потерю атмосферы.

Миссия ESCAPADE также ставит перед собой три ключевых вопроса: как форма магнитного пузыря Марса влияет на его атмосферу, как солнечная энергия взаимодействует с ним и как это влияет на поток частиц внутри атмосферы планеты.

В каждом из двух спутников, размером с копировальный аппарат, установлено идентичное оборудование. Электростатические анализаторы, созданные в Калифорнийском университете в Беркли, будут регистрировать заряженные частицы, покидающие Марс. Измеряя их направление и энергию, ученые смогут определить, возвращаются ли эти частицы обратно к планете или уносятся солнечным ветром.

Магнитометр из Центра космических полетов Годдарда отслеживает силу и ориентацию магнитных полей, в то время как плазменные датчики из Университета Эмбри-Риддл исследуют свойства плазмы. Студенческие камеры из Северного Аризонского университета будут захватывать изображения Марса и, возможно, даже запечатлеют его загадочные зеленые авроры.

В дополнение к научным задачам, ESCAPADE тестирует новый маршрут к Марсу. Вместо того чтобы двигаться непосредственно к планете, аппарат первым делом направится к точке Лагранжа, гравитационному «сладкому месту» между Землёй и Солнцем, на протяжении года, прежде чем в 2026 году» прыгнуть» к Марсу. Этот более длинный, но более гибкий маршрут, по мнению ученых, может сделать будущие миссии менее зависимыми от узкого временного окна запуска на Марс, которое приходится раз в два года.

Понимание того, как солнечное излучение взаимодействует с верхней атмосферой Марса, известной как ионосфера, будет также полезно для будущих исследователей. На Марсе радиоволны могут отражаться от ионосферы, чтобы перемещаться за горизонт, поэтому картирование поведения этого слоя будет жизненно важным для связи и навигации. Результаты миссии могут даже дать подсказки о том, остаётся ли жидкая вода под поверхностью, что подтверждается недавними анализами сейсмических данных с марсохода InSight — и это ключевой вопрос для будущих человеческих исследований.

«Это определенно будет сложной задачей для установления человеческого поселения на Марсе,» — отметил Лилис. «Но, знаете, люди упорны, верно?»