Оборудование планировалось помочь доставить образцы с Марса. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения.
Важнейшая миссия НАСА по поиску жизни за пределами Земли «Возвращение образцов с Марса» оказалась в беде. Его бюджет увеличился с 5 миллиардов долларов США до более чем 11 миллиардов долларов, а дата возвращения образца может сдвинуться с конца этого десятилетия на 2040 год.
Миссия станет первой, которая попытается вернуть образцы горных пород с Марса на Землю, чтобы ученые могли проанализировать их на предмет признаков прошлой жизни.
Администратор НАСА Билл Нельсон заявил во время пресс-конференции 15 апреля 2024 года, что миссия в ее нынешнем виде является слишком дорогой и слишком медленной. НАСА дало частным компаниям месяц на представление предложений по возвращению образцов более быстрым и доступным способом.
Как астроном, изучающий космологию и написавший книгу о ранних миссиях на Марс, я наблюдал, как разворачивается сага о возвращении образца. Марс — ближайшее и лучшее место для поиска жизни за пределами Земли, и если эта амбициозная миссия НАСА провалится, ученые потеряют шанс узнать гораздо больше о Красной планете.
Обитаемость Марса
Первые миссии НАСА, достигшие поверхности Марса в 1976 году, показали, что планета представляет собой холодную пустыню, непригодную для жизни без плотной атмосферы, защищающей жизнь от ультрафиолетового излучения Солнца. Но исследования, проведенные за последнее десятилетие, показывают, что несколько миллиардов лет назад планета могла быть намного теплее и влажнее.
Марсоходы Curiosity и Perseverance показали, что ранняя среда планеты была пригодна для микробной жизни.
Они нашли химические строительные блоки жизни и признаки поверхностных вод в далеком прошлом. «Кьюриосити», приземлившийся на Марсе в 2012 году, все еще активен; его близнец Perseverance, который приземлился на Марсе в 2021 году, сыграет решающую роль в миссии по возвращению образцов.
Почему астрономам нужны образцы Марса
Впервые НАСА искало жизнь в марсианской породе в 1996 году. Ученые заявили, что обнаружили микроскопические окаменелости бактерий в марсианском метеорите ALH84001. Этот метеорит представляет собой кусок Марса, который приземлился в Антарктиде 13 000 лет назад и был обнаружен в 1984 году. Ученые разошлись во мнениях относительно того, действительно ли метеорит когда-либо содержал биологическую составляющую, и сегодня большинство ученых сходятся во мнении, что нет достаточных доказательств, чтобы сказать, что камень содержит окаменелости.
За последние 40 лет на Земле было обнаружено несколько сотен марсианских метеоритов. Это бесплатные образцы, упавшие на Землю, поэтому, хотя их изучение может показаться интуитивно понятным, ученые не могут сказать, где на Марсе произошли эти метеориты. Кроме того, они были отброшены от поверхности планеты в результате ударов, и эти жестокие события могли легко уничтожить или изменить едва заметные признаки жизни в скале.
Ничто не заменит возвращение образцов из региона, который, как известно, в прошлом был гостеприимным для жизни. В результате агентство столкнулось с ценой в 700 миллионов долларов за унцию, что делает эти образцы самым дорогим материалом, когда-либо собранным.
Интересная и сложная миссия
Возвращение марсианских камней на Землю — самая сложная миссия, которую когда-либо предпринимало НАСА, и первый этап уже начался.
Компания Perseverance собрала более двух десятков образцов камней и почвы и поместила их на дно кратера Джезеро, региона, который, вероятно, когда-то был затоплен водой и где могла существовать жизнь. Ровер помещает образцы в контейнеры размером с пробирки. Как только марсоход заполнит все пробирки с образцами, он соберет их и доставит к месту, где приземлится посадочный модуль НАСА для отбора образцов. Посадочный модуль для извлечения образцов включает в себя ракету для доставки образцов на орбиту вокруг Марса.
Европейское космическое агентство разработало возвращаемый на Землю орбитальный аппарат, который встретится с ракетой на орбите и захватит контейнер для образцов размером с баскетбольный мяч. Затем образцы будут автоматически запечатаны в систему биозащиты и перенесены в капсулу для входа на Землю, которая является частью возвращающегося на Землю орбитального корабля. После долгого пути домой входная капсула спустится на парашюте на поверхность Земли.
Сложная хореография этой миссии, в которой участвуют вездеход, посадочный модуль, ракета, орбитальный аппарат и координация двух космических агентств, беспрецедентна. Это виновник раздувания бюджета и длительных сроков.
Образец возврата обходится в кругленькую сумму
Возвращение образца с Марса проделало дыру в бюджете НАСА, что ставит под угрозу другие миссии, нуждающиеся в финансировании.
Центр НАСА, отвечающий за миссию, Лаборатория реактивного движения, только что уволил более 500 сотрудников. Вполне вероятно, что увольнения отчасти были вызваны бюджетом Mars Sample Return, но они также сводились к тому, что Лаборатория реактивного движения имела переполненный набор планетарных миссий и страдала от сокращения бюджета.
В течение прошлого года отчет независимой наблюдательной комиссии и отчет Управления генерального инспектора НАСА вызвали глубокую обеспокоенность по поводу жизнеспособности миссии по возврату образцов. В этих отчетах структура миссии описывалась как слишком сложная и отмечались такие проблемы, как инфляция, проблемы с цепочкой поставок, а также нереалистичные затраты и смета графика.
НАСА также чувствует жару со стороны Конгресса. В 2024 финансовом году комитет Сената по ассигнованиям сократил бюджет НАСА на планетарные науки более чем на полмиллиарда долларов. Если НАСА не сможет контролировать расходы, миссию могут даже отменить.
Мышление нестандартно
Столкнувшись с этими проблемами, НАСА обратилось к частному сектору с призывом к инновационным разработкам с целью снижения стоимости и сложности миссии. Предложения должны быть представлены до 17 мая, что является чрезвычайно сжатым сроком для столь сложной проектной работы. И частным компаниям будет сложно улучшить план, который эксперты Лаборатории реактивного движения разрабатывали более десяти лет.
Важным потенциальным игроком в этой ситуации является коммерческая космическая компания SpaceX. НАСА уже сотрудничает с SpaceX в вопросе возвращения Америки на Луну. В рамках миссии «Артемида III» SpaceX попытается высадить людей на Луну впервые за более чем 50 лет.
Однако массивная ракета Starship, которую SpaceX будет использовать для «Артемиды», совершила всего три испытательных полета и нуждается в гораздо большей доработке, прежде чем НАСА доверит ей человеческий груз.
В принципе, ракета Starship могла бы доставить большую полезную нагрузку марсианских камней за одну двухлетнюю миссию и с гораздо меньшими затратами. Но Starship сопряжен с большими рисками и неопределенностью. Неясно, сможет ли эта ракета вернуть образцы, которые уже собрала компания Perseverance.
Starship использует стартовую площадку, и для обратного пути его необходимо будет дозаправить. Но в кратере Джезеро нет ни стартовой площадки, ни заправочной станции. Starship предназначен для перевозки людей, но если астронавты отправятся на Марс для сбора образцов, SpaceX понадобится ракета Starship, которая будет даже больше той, которую она тестировала до сих пор.
Отправка астронавтов также сопряжена с дополнительным риском и затратами, а стратегия использования людей может оказаться более сложной, чем нынешний план НАСА.
Несмотря на все эти давления и ограничения, НАСА решило посмотреть, сможет ли частный сектор найти выигрышное решение. Мы узнаем ответ в следующем месяце.
Информация от: Разговором
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
