Двойной зонд NASA ESCAPADE готов отправиться к Марсу для изучения потери атмосферы

После года ожидания на околоземной орбите два космических аппарата, предназначенные для изучения взаимодействия Солнца с магнитным полем и атмосферой Марса, готовятся в начале ноября отправиться к Красной планете. Их прибытие ожидается в сентябре следующего года.

Миссия ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) — это недорогая миссия NASA, призванная помочь учёным понять, как Марс потерял свою атмосферу и воду на ранних этапах своей истории. Она состоит из двух небольших идентичных аппаратов — Blue и Gold. Они были запущены 13 ноября 2025 года и с тех пор находятся на специально рассчитанной «выжидательной» орбите вблизи Земли, ожидая выравнивания Земли и Марса.

7 ноября, когда Blue окажется ближе всего к Земле, его двигатель проработает 9,5 минуты, после чего аппарат получит дополнительный гравитационный импульс от Земли, который направит его к Марсу. Gold выполнит тот же манёвр двумя днями позже.

Путь к Марсу был извилистым ещё до запуска. Изначально ESCAPADE должен был отправиться в космос вместе с миссией NASA Psyche в 2022 году, что позволило бы близнецам долететь до Марса напрямую. Когда Psyche перевели на другую ракету-носитель, ESCAPADE перенесли на первый полёт ракеты New Glenn компании Blue Origin, но технические проблемы сорвали и этот план.

«К счастью, у нас невероятная команда, — сказала Шеннон Карри, научный руководитель проекта и доцент кафедры астрофизики и планетологии Университета Колорадо в Боулдере. — Они сели, заточили карандаши и нашли способ всё осуществить».

После запуска на второй ракете New Glenn их план вывел зонды на широкую петлеобразную орбиту вокруг точки L2 — второй точки Лагранжа системы Земля–Солнце, где гравитационное притяжение Земли и Солнца уравновешено. L2 находится примерно в 1,5 млн километров от Земли в направлении, противоположном Солнцу.

Бонусная наука

«Самое захватывающее — то, что они прошли через дальний магнитохвост Земли, регион, который никогда прежде не исследовался. Они получили уникальный набор наблюдений, который обещает науку на уровне открытий», — сказал Роберт Лиллис, главный исследователь ESCAPADE и заместитель директора Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли.

Магнитосфера Земли — область, где магнитное поле нашей планеты доминирует в космической среде, — под действием солнечного ветра приобретает форму капли. Вершина этой капли, магнитохвост, простирается на миллионы километров за пределы Земли.

По словам Лиллиса, ESCAPADE углубился в хвост примерно на 2 млн километров — на несколько сотен тысяч километров дальше, чем любая предыдущая миссия.

«С двумя аппаратами мы смогли проанализировать и исследовать, как солнечный ветер и межпланетное магнитное поле изменяют, сжимают и закручивают магнитохвост Земли на таком расстоянии, — сказал Лиллис. — Это очень динамичная среда. Мы смогли оценить его размеры, закрутку, то, как он сжимается при повышении давления солнечного ветра. Сейчас ведётся много анализа».

Приборы зондов, измеряющие магнитные поля, заряженные частицы и экстремальное ультрафиолетовое излучение Солнца, будут работать большую часть перелёта к Марсу.

После прибытия аппараты потратят несколько месяцев на уточнение орбит. В ходе первой научной кампании они будут использовать построение «нить жемчуга», при котором Blue и Gold следуют по идентичным эллиптическим траекториям. По мере изменения их расстояния от Марса разрыв между зондами будет составлять от примерно 2 до 30 минут.

Машина времени Марса

В далёком прошлом Марс был гораздо теплее и влажнее, что позволяет предположить, что когда-то он мог быть удобным домом для жизни. Но миллиарды лет назад он потерял большую часть атмосферы и поверхностных вод. Учёные говорят, что значительная часть потерь произошла после остановки внутреннего динамо, создававшего глобальное магнитное поле планеты. Без сильного поля, отклоняющего частицы, солнечные частицы постепенно срывали материал с верхних слоёв атмосферы.

Два аппарата ESCAPADE позволят учёным наблюдать этот процесс в реальном времени, чего не удавалось сделать в предыдущих миссиях. «С одним аппаратом мы могли видеть изменения магнитного поля только на масштабах нескольких часов [орбитального периода аппарата], — сказал Лиллис. — Теперь у нас будет уникальная возможность понять, как эта система меняется на масштабах времени, которые мы никогда прежде не исследовали».

Примерно через 6 месяцев Blue и Gold изменят высоту, и разрыв между ними увеличится. «Я представляю это так: один аппарат находится впереди планеты, где он видит Солнце и солнечные воздействия, а другой — позади, одновременно измеряя отклик атмосферы и магнитосферы Марса, — сказала Карри. — Впервые мы можем видеть этот отклик в реальном времени».

По словам Карри, это сочетание должно дать новые представления о том, как космическая погода истощает атмосферу Марса сегодня, что поможет точнее оценить потерю атмосферы в далёком прошлом.

«Это огромный кусок головоломки, когда мы думаем о обитаемости Марса».

Двойные измерения ESCAPADE будут особенно полезны во время солнечных бурь. «Мы считаем, что солнечные бури были одним из главных факторов атмосферной эрозии около трёх–трёх с половиной миллиардов лет назад, когда Солнце было более активным и storms случались чаще», — сказала Карри.

«Измеряя эти бури в реальном времени впервые, мы можем увидеть, как выглядит буря и, в тот же момент, как атмосфера улетучивается — как эти частицы ускоряются прочь от планеты… Так что если мы поймём, что движет атмосферным уходом сегодня, мы сможем заглянуть в прошлое и начать лучше понимать, как эрозировала атмосфера и куда делась вся вода. Это огромный кусок головоломки, когда мы думаем об обитаемости Марса».

— Дамонд Беннингфилд, научный писатель

Источники: Benningfield, D. (2026), Twin spacecraft ready to head for a Martian escapade, Eos, 107, https://doi.org/10.1029/2026EO260343.