NASA завершила миссию MAVEN на Марсе и открыла новое атмосферное явление

После шестимесячной безуспешной борьбы за восстановление связи со своим космическим аппаратом Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), находящимся на орбите Марса, NASA объявило 3 июня о завершении миссии MAVEN. Запущенная к Красной планете в 2013 году, миссия изучала марсианскую атмосферу и её эволюцию в течение 11 лет, что более чем на десятилетие превысило первоначальный срок.

Хотя MAVEN больше не проводит новых измерений на Марсе, собранные им данные остаются чрезвычайно ценными для планетологов и продолжают анализироваться. Недавно одна команда учёных использовала данные MAVEN для обнаружения в атмосфере Марса атмосферного эффекта, который отклоняет входящий солнечный ветер в отсутствие магнитосферы.

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 как вторая миссия в рамках Программы разведки Марса NASA, MAVEN оснащался восемью научными приборами, предназначенными для исследования марсианской атмосферы и изучения потери её газов с течением времени. Это была первая миссия NASA, которая проводила углублённые исследования истории и эволюции атмосферы Красной планеты.

Изначально предполагалось, что основная миссия MAVEN продлится два года, причём один год будет посвящён научным операциям на орбите Марса. Благодаря хорошему состоянию аппарата и высокому качеству передаваемых данных, научная фаза MAVEN неоднократно продлевалась: сначала с июня 2015 по сентябрь 2016 года, а затем с октября 2016 по сентябрь 2018 года.

В итоге, к моменту завершения миссии, MAVEN проработал на Марсе на 10 лет дольше, чем планировалось. За это время он продолжал собирать атмосферные данные и поддерживать связь между Землёй и другими марсианскими аппаратами, в первую очередь, с марсоходами NASA — «Кьюриосити» и «Персеверанс».

Сеть дальней космической связи NASA (DSN) потеряла контакт с MAVEN 6 декабря 2025 года. DSN представляет собой глобальную сеть больших радиоантенн, которые отправляют и получают сигналы от космических аппаратов NASA по всей Солнечной системе. На момент потери связи спутник с 2019 года работал на орбите вокруг Марса с параметрами 4500 на 130 км, совершая около 6,6 витков в день. Обычно, когда MAVEN заходит за Марс, связь с ним временно прерывается до тех пор, пока он не выйдет из-за планеты и не восстановит контакт с DSN. Однако 6 декабря DSN не получил никаких сигналов от аппарата после его прохождения за Марсом.

После потери сигнала были восстановлены небольшие объёмы данных с аппарата, что указывало на переход MAVEN в безопасный режим из-за неожиданно высокой скорости вращения, что заставило команды предположить нарушение его орбиты. Примечательно, что до прохождения за Марсом телеметрия MAVEN показывала, что все системы аппарата функционировали нормально. В феврале NASA созвало комиссию по расследованию аномалии для оценки потенциальных усилий 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 Землёй, что делает восстановление аппарата невозможным и завершает его миссию. Однако причина аномалии остаётся неизвестной, и ожидается, что комиссия продолжит расследование и представит результаты в итоговом отчёте позднее в этом году. Тем временем NASA начнёт официальные процедуры по выводу MAVEN из эксплуатации и архивированию всего набора данных миссии для использования в будущих исследованиях атмосферы Марса.

Луиза Проктер, директор Отдела планетологии NASA, заявила: «Научные данные, предоставленные MAVEN, играют ключевую роль в определении того, какие меры радиационной защиты и безопасности мы должны предпринять, прежде чем отправлять людей на Марс. Данные, собранные MAVEN, будут продолжать предоставлять ценную информацию о Марсе в течение десятилетий».

Шеннон Карри, главный исследователь миссии MAVEN из Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере, добавила: «Миссия MAVEN действительно значительно углубила наше понимание марсианской атмосферы и её эволюции. Этот набор данных оказал огромное влияние на эту область. Наша научная команда чрезвычайно гордится всеми этими удивительными открытиями».

Хотя космический аппарат больше не активен на орбите Марса, его данные продолжают использоваться научными группами по всему миру. Одна из таких групп, возглавляемая Кристофером Фаулером 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 нашей планеты.

В ходе этого явления, известного как эффект Цвана-Вольфа, заряженные частицы, выбрасываемые Солнцем, удерживаются в магнитных структурах марсианской атмосферы, называемых магнитными трубками потока. Этот эффект был впервые открыт в 1976 году и — до открытия Фаулера и его коллег — считалось, что он происходит только в планетарных магнитосферах, а не в атмосферах. У Марса нет такой сильной магнитосферы, как у Земли, поэтому эффект Цвана-Вольфа вместо этого происходит в ионосфере планеты, расположенной на высоте менее 200 км над марсианской поверхностью. Эта область атмосферы содержит значительное количество заряженных частиц, которые, как теперь известно, распределяются посредством эффекта Цвана-Вольфа.

«Исследуя данные, я вдруг заметил очень интересные колебания. Я бы никогда не догадался, что это будет именно этот эффект, поскольку он никогда ранее не наблюдался в планетарной атмосфере», — пояснил Фаулер.

В отличие от Земли, магнитосфера Марса индуцируется взаимодействием солнечного ветра с ионосферой планеты. Таким образом, из-за колеблющегося количества выбрасываемого Солнцем солнечного ветра, магнитосфера Марса может значительно меняться в размерах и форме. Орбита MAVEN пролегала во внешних областях атмосферы Марса, поэтому, когда мощная солнечная буря достигла Марса, команда Фаулера изучала магнитосферу и наблюдала неожиданные флуктуации в магнитном поле планеты. Некоторые из приборов MAVEN предназначены для изучения марсианской ионосферы, и после анализа данных учёные пришли к выводу, что эффект Цвана-Вольфа был единственным объяснением наблюдаемых колебаний магнитного поля.

Солнечная буря, вероятно, усилила этот эффект в ионосфере, что позволило команде Фаулера его обнаружить. Примечательно, что команда отметила, что эффект может происходить непрерывно в ионосфере без помощи солнечных бурь, но приборы MAVEN не смогли бы его обнаружить в таком случае.

«Никто не ожидал, что этот эффект вообще может происходить в атмосфере. Это делает открытие ещё более захватывающим. Оно открывает интересные физические явления, которые мы ещё не исследовали, и новый способ, которым Солнце и космическая погода могут изменять динамику в марсианской атмосфере», — отметил Фаулер.

Открытие эффекта Цвана-Вольфа на Марсе углубит понимание планетологами того, как космическая погода влияет на различные типы планетных тел, особенно на те, которые имеют слабую или отсутствующую магнитосферу, 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, становится необходимым для подготовки будущих астронавтов и космических аппаратов, посещающих Красную планету.

«Знание того, как космическая погода взаимодействует с Марсом, имеет решающее значение. Команда MAVEN продолжает делать новые открытия с нашими наборами данных и находить эти связи между нашей родительской звездой и Красной планетой», — подытожила Карри.