Бюджетные проблемы вынуждают НАСА пересмотреть план путешествия марсохода Персеверанс и искать более дешевые способы доставки образцов на Землю.
Ученые с нетерпением ждут, когда НАСА ответит на два наиболее важных вопроса в исследовании Марса. Где на Красной планете Персеверанс соберет свои последние образцы пород? И смогут ли НАСА и Европейское космическое агентство (ЕКА) позволить себе доставку долгожданных образцов – главного приза в конце десятилетнего квеста – на Землю?
За последние несколько лет Персеверанс исследовал древнюю речную дельту в кратере Езеро на Марсе с целью обнаружить признаки прошлой жизни. Контейнер ровера теперь заполнен 17 трубками с марсианскими породами, грунтом и воздухом, которые ученые считают потрясающей геологической коллекцией.
Однако приборы марсохода недостаточно совершенны, чтобы определить, указывают ли молекулы в образцах на признаки жизни или определить возраст образцов и, следовательно, раскрыть что-то об истории Марса. Для этого нужны лаборатории на Земле.
Однако доставка образцов Персеверанса на Землю может стоить до 11 миллиардов долларов США, а это больше, чем может позволить себе НАСА. К концу этого месяца НАСА и ЕКА должны найти более дешевый способ доставить образцы с Марса – или же рискнуть оставить тщательно собранные породы на месте.
Дополнительная интрига: планировщики миссии спорят, какие еще научные задачи должен выполнить ровер, прежде чем остановиться.
Первоначальный план миссии состоял в том, чтобы исследовать древнюю речную дельту, а затем выехать из кратера, где находятся еще более древние породы, которые могут рассказать ученым больше об истории Марса. Но по мере того, как Персеверанс приближается к краю кратера Езеро, некоторые инженеры выступают за то, чтобы он развернулся и остановился на меньшей высоте, где забрать образцы может быть безопаснее и дешевле.
Джон Мастард, планетолог из Брауновского университета в Провиденсе, штат Род-Айленд, хочет, чтобы ровер придерживался первоначального плана. Имеющиеся на борту породы “великолепны, но их недостаточно, чтобы стать преобразующими образцами, которыми мы хотим их видеть”, – говорит он. “Их намного меньше, чем привезли Аполлоны”, – добавляет он, имея в виду лунные породы, собранные астронавтами Аполлона в 1960-х и 1970-х годах, которые революционизировали научное понимание Луны и Земли.
Он и другие ученые отстаивали идею выезда из кратера на прошлой неделе на Конференции по лунной и планетарной науке в Вудленде, штат Техас. Теперь все взоры обращены на НАСА, в ожидании, что решит агентство.
“Сейчас мы можем сказать, что мы хотим, чтобы возвращение образцов с Марса имело наилучшее соотношение цены и качества”, – говорит Линдсей Хейс, исполняющая обязанности главного научного сотрудника по программе возвращения образцов с Марса в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. “Моя главная цель – убедиться, что мы получим максимум научных результатов из того, что сможем получить”.
Долгий квест
НАСА работает над различными концепциями доставки пород с Марса с 1980-х годов. Персеверанс – пятый в серии все более совершенных марсоходов от агентства, совершивший посадку в кратере Езеро в 2021 году, чтобы максимально повысить шансы ученых на обнаружение признаков марсианской древней жизни, если она когда-либо существовала. Когда-то Езеро был наполнен водой: в него впадала река, которая образовала древнюю дельту, подобную земным, и в этой дельте могли сохраниться органические материалы – обычно остатки растений и других организмов, принесенных из верховьев.
“До сих пор Персеверанс не обнаружил с помощью камер никаких очевидных признаков древней жизни, таких как окаменелости. Лучший шанс найти следы былой обитаемости Марса – проанализировать породы, собранные ровером, на наличие богатых углеродом материалов, включая органические соединения, которые могли появиться в результате распада давно умерших организмов”, – говорит Таня Босак, геобиолог из Массачусетского технологического института в Кембридже. “Этот анализ необходимо будет проводить на Земле”.
Два образца, взятого с помощью бура, особенно многообещающи: это мелкозернистые глинистые сланцы из дельты, на которых мог осесть органический материал. Другие керны, собранные Персеверансом, включают некогда расплавленные породы со дна кратера и могут быть проанализированы для определения возраста этого региона. Марсоход также смог добыть образцы осадочных пород из речной дельты, которые отражают историю изменения климата и возможной обитаемости Марса; а также пород с краев дельты, которые, кажется, взаимодействовали с глубокими грунтовыми водами – еще одной потенциально обитаемой средой в течение длительных периодов.
Остаться или уйти?
В настоящее время ровер исследует узкую полосу пород рядом с краем кратера, богатую карбонатными минералами. На Земле карбонаты обычно образуются вдоль берегов озер и могут сохранять свидетельства жизни. Но ученые все еще спорят, представляет ли эта полоса на Езеро древнюю береговую линию.
В ближайшие месяцы ровер выедет на край кратера; после этого встает вопрос, покинет ли он кратер. Если да, то он будет исследовать “базальтовые” породы возрастом около 4 миллиардов лет – более древние, чем дельта возрастом 3,5 миллиарда лет, – и окаменевшие гидротермальные источники, которые могли быть убежищем для марсианской жизни.
Однако путешествие в этот регион, известный как Нили-Планум, может быть более рискованным, чем НАСА готово сейчас принять. Одна из проблем в том, что Нили-Планум находится на несколько сотен метров выше, чем дно кратера, поэтому атмосфера над ним более разреженная, что затрудняет и удорожает посадку предстоящей миссии по сбору и возврату образцов на Землю.
Ученые также обеспокоены тем, насколько дальше сможет проехать ровер, прежде чем окончательно выйдет из строя. Персеверанс прошел уже почти 25 километров с момента посадки, но специалисты миссии считают, что он сможет преодолеть еще порядка 70-90 километров. Если это подтвердится испытаниями в лаборатории JPL, возможно, он сможет достичь некоторых наиболее интригующих пород Нили-Планум, находящихся примерно в 16 километрах от нынешнего местоположения ровера, а затем вернуться в кратер для возврата образцов. Впрочем, если Персеверанс неожиданно выйдет из строя, он уже оставил резервную коллекцию из десяти керновых образцов на дне кратера Езеро.
Бюджетные ограничения
Теперь все упирается в деньги и в то, сколько НАСА может инвестировать в доставку образцов.
Эта миссия является частью планетарной научной программы агентства, на которую в настоящее время ежегодно выделяется 2,7 миллиарда долларов.
НАСА заявило, что не хочет тратить более 35% своего годового бюджета на миссию по возвращению образцов. “То, что мы предпринимаем для возвращения образцов с Марса, будет сделано в контексте сбалансированного планетарного научного портфеля”, – сказала Лори Глейз, директор планетарного научного подразделения НАСА, на конференции. Но неопределенность относительно того, какое финансирование может быть доступно для работы над возвращением образцов с Марса, вынудила лабораторию JPL уволить 8% своих сотрудников в прошлом месяце.
Большая часть стоимости миссии по возвращению образцов с Марса связана с ее сложностью. Согласно текущим планам, НАСА построит посадочный модуль для сбора образцов и ракету для доставки их на орбиту Марса. ЕКА предоставит космический корабль, который перехватит образцы на орбите Марса и вернет их на Землю. ЕКА не обсуждало свой бюджет на возвращение образцов с Марса так публично, как это делает НАСА, но европейские планетологи выразили “последовательную и твердую научную поддержку” этой программе, говорит Герхард Кминек, главный научный сотрудник ЕКА по возвращению образцов с Марса в Нордвейке, Нидерланды.
Если НАСА и ЕКА смогут найти решения всех этих проблем, то коллекция пород прибудет на Землю не ранее 2033 года.
Между тем у американцев и европейцев появился конкурент: Китай объявил о планах доставить на Землю образцы марсианских пород примерно в это же время.
Читайте также: Марсоход Perseverance обнаружил возможные признаки древней жизни на Марсе