12 ноября 2014 года человечество сделало еще один важный шаг вперед по тернистому пути покорения космоса: впервые космический аппарат смог сесть на поверхность кометы. Редакция Naked Science решила вспомнить о предыдущих подобных этапах, грандиозный успех которых лежал на хрупких «плечах» межпланетных роботов.

Луна 9 

Первопроходцем на поверхности Луны стала советская межпланетная станция «Луна 9», которая 3 февраля 1966 года смогла осуществить первую в истории мягкую посадку на поверхность единственного спутника Земли.
 
Более того: успешно доставив на лунный грунт автоматическую лунную станцию (АЛС), «Луна 9» стала первым аппаратом, осуществившим посадку на небесное тело, не являющееся Землей.
 
В течение 7 сеансов связи общей продолжительностью более 8 часов АЛС передала на Землю первые изображения Луны прямо с ее поверхности. На передачу одного панорамного снимка тогда требовалось целых 100 минут.
 
«Луна 9» сделала свой вклад и в науку: в частности, благодаря полученным снимкам была подтверждена «метеорно-шлаковая» теория строения лунной поверхности.
 

Один из снимков лунной поверхности, переданных на Землю аппаратом «Луна 9» / © Роскосмос

Венера 7 

Первым космическим аппаратом, который смог совершить мягкую посадку на поверхность Венеры, стала советская АМС «Венера 7». После приземления 15 декабря 1970 года «Венера-7» также стала и первым в истории космическим аппаратом, которому удалось сесть на поверхность другой планеты.
 
После входа в атмосферу планеты АМС передавала данные 53 минуты, включая 20 минут, в течение которых станция была активна уже на поверхности Венеры.
 
Благодаря полученным данным, советским ученым удалось выяснить, как менялась температура атмосферы в зависимости от высоты аппарата (от 25 градусов по Цельсию до примерно 475 на поверхности). Также удалось узнать об атмосферном давлении на поверхности Венеры (приблизительно 90 атмосфер).
 
Стоит отметить, что первые снимки венерианской поверхности были сделаны позже, однако в рамках той же советской программы «Венера». Первым фотографом на Венере стала АМС «Венера 9», которая успешно приземлилась на планету 22 октября 1975 года.
 

Панорамный снимок поверхности Венеры, сделанный АМС «Венера-14» / © Роскосмос

Программа «Викинг»

В 1975 году в рамках программы «Викинг» США с небольшим интервалом отправили к Марсу 2 аппарата. «Викинг-1», как и «Викинг-2», состоял из орбитального и спускаемого модулей. Посадочные аппараты имели широкий набор научных инструментов для исследования марсианской почвы и атмосферы, который должен был позволить «Викингам» ответить на один из самых главных вопросов – есть ли жизнь на Марсе.
 
20 июля 1976 года «Викинг-1» стал первым в истории космическим аппаратом, которому удалось совершить успешную посадку на поверхность Марса. В сентябре на Красную планету приземлился и «Викинг-2», правда, не столь успешно – его двигатели выжгли марсианский грунт, который он должен был изучать, а одна из опор модуля встала на камень, из-за чего аппарат оказался под наклоном.
 
Оба «Викинга» тут же передали на Землю завораживающие панорамы инопланетной местности, в которой очутились.
 
В последующие годы «Викинги» провели множество научных экспериментов, а также передали на Землю бесчисленные снимки марсианской поверхности. В частности, был исследован состав почвы, обнаружено изобилие железа и кремния, а также наличие сульфатов. Поиски биологических образцов, впрочем, успехом так и не увенчались.
 
«Викинг-1» проработал значительно дольше запланированного и вышел из строя лишь в 1982 году – и то по ошибке сотрудника NASA, действия которого случайно привели к потере связи с аппаратом без возможности ее восстановления. «Викинг-2» проработал на поверхности Красной планеты до 1980 года.
 

Панорамные снимки марсианской поверхности. Сверху – «Викинг-1», снизу – «Викинг-2» / © Roel van der Hoorn/NASA

Мессенджер 

Меркурий традиционно занимал невысокое положение в приоритетах космических держав. За всю историю космонавтики не было ни одной посадки на его поверхность, а целенаправленно для его изучения направлялось лишь два аппарата – и оба под эгидой NASA.
 
Миссия второго из них – аппарата «Мессенджер», который в марте 2011 года стал первым в истории аппаратом, вышедшим на орбиту Меркурия, оказалась особенно плодотворной.
 
Опираясь на данные, полученные аппаратом «Маринер-10» о Меркурии, «Мессенджер» в 2008-2009 годах совершил три пролета мимо планеты, а затем вышел на ее орбиту.
 
В результате исследований, проведенных «Мессенджером», было получено множество ценных научных данных. К примеру, тысячи качественных снимков меркурианской поверхности позволили составить подробную 3D-карту планеты; научная аппаратура АМС к большому удивлению ученых обнаружила на полюсах самой близкой к Солнцу планеты лед; также «Мессенджеру» удалось выяснить, что магнитное поле планеты по какой-то причине значительно выше к северному полюсу планеты относительно ее центра.
 
Помимо этого, картографирование поверхности планеты выявило загадочные черные точки, которые можно обнаружить почти по всей планете. Скорее всего, они являются небольшими метеоритными кратерами, однако вещество в них крайне неоднородно. Это позволило ученым сделать вывод о том, что «внутренности» Меркурия не столь однообразны, как считалось ранее, и планета может обладать довольно сложной структурой.
 
Миссия «Мессенджера» должна завершиться только в 2015 году, исследования Меркурия продолжаются.
 

Сделанный «Мессенджером» снимок поверхности Меркурия / © NASA

Вояджер

Трудно назвать более плодотворную межпланетную миссию, чем американская программа «Вояджер». Два аппарата – «Вояджер-1» и «Вояджер-2» - были запущены к Юпитеру и Сатурну в 1977 году и с тех пор успели стать первопроходцами во множестве областей.
 
В частности, «Вояджер-1» был первым аппаратом, которому удалось сделать детальные снимки спутников Юпитера и Сатурна. А «Вояджеру-2» удалось близко подлететь к Европе и Ганимеду – крупным спутникам Юпитера из так называемой галилеевой группы. Благодаря данным, полученным аппаратом, была выдвинута гипотеза о наличии под ледяной коркой спутников жидких океанов, что стало своего рода революцией и заставило говорить о возможности существования жизни в этих океанах.
 
Также «Вояджер-2» является первой и пока что единственной АМС, которой удалось достичь Урана и Нептуна. В ходе пролета мимо этих планет аппарат сделал и передал на Землю тысячи снимков, которые позволили изучить кольца планет и их спутники. У Урана «Вояджер-2» открыл 11 новых спутников, а на спутнике Нептуна – Тритоне – обнаружил функционирующие гейзеры, что очень удивило ученых.
 
Но даже этим успехи «Вояджеров» не ограничиваются. После изучения планет аппараты отправились еще дальше – к границам Солнечной системы. «Вояджер-1» к тому времени стал самым быстрым искусственным объектом, запущенным с Земли. Также он стал первым рукотворным объектом, который достиг межзвездной среды – то есть буквально покинул Солнечную систему, что позволило определить все еще работающее оборудование на его борту.
 
Уникальное местоположение аппарата позволит ученым вплоть до 2025 года (когда плутониевое топливо, наконец, закончится) изучать свойства межзвездной среды. Вдохновения астрофизикам добавляет и тот факт, что «Вояджер-2» тоже движется к границе Солнечной системы и через несколько лет выйдет в межзвездное пространство, что позволит проводить независимые наблюдения и измерения и сравнивать их с результатами «Вояджера-1».
 

Наиболее детальный снимок Нептуна, полученный благодаря «Вояджеру-2» / © NASA

Галилео

Целью миссии АМС «Галилео», запущенной NASA в 1989 году, было изучение Юпитера и его спутников. Аппарат справился с этим блестяще, выполнив все запланированные исследования.
 
«Галилео» стал первым и пока единственным аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера. До этого многочисленные снимки юпитерианских спутников галилеевой группы, сделанные АМС, позволили подтвердить гипотезу о наличии у них (в частности, у Европы) подледных океанов.
 
В 1994 году «Галилео» наблюдал падение в атмосферу Юпитера кометы – впервые в истории. Фотографии, сделанные аппаратом, позволили ученым увидеть крупные черные следы, которые остались во внешних облаках планеты после столкновения.
 
В 1995 году «Галилео» отправил в атмосферу Юпитера свой спускаемый модуль. К удивлению ученых атмосфера планеты оказалась не столь плотной, как считалось ранее, и модуль смог углубиться в нее на 130 км, передав на Землю первые данные о температуре и давлении во внешних и более глубоких областях газового гиганта.
 
В 2003 году программа «Галилео» завершилась, и орбитальный модуль также отправили в беспощадную атмосферу Юпитера, где он и сгорел.
 

Сделанный «Галилео» снимок поверхности Европы, под которой, очень вероятно, находится жидкий подледный океан / © Ted Stryk/NASA

NEAR Shoemaker

Успеху «Розетты» на комете предшествовал успех АМС на астероиде. В 1996 году NASA отправило к околоземному астероиду Эросу зонд NEAR Shoemaker, который должен был изучить его геологию и химический состав.
 
При первом пролете аппарата около астероида в январе 1999 года программное обеспечение компьютера на борту зонда отказало, что привело к потере связи NEAR Shoemaker с Землей более чем на сутки. Также была потеряна значительная часть топлива, которое было израсходовано при неконтролируемых и необъяснимых включениях двигателей во время аномалии. Постепенно зонд снова вышел на связь, и неисправность удалось нейтрализовать.
 
В феврале 2000 года зонд NASA NEAR Shoemaker стал первым в истории космическим аппаратом, вышедшим на орбиту астероида. После того, как все запланированные исследования были проведены, зонд было решено посадить на поверхность астероида. Несмотря на то, что благоприятного исхода в агентстве особо не ждали, аппарату удалось сесть на поверхность Эроса без повреждений и в течение более двух недель передавать на Землю ценные научные данные о химическом составе астероида, после чего связь с NEAR Shoemaker была окончательно потеряна.
 
С астероидом связан успех и другой примечательной АМС. Японский зонд «Хаябуса», несмотря на многочисленные технические проблемы, граничащие с провалом, смог в июне 2010 года впервые в истории доставить на Землю образцы грунта с астероида (Иотокава).

Композитное изображение астероида Эрос, составленное из снимков NEAR Shoemaker / © NASA

Кассини

Миссия «Кассини-Гюйгенс», разработанная в США, Европе и Италии, была призвана покорить систему Сатурна – в частности, изучить спутники газового гиганта и его кольца.
 
Безусловно, запущенная в 1997 году АМС справилась со всеми поставленными задачами. Орбитальный модуль станции – «Кассини» – сделал тысячи потрясающих снимков Сатурна, Юпитера и их бесчисленных спутников, очень многое рассказавших нам о внешней Солнечной системе.
 
Среди ценных научных открытий, вроде обнаружения новых спутников Сатурна, а также загадочных «спиц» в кольцах планеты, особенно выделяются исследования Титана. «Кассини» удалось  разглядеть в плотной атмосфере крупнейшего спутника Сатурна настоящие метановые и этановые озера, одно из которых достигает размеров Каспийского моря. Это, естественно, первый случай обнаружения поверхностных озер в Солнечной системе вне Земли.
 
Также «Кассини» удалось проверить положения Общей теории относительности (успешно), обнаружить несколько крупных планетарных ураганов на Сатурне, стать первым космическим аппаратом в истории, который смог выйти на орбиту Сатурна, и многое другое.
 
Миссия аппарата продлевалась два раза – в 2008 и 2010 годах. «Кассини» до сих пор проводит исследования вблизи Сатурна. В 2017 году в США и Европе будут принимать решение о следующем продлении миссии; предполагается несколько вариантов, от окончания программы в виде столкновения с Юпитером или Меркурием до полета на окраину нашей планетной системы для изучения Урана и Нептуна.
 

Сделанный «Кассини» снимок поверхности Энцелада, спутника Сатурна / © NASA/JPL/Space Science Institute

Гюйгенс

Спускаемый аппарат «Гюйгенс», запущенный вместе с орбитальным модулем «Кассини», заслуживает отдельного пункта.
 
14 января 2005 года отделившийся от «Кассини» «Гюйгенс» вошел в атмосферу Титана и совершил успешную посадку на его поверхность. Модуль не только стал первым аппаратом, приземлившимся на Титане, но и первым, который смог приземлиться на крупное небесное тело во внешней Солнечной системе.
 
Во время спуска «Гюйгенс» успешно передал на «Кассини» (который, в свою очередь, передал на Землю) снимки ландшафта Титана, а затем, после посадки, изображения его поверхности и данные с измерительных приборов.
 
На основе этих данных ученые описали почву Титана как «песок», состоящий из «ледяных песчинок». Фотографии поверхности демонстрируют множество небольших булыжников (возможно, из водяного льда), которые имеют округлую форму – вероятно, это свидетельствует о воздействии на них жидкости, хотя в непосредственной близости от места посадки «Гюйгенса» жидкость обнаружить не удалось.
 
Стоит отметить и то, что определенные аномалии вблизи поверхности Титана позволили некоторым ученым говорить о том, что на Титане может быть жизнь. В частности, существует предположение, что там могут существовать отличные от земных формы жизни, которые дышат водородным газом, питаются ацетиленом, а производят метан. Однако подобные теории объяснения газовых аномалий пока что далеки от подтверждения.

Первый (и, пока что, последний) снимок с поверхности Титана при разных методиках обработки изображения / © NASA/JPL/ESA/Andrey Pivovarov