Недавнее исследование, представленное на 55й Конференция по науке о Луне и планетах (LPSC) обсуждается концепция миссии Mars Astrobiology, Resource and Science Explorer (MARSE) и ее упрощенное посадочное устройство с высокой ударной энергией (SHIELD), которое предлагает более широкий и дешевый метод поиска — прошлой или настоящей — жизни на Красной планете, в частности используя четыре марсохода на четырех разных посадочных площадках по поверхности Марса, а не только один к одному. Эта концепция возникла в связи с тем, что марсоходы НАСА Curiosity и Perseverance продолжают неустанно исследовать поверхность Марса в кратере Гейла и кратере Джезеро соответственно.
Здесь, Вселенная сегодня обсуждает концепцию миссии MARSE с единственным автором исследования, Алексом Лонго, студентом магистратуры факультета наук о Земле, морской среде и окружающей среде Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, относительно мотивации создания MARSE и того, как были расположены места посадки. выбранные, существенные последствия, текущая работа и следующие шаги по превращению MARSE в настоящую миссию. Лонго опирается на свой более чем десятилетний опыт поиска посадочных площадок на Марсе, а также имеет за плечами несколько публикаций, в том числе ряд научных рефератов, статей и книгу Kindle. Итак, какова была мотивация концепции миссии MARSE?
«Главной целью концептуального исследования MARSE было снижение стоимости доступа к поверхности Марса», — говорит Лонго. Вселенная сегодня. «Флагманские марсоходы, такие как Curiosity и Perseverance, являются чрезвычайно функциональными транспортными средствами. Предостережение заключается в том, что, поскольку каждый из них стоит более миллиарда долларов, мы можем посещать только один или два объекта на Марсе каждое десятилетие. Как и Земля, Марс — поразительно разнообразная планета. Используя спутники на орбите, мы нанесли на карту множество древних сред, которые в далеком прошлом могли быть пригодными для жизни. Однако разрешение орбитальных изображений и спектров ограничено, и они иногда не могут предсказать, что полевой геолог (или, в случае Марса, марсоход, управляемый геологами) обнаружит на земле. Даже на Земле найти ранние биосигнатуры сложно, и даже при сравнительно небольшом выветривании и эрозии я не удивлюсь, если то же самое произойдет и на Марсе. MARSE был призван представить одно возможное решение, которое позволило бы ученым-планетологам исследовать больше мест на Марсе в рамках реалистичного бюджета».
Марсоход Curiosity размером с автомобиль приземлился в кратере Гейла 6 августа 2012 года, и на его веб-сайте миссии показано, что Curiosity преодолел в общей сложности 31,27 километра (19,43 мили) по состоянию на 27 января 2024 года, что намного превзошло основной график миссии, составлявший один раз. Марсианский год, или 687 земных дней. Кратер Гейла был выбран в качестве места приземления из-за множества свидетельств того, что в какой-то момент древнего прошлого Марса здесь когда-то содержалась жидкая вода, поскольку, по оценкам ученых, кратер Гейла образовался в результате удара примерно 3,5–3,8 миллиарда лет назад. Во время своего пребывания в кратере Гейла Curiosity использовал свой набор научных инструментов для выявления свидетельств существования жидкой воды в кратере Гейла и доказательств того, что Марс когда-то содержал строительные блоки для жизни, включая углерод, кислород, азот, фосфор и серу.
Марсоход Perseverance размером с автомобиль приземлился в кратере Джезеро 18 февраля 2021 года, и на его веб-сайте миссии указано, что по состоянию на 28 марта 2024 года Perseverance преодолел в общей сложности 25,113 километров (15,604 мили). Хотя Perseverance и Curiosity имеют схожую конструкцию, Основным обновлением стала доставка на Марс вертолета Ingenuity, который стал первым роботом-исследователем, совершившим полет с двигателем в другом мире и совершившим десятки полетов, прежде чем был окончательно остановлен после повреждения одной из лопастей несущего винта во время последней посадки. в январе 2024 года. Как и кратер Гейла для «Кьюриосити», кратер Джезеро был выбран в качестве места посадки «Настойчивости» из-за веских доказательств того, что когда-то он содержал огромный массив жидкой воды, о чем свидетельствуют огромные отложения веерно-дельтовых отложений, которые, вероятно, были точка входа для жидкой воды миллиарды лет назад. Во время пребывания в кратере Джезеро компания Perseverance использовала свой набор научных инструментов для идентификации древних вулканических пород, отложений со дна древнего озера, преобразовывала углекислый газ (основной компонент атмосферы Марса) в кислород и даже использовала свои мощные микрофоны для записи звуки Марса. Учитывая невероятные научные исследования, проведенные «Любопытством и настойчивостью», каковы наиболее важные последствия для миссии MARSE?
«Наиболее важным последствием этого торгового исследования является то, что можно будет построить небольшой марсоход, способный охарактеризовать неизведанные места на Марсе», — говорит Лонго. Вселенная сегодня. «Было несколько предложений по дешевым марсианским кораблям, таким как SHIELD. MARSE демонстрирует, что с помощью этих посадочных модулей можно доставлять полезную научную нагрузку. Каждый марсоход MARSE весит всего 15 килограммов и размером с микроволновую печь. Если мы сможем определить, как посадить подобные марсоходы на Марс, это поможет распространению и демократизации исследований Марса. Мы уже наблюдаем аналогичный сдвиг парадигмы в исследовании Луны благодаря программе Commercial Lunar Payload Services (CLPS)».
Хотя «Кьюриосити» и «Настойчивость» успешно исследовали места посадки в мельчайших подробностях, стоимость каждой миссии исчислялась миллиардами долларов («Кьюриосити»: ~2,5 миллиарда долларов, «Настойчивость»: ~2,7 миллиарда долларов). Таким образом, одна только стоимость позволяет использовать только один марсоход на миссию, а их приземления произошли с разницей почти в семь лет. Как уже отмечалось, одной из целей концепции миссии MARSE является посадка четырех марсоходов на четырех отдельных посадочных площадках, которыми являются Колумбия-Хиллз, Миланкови? Кратер, Долина Маурта и Терра Сирениум, при этом холмы Кумбия были местом посадки марсохода Spirit во время его миссии с 2004 по 2010 год, а остальные никогда не исследовались посадочными модулями или марсоходами. Но как выбирались места посадки и рассматриваются ли другие места посадки?
Лонго рассказывает Вселенная сегодня«Четыре посадочных площадки не являются исключительным списком. Мы просто хотели проиллюстрировать диапазон исследований, которые можно провести с помощью этого подхода. Все четыре из перечисленных мест были отмечены в рецензируемых статьях и предыдущих исследованиях мест посадки, поэтому мы знаем, что они обладают высоким научным потенциалом».
Лонго продолжает рассказывать Вселенная сегодня что SHIELD будет спроектирован так, чтобы «приземляться на любом плоском участке Марса ниже исходной точки (высота 0 км на Марсе; эквивалент уровня моря на Земле), поэтому вы можете легко поменять один или несколько из них на места по вашему выбору. » При этом Лонго отметил, что одно из его любимых мест приземления будет внутри Валлес Маринерис, самого большого и глубокого каньона в Солнечной системе. Лонго обсуждает многолетние исследования доктора Стивена Раффа из Университета штата Аризона, который проводил аналогичные исследования, сравнивая отложения горячих источников в Колумбийских холмах на Марсе с аналогичными объектами в горячем источнике Эль-Татио в Чили, и пришел к выводу, что микробные сообщества могут процветать в этих местах. локации.
Как уже отмечалось, Curiosity и Perseverance приземлились на Марсе с разницей почти в девять лет, в 2012 и 2021 годах соответственно, но их соответствующие миссии находились в разработке почти целое десятилетие назад. Оба марсохода являются частью программы исследования Марса НАСА: миссия марсохода Curiosity была одобрена в 2003 году, а миссия марсохода Perseverance была анонсирована в 2012 году. Системы функционируют в полную силу перед доставкой и загрузкой на ракету-носитель. Сюда входят тесты, предназначенные для анализа выносливости марсоходов, воздействия суровых условий, долговечности и многих других. Таким образом, если миссия MARSE получит зеленый свет, может пройти почти десятилетие проектирования, сборки и испытаний, прежде чем их марсоходы размером с микроволновую печь коснутся поверхности Марса. Итак, каковы следующие шаги в плане одобрения MARSE для реальной миссии?
«К сожалению, будущее МАРСА и ЩИТА неопределенно», — говорит Лонго. Вселенная сегодня. «Эта концепция была разработана при поддержке команды SHIELD в JPL под руководством Лу Гирша и Натана Барбы. Они проделали феноменальную, передовую работу, и я был благодарен за возможность работать с ними. К сожалению, в прошлом месяце Лаборатория реактивного движения была вынуждена провести масштабное сокращение бюджета и увольнения из-за неопределенности относительно будущего миссии по возвращению образцов с Марса, на которую приходится большая часть бюджета центра. Поскольку будущие приоритеты JPL постоянно меняются, мы приостановили разработку концепции MARSE».
Хотя в отношении миссии MARSE существует неопределенность, важно отметить, что миссиям по исследованию космоса часто требуются десятилетия, чтобы перейти от простой концепции к реальному оборудованию, а затем еще несколько лет, прежде чем оно будет запущено. Это отмечают миссии марсоходов Curiosity и Perseverance, поскольку с момента одобрения каждой из них до их приземления на Марсе прошло почти десять лет. Более того, предложения о миссиях нередко предпринимают несколько попыток, прежде чем они будут одобрены, поскольку НАСА имеет очень строгие критерии для одобрения миссий, включая стоимость, сроки, научные цели и долгосрочные последствия для науки. Несмотря на перспективы, это не помешало Лонго продолжить работу над концепцией миссии MARSE.
«Разработка концепции миссии — это полезный опыт, и для меня было большой честью работать над этой концепцией с командой ЩИТА», — говорит Лонго. Вселенная сегодня. «Даже если это произойдет через десять лет, я надеюсь, что кто-то в конечном итоге осуществит недорогую миссию по геологии и астробиологии Марса с участием нескольких марсоходов. После завершения проекта «Возвращение образца с Марса» следующим логическим шагом в исследовании Марса будет исследование большей части планеты, лучшее понимание ее истории и изучение того, чему Марс может научить нас о прошлом нашей собственной планеты. Если мы хотим иметь процветающую космическую программу, нам нужно проявлять творческий подход и принимать смелые идеи, и мне нравится работать с учеными и инженерами, которые именно этим и занимаются».
Сможет ли миссия MARSE исследовать Красную планету в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!
