Как бороться с космическими кротами, не привлекая внимание надзорных органов?

Наш разговор об аппаратах для контактных (не тех, когда кто-то сидит в VK) исследований космических объектов начнём с краткого ответа на вопрос: «Зачем проводить такие исследования?»

Во-первых, чисто из любопытства: всегда интересно знать, из чего и как сделан твой сосед. Во-вторых, для изучения возможности осуществить «мягкую» посадку на исследуемое тело. При проектировании спускаемых аппаратов очень неплохо бы знать физико-механические свойства поверхности, куда наш аппарат планирует садиться, а возможно и падать (делать это абы куда не хочется). Здесь уместно вспомнить историю о том, как Королёв приказал Луне быть твёрдой.

Товарищи учёные, доценты с кандидатами, предложили решение, родившееся по принципу «Горит сарай? Гори и хата!»: если рассчитать параметры для мягкой посадки на космическое тело сложно, то можно просто в него врезаться, углубившись в поверхность. Такой тип спускаемых аппаратов получил название «пенетраторы».

В общем случае такой аппарат напоминает отпугиватель для кротов (если точно прицелиться, то и кинетическое средство поражения): продолговатая трубка с заострённым наконечником. Внутри этой трубки располагается полезная нагрузка: сейсмометры, спектрометры и т.д., но об этом поговорим позже. Рассуждать о различных классификациях пенетраторов в этой заметке мы не станем, но рассмотрим основные способы внедрения аппаратов в поверхность.

Под «классическим» обычно понимают спуск пенетратора и его внедрение в поверхность объекта без использования двигательной установки. Соответственно, следующим в списке идут пенетраторы, которые используют для движения в грунте ракетные двигатели. Весьма специфична тросовая схема, когда с космического аппарата, пролетающего над поверхностью объекта исследования, на тросе десантируется ударник, берущий пробу грунта, и возвращает её на борт космического аппарата для дальнейшего изучения.

Отдельного внимания заслуживают сверхскоростные пенетраторы: внедрение зонда происходит на скорости более 1 км/с за счёт испарения головной части такого пенетратора. Если у почтенной публики возникнет желание, то о них расскажу отдельно.

Наиболее отработанным из всех проектов по созданию пенетраторов на сегодняшний день остаётся миссия «Марс-96». В состав проекта входил орбитальный аппарат, 2 малые спускаемые станции и столько же пенетраторов. За 5 (4 в резервном случае) суток до достижения Марса должно было происходить отделение малых аппаратов, после чего орбитальный аппарат менял траекторию и ложился на орбиту искусственного спутника планеты.
Сброс пенетраторов мог осуществляться как одновременно, так и порознь в широком диапазоне: с 7 по 28 сутки орбитального полёта (в зависимости от его конкретной реализации). Долетев до атмосферы, наши кротопугалки начинали торможение с помощью жёсткого конуса и надувного тормозного устройства до расчётной скорости, а затем внедрялись в грунт Красной планеты. При касании поверхности происходило бы разделение носовой и хвостовой частей. Внедряемая часть зонда должна была зарываться на глубину 5-6 м, а хвостовая — оставаться на поверхности.

После внедрения зонда планировалось: получить телевизионные изображения поверхности Марса, накопить данные о метеорологических условиях на планете, определить элементный состава пород и содержания воды в марсианском грунте, изучить сейсмоактивность, исследовать физико-механические характеристики и определить магнитные свойства породы, НО…

При втором включении разгонного блока произошёл отказ автоматики: разгонник отделился от космического аппарата, не сообщив ему необходимый импульс. Как итог, марсианские кроты спокойно вздохнули, а вот обитатели Тихого океана долго и с интересом изучали упавшую на них межпланетную станцию…