В двух предыдущих частях серии статей мы вспомнили историю изучения Красной планеты — от самых первых миссий начала космической эры до современности. Сегодня расскажем о будущих марсианских исследователях.
В поисках следов марсианской жизни
Без преувеличения, на сегодняшний день Марс можно назвать наиболее изученной планетой Солнечной системы, разумеется, после Земли. На орбите вокруг него функционируют семь космических аппаратов, а на поверхности работают два марсохода и вертолет. Они, а также предшествующие миссии собрали огромный массив данных, позволивший ученым пролить свет на историю Красной планеты.
Итак, мы знаем, что в далеком прошлом Марс обладал атмосферой гораздо плотнее, нежели сейчас, у него имелось собственное магнитное поле, а на поверхности текли потоки воды и существовали постоянные водоемы. Затем что-то произошло. Марс лишился глобального магнитного поля и в последующие миллиарды лет большая часть его атмосферы и воды улетучилась в космос. Но даже теперь под поверхностью многих регионов планеты скрываются крупные залежи водяного льда, оставшиеся с былых времен. А пару лет назад Mars Express получил данные, указывающие, что под полюсами планеты могут находиться прослойки жидкой воды (хотя справедливости ради отметим, что не все планетологи согласны с подобной трактовкой).
Конечно, точный характер климата древнего Марса еще долго будет оставаться предметом дискуссий. Но в любом случае очевидно, что раньше он был значительно благоприятнее, чем в наши дни. Так что, пускай сейчас Марс и необитаем, давным-давно там действительно могла зародиться и существовать какая-то жизнь.
Поиски ответа на вопрос об обитаемости Красной планеты в прошлом станут главной движущей силой одной из наиболее амбициозных марсианских миссий. Она называется ExoMars. В ее рамках Европейское космическое агентство (ESA) планирует высадить на Марс ровер Rosalind Franklin с целью обнаружить соединения, которые могли оставить после себя живые организмы. Для этого аппарат оснастят уникальным буром, способным добывать образцы пород с глубины до 2 м, и собственной биологической лабораторией, где будет проводиться их химический анализ.
К сожалению, ESA допустило стратегическую ошибку, которая чуть не стала роковой для проекта, поскольку агентство намеревалось реализовать его совместно с россией. Последняя должна была предоставить ракету-носитель и радиоизотопные обогреватели для самого марсохода, а также построить спускаемую платформу.
Фото: ESA
Полномасштабное вторжение рф в Украину поставило крест на этих планах. В знак протеста ESA полностью разорвало сотрудничество со страной-агрессором. Что касается ExoMars, было решено продолжить проект без участия россиян, и заменить все предоставленные ними компоненты, включая спускаемую платформу, на европейские.
В итоге положение ExoMars стало довольно сложным. Тем не менее, ESA намеревается довести дело до конца и все же отправить ровер на Марс. В этом ему может помочь NASA, что по-своему довольно иронично. Дело в том, что изначально именно американское аэрокосмическое агентство выступало участником проекта, но позже выбыло из него ввиду нехватки финансов, что, собственно, и сподвигло европейцев обратиться за помощью к русским. И вот теперь у американцев появился шанс искупить свою вину. Известно, что NASA с ESA ведут переговоры о возобновлении сотрудничества и совместной реализации проекта. На данный момент запуск ExoMars запланирован на 2028 год.
Тайна происхождения Фобоса
ExoMars — далеко не единственная миссия, которая отправится к четвертой планете от Солнца в этом десятилетии. Уже в следующем году Индия тоже планирует снарядить новый аппарат к Марсу. Миссия MOM 2 (Mars Orbiter Mission 2) должна будет выйти на орбиту вокруг планеты для изучения ее атмосферы, и того, как она взаимодействует с солнечным ветром.
Исследования марсианской атмосферы являются основной целью и для пары зондов EscaPADE, которые строятся компанией Rocket Lab по контракту, выданному NASA в ходе программы SIMPLEX. Им надлежит выйти на вытянутую орбиту вокруг планеты и исследовать, как солнечный ветер на нее влияет. Результаты миссии призваны помочь ученым подробнее узнать, как Марс лишился большей части своей атмосферы и запасов воды и превратился в привычный нам безжизненный мир.
Фото: tlpnetwork.com
На данный момент запуск EscaPADE намечен на август 2024 года. Однако, поскольку для миссии планируется задействовать ракету New Glenn, которая все еще в разработке и пока что ни разу не летала, с довольно большой долей вероятности его перенесут на следующее баллистическое окно, что откроется в конце 2026 года.
Но все же наиболее интересная марсианская миссия ближнего прицела — японская Martian Moons eXploration (MMX). В ее рамках JAXA попытается осуществить то, что не удалось «Фобос-Грунту» — доставить на Землю пробу вещества крупнейшего марсианского спутника.
Изображение: JAXA
Происхождение марсианских спутников давно интересует астрономов. Когда-то считалось, что они представляют собой захваченные планетой астероиды. Астрономы предполагали это из-за неправильной формы спутников и того, что спектр их поверхности похож на спектры многих объектов Главного пояса.
Впрочем, со временем накопилось достаточно много данных, свидетельствующих, что марсианские луны на самом деле вряд ли являются захваченными телами. Сейчас наибольшей популярностью пользуется так называемая импактная гипотеза, согласно которой Фобос и Деймос образовались на марсианской орбите из материала, выбитого с поверхности Красной планеты в результате падения крупного астероида. Чтобы узнать, так это или нет, необходим детальный химический и радиоизотопный анализ их вещества. Именно этим и займется MMX.
Прибыв к Марсу, MMX выполнит серию близких пролетов Фобоса и проведет детальное картографирование его поверхности. Когда специалисты подберут подходящий участок, наступит важнейший этап миссии: аппарат сядет на поверхность спутника и возьмет пробу его грунта — по меньшей мере, десять грамм вещества. После чего ляжет на обратный курс к Земле.
Помимо взятия пробы грунта, MMX сбросит на Фобос небольшой франко-немецкий микроровер, аналогичный аппарату MASCOT, который высадила миссия «Хаябуса-2» на астероид Рюгу. В отличие от своего предшественника, новый планетоход будет получать энергию от солнечных батарей, а не от аккумулятора без возможности подзарядки. Специалисты надеются, что это позволит ему проработать на поверхности Фобоса до трех месяцев.
Изображение: DLR
Если все пройдет, как запланировано, запуск MMX проведут в 2024 году. Взятие пробы грунта состоится в 2025-м, ее доставка на Землю — в 2029-м.
Доставка пробы марсианского грунта
Миссия MMX станет прелюдией к настоящей «тяжелой артиллерии» в виде двух проектов, предполагающих доставку на Землю образцов вещества самого Марса. Один разрабатывается NASA и ESA, другой — Китаем.
В ходе американско-европейской миссии под названием Mars Sample Return к планете будут запущены два аппарата: Mars Ascent Vehicle (MAV), разработкой которого занимается NASA, и Earth Return Orbiter (ERO), создаваемый ESA. Первый доставит на марсианскую поверхность связку из спускаемого аппарата и взлетного модуля. Второй останется на орбите вокруг планеты.
Согласно текущему плану миссии, после посадки MAV марсоход Perseverance подъедет к нему и перегрузит на взлетный модуль капсулы с собранными образцами марсианского грунта (в общей сложности ровер располагает 43 такими емкостями). Если к этому моменту Perseverance утратит способность двигаться, будет задействован запасной план, предполагающий, что два дрона-вертолета подберут и доставят на MAV капсулы из так называемого резервного хранилища образцов. Это своего рода страховой полис на случай поломки марсохода. Хранилище уже создано, оно содержит десять запечатанных капсул, выгруженных Perseverance на один из участков марсианской поверхности.
После погрузки капсул MAV стартует с поверхности Марса, состыкуется с ERO и передаст туда контейнеры с грунтом. Далее европейский аппарат ляжет на обратный курс к нашей планете. Запуск ERO запланирован на осень 2027-го, MAV — на лето 2028 года. При хорошем исходе образцы марсианского грунта будут доставлены на Землю в 2033 году.
Китайский проект под названием «Тяньвэнь-3» имеет схожую архитектуру, предполагающую запуск к Марсу двух автоматических станций — посадочной и возвратной. Первая высадит спускаемый аппарат, который возьмет пробу грунта, а затем совершит взлет, доставив капсулу с образцами на орбиту. Там состыкуется с возвратной станцией, после чего та устремится назад на Землю. На данный момент запуск «Тяньвэнь-3» запланирован на 2028 год, доставка образцов грунта состоится в 2033-м.
Фото: news.cn
С технической точки зрения китайский проект несколько проще конкурента, ибо не предполагает использования отдельного марсохода для сбора проб. С другой стороны, в случае успеха Mars Sample Return привезет на Землю весьма внушительную коллекцию образцов, потенциально имеющих огромную научную ценность.
В настоящее время оба проекта — на стадии разработки. Учитывая грандиозность поставленной задачи, сейчас достаточно сложно прогнозировать вероятность их успеха. В зоне особенно большого риска находится MSR. Недавно NASA опубликовало отчет, подготовленный независимой комиссией, изучавшей ход реализации проекта. Аудиторы подвергли его довольно сильной критике. По их мнению, с существующим уровнем финансирования запуск аппаратов ERO и MAV в 2027 и 2028 годах, как это предполагает нынешний план, практически невозможен.
Планируемый бюджет миссии также явно недостаточен для ее реализации. По оценкам экспертов, суммарные затраты на проект составят от $8 млрд до $11 млрд. Для сравнения, всего несколько лет назад стоимость его реализации оценивалась в $4–4,5 млрд.
Все это, мягко говоря, не очень хорошие новости для NASA, чей бюджет вместо обещанного увеличения финансирования фактически заморожен на уровне прошлого года. Тем не менее, учитывая колоссальную научную ценность проекта, остается надеяться, что NASA удастся найти решение и все же довести его до конца.
Перспективы пилотируемой миссии на Марс
Если какая-то из этих миссий действительно сумеет доставить на Землю пробу марсианского грунта и в ней будут найдены следы древних организмов, безусловно, это вызовет огромный всплеск интереса к Марсу. Возможно, и наконец-то сподвигнет ведущие державы организовать пилотируемую экспедицию к четвертой планете от Солнца.
Полет на Марс давно превратился в своеобразный Святой Грааль современной космонавтики — о нем очень часто говорят, но при этом дело так и не выходит за пределы общих обсуждений. Почему так происходит, понять несложно. Не будем перечислять многочисленные технические проблемы, которые потребуется решить инженерам, ибо это далеко за рамками данной статьи. Просто констатируем, что пилотируемый полет на Марс является очень трудным, крайне дорогостоящим и, при всем при этом, довольно опасным мероприятием. Именно поэтому ни у одной страны на Земле сейчас нет какой-либо официальной программы по отправке людей на Красную планету.
Для того чтобы статус-кво изменился, нужны какие-то очень весомые аргументы. Одним из них могли бы стать геополитические соображения. В конце концов, не секрет, что высадка людей на Луну была в первую очередь продиктована не научной необходимостью, а желанием сверхдержав продемонстрировать всему миру преимущества своего строя. И несмотря на то, что все больше и больше экспертов указывают, что нынешняя ситуация на планете начинает напоминать повторение эпохи Холодной войны, основные космические усилия Китая и США сконцентрированы на Луне. Пока что сложно представить, что обстановка может вдруг настолько радикально измениться, что в ближайшие годы они резко переключат фокус своих пилотируемых программ на Марс.
Именно поэтому многие ученые возлагают такие большие надежды на доставку образцов марсианского грунта. Обнаружение следов внеземной жизни стало бы важнейшим открытием за всю историю человечества и придало бы колоссальный импульс проектам пилотируемой марсианской миссии. Роботы-автоматы, конечно, могут многое. Но согласно меткому высказыванию, профессиональный геолог с молотком за день соберет больше интересных образцов, чем суперсовременный марсоход за все время своей работы. Просто этого геолога необходимо как-то привезти на Марс.
Фото: SpaceX
Конечно, еще есть фактор SpaceX, которая когда-то началась с красивой мечты Илона Маска доставить теплицу с земными растениями на Марс. Проблема в том, что нынешний Маск и Маск двадцатилетней давности — это как два разных человека. Создается стойкое ощущение, что сейчас миллиардеру куда интереснее тратить большую часть своего времени и средств на поддержку ультраправых движений и предвыборную кампанию Дональда Трампа, нежели заниматься тем, что действительно могло бы изменить мир в лучшую сторону.
Впрочем, сама по себе SpaceX развивается вполне успешно — компания почти стала монополистом на международном рынке доставки грузов на орбиту, а второе испытание Starship показало явный прогресс в строительстве сверхтяжелого носителя. И хотя в одиночку Starship все равно не сможет осуществить транспортировку людей на Марс, он в состоянии значительно упростить задачу исследований Красной планеты. Например, помочь в реализации миссии по возвращению на Землю марсианского грунта. Так что, возможно, именно эта ракета станет тем фактором, который запустит цепочку событий, в результате чего люди все же отправятся на Марс и оставят свои следы в его пыли.
