После шестимесячной борьбы за восстановление связи с марсианским аппаратом Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), NASA 3 июня объявило о завершении миссии. Аппарат, запущенный к Красной планете в 2013 году, изучал марсианскую атмосферу и ее эволюцию в течение 11 лет, что более чем в два раза превысило первоначальные ожидания.
Хотя MAVEN больше не проводит новые измерения на Марсе, собранные им данные остаются чрезвычайно ценными для планетологов и продолжают анализироваться. Одна группа ученых недавно использовала данные MAVEN для обнаружения атмосферного эффекта, который отклоняет входящий солнечный ветер при отсутствии магнитосферы.
NASA завершает 11-летнюю миссию MAVEN на Марсе
MAVEN был запущен к Марсу в ноябре 2013 года на ракете Atlas V, вышел на орбиту в сентябре 2014 года и официально начал научные наблюдения в ноябре 2014 года. Выбранный в 2008 году в рамках программы Mars Scout Program от NASA, MAVEN оснащен восемью научными приборами, предназначенными для изучения марсианской атмосферы и потери ее газов с течением времени. MAVEN стал первой миссией NASA, которая провела углубленные исследования истории и эволюции атмосферы Красной планеты.
На момент запуска предполагалось, что основная миссия MAVEN продлится два года, из которых один год был посвящен научным операциям на орбите Марса. Благодаря хорошему состоянию аппарата и качеству получаемых данных, научная фаза миссии MAVEN неоднократно продлевалась. В конечном итоге, к концу своей миссии MAVEN проработал на Марсе на 10 лет дольше, чем планировалось изначально. За это время он продолжал собирать атмосферные данные и поддерживать связь между Землей и другими марсианскими аппаратами, в частности, марсоходами NASA — Curiosity и Perseverance.
Сеть дальней космической связи NASA (DSN) потеряла связь с MAVEN 6 декабря 2025 года. DSN — это всемирная сеть больших радиоантенн, которые отправляют и принимают сигналы от космических аппаратов NASA по всей Солнечной системе. Когда связь была потеряна, спутник с 2019 года находился на орбите Марса с высотой от 130 до 4500 км, совершая примерно 6,6 оборотов в день. Обычно, когда орбита MAVEN проходила за Марсом, команды кратковременно теряли связь с аппаратом до тех пор, пока он не появлялся и не восстанавливал контакт с DSN. Однако 6 декабря DSN не получил никаких сигналов от аппарата после его прохождения за Марсом.
Небольшое количество данных с аппарата было восстановлено после потери сигнала, что указывает на то, что MAVEN перешел в безопасный режим из-за неожиданно высокой скорости вращения, заставив команды предположить, что его орбита была нарушена. Примечательно, что перед прохождением за Марсом телеметрия MAVEN показывала, что все системы аппарата функционировали штатно. В феврале NASA сформировало комиссию по расследованию аномалий для оценки возможных мер по восстановлению и вероятного состояния марсианского орбитального аппарата.
Комиссия пришла к выводу, что батареи аппарата, вероятно, были разряжены из-за вращения, оставив MAVEN без питания и возможности связи с Землей, что означает невозможность восстановления аппарата и, следовательно, завершение его миссии. Однако причина аномалии остается неизвестной, и комиссия, как ожидается, продолжит расследование и представит результаты в окончательном отчете позднее в этом году. Тем временем NASA приступит к официальным процедурам вывода из эксплуатации MAVEN и его научной команды, а также к архивированию всего набора данных миссии для использования в будущих исследованиях атмосферы Марса.
«Научные данные, полученные MAVEN, имеют ключевое значение для понимания того, какие меры радиационной защиты и безопасности необходимо принять перед отправкой людей на Марс. Собранные данные MAVEN будут продолжать давать ценную информацию о Марсе на десятилетия вперед», — заявила Луиза Проктор, директор отдела планетарных наук NASA.
«Миссия MAVEN действительно продвинула наше понимание марсианской атмосферы и ее эволюции. Этот набор данных оказал огромное влияние на эту область. Наша научная команда чрезвычайно гордится всеми этими удивительными открытиями», — сказала главный исследователь MAVEN Шеннон Карри из Лаборатории атмосферных и космических наук Университета Колорадо в Боулдере.
MAVEN обнаруживает явление отклонения солнечного ветра на Марсе
Хотя аппарат больше не активен на орбите Марса, его данные продолжают использоваться научными группами по всему миру. Одна из таких групп, под руководством Кристофера Фаулера из Университета Западной Вирджинии, использовала данные MAVEN для обнаружения процесса отклонения солнечного ветра в атмосфере Марса. Это явление действует аналогично процессам в магнитосфере Земли, которые отклоняют солнечный ветер от Земли.
Во время этого явления, известного как эффект Цван-Вольфа, заряженные частицы, выбрасываемые Солнцем, удерживаются в магнитных структурах в атмосфере Марса, называемых потоковыми трубами. Эффект был впервые обнаружен в 1976 году и до открытия Фаулера и его коллег считалось, что он происходит только в планетарных магнитосферах, а не в атмосферах. Марс не обладает сильной магнитосферой, как Земля, поэтому эффект Цван-Вольфа вместо этого происходит в ионосфере планеты, которая находится ниже 200 км над поверхностью Марса. Этот атмосферный регион содержит значительное количество заряженных частиц, которые теперь, как известно, распределяются посредством эффекта Цван-Вольфа.
«Исследуя данные, я внезапно заметил очень интересные колебания. Я никогда бы не подумал, что это будет этот эффект, поскольку он никогда раньше не наблюдался в атмосфере планеты», — объяснил Фаулер.
В отличие от Земли, магнитосфера Марса индуцируется взаимодействием солнечного ветра с ионосферой планеты. Таким образом, из-за колеблющихся объемов солнечного ветра, выбрасываемого Солнцем, магнитосфера Марса может сильно варьироваться по размеру и форме. Орбита MAVEN выводила аппарат во внешние области атмосферы Марса, поэтому, когда на Марс обрушилась большая солнечная буря, команда Фаулера изучала магнитосферу и наблюдала неожиданные колебания в магнитном поле планеты. Несколько приборов MAVEN предназначены для изучения марсианской ионосферы, и после анализа их данных ученые пришли к выводу, что эффект Цван-Вольфа является единственным объяснением наблюдаемых ими колебаний магнитного поля.
Солнечная буря, вероятно, усилила эффект в ионосфере, позволив команде Фаулера его обнаружить. Интересно, что команда отметила, что этот эффект может происходить постоянно в ионосфере без помощи солнечных бурь, но аппаратура MAVEN не смогла бы его обнаружить.
«Никто не ожидал, что такой эффект вообще может возникнуть в атмосфере. Вот что делает это еще более захватывающим. Это вводит интересную физику, которую мы еще не исследовали, и новый способ, которым Солнце и космическая погода могут изменять динамику в марсианской атмосфере», — сказал Фаулер.
Открытие эффекта Цван-Вольфа на Марсе расширит понимание планетологами того, как космическая погода влияет на различные типы планетных тел, особенно на те, у которых почти нет магнитосферы, такие как Титан и Венера. Кроме того, по мере того как человечество продвигается дальше в Солнечную систему, понимание того, как космическая погода влияет на климат Марса, имеет решающее значение для подготовки будущих астронавтов и космических аппаратов, посещающих Красную планету.
«Знание того, как космическая погода взаимодействует с Марсом, имеет первостепенное значение. Команда MAVEN продолжает делать новые открытия с помощью наших наборов данных и находить эти связи между нашей звездой-хозяйкой и Красной планетой», — сказала Карри.
