На Марсе все меняется. В течение двух десятилетий НАСА регулярно запускает миссии на планету, участвуя в постоянных усилиях по исследованию роботов. Эти миссии выявили признаки воды, сложных органических соединений, вулканической активности и дразнящих намеков на возможную жизнь - либо исчезнувшую, либо исчезнувшую, либо, возможно, скрывающуюся в подземных сферах планеты и по сей день.
С рассвета 21-го века НАСА успешно отправило восемь космических кораблей на Марс, на орбиту или на посадку, без сбоев. Но заглядывая в будущее, заметное отсутствие миссий НАСА на планете нарушает модель, которая сохраняется на протяжении десятилетий.
«Мы воспринимаем как должное это невероятное присутствие НАСА в течение 20 лет, и мы наблюдаем за тем, как оно угасает», - говорит Кейси Драйер, главный адвокат и старший советник по космической политике в Планетарном обществе, неправительственной организации, соучредителем которой является Карл. Саган в 1980 году отстаивать космическую науку и исследования.
В ближайшей перспективе марсианский ландшафт не будет испытывать недостатка в роботизированной деятельности. Спускаемый аппарат InSight приземлился на поверхность планеты в ноябре прошлого года. Буквально на прошлой неделе НАСА объявило, что марсоход Opportunity, который исследовал Марс в течение почти 15 лет, наконец-то закрылся навсегда. И когда приближается окно запуска полетов на Марс в 2020 году, страны во всем мире готовятся к межпланетным запускам - самый космический корабль, совершающий полеты на Марс одновременно в истории.
Однако после 2020 года манифест Марса заметно сократился. Без миссии следовать за марсоходом НАСА «Марс 2020» многие ученые не могут понять, что будет дальше в разведке самого доступного и гостеприимного мира за пределами нашей собственной - планеты, на которую НАСА планирует высадить астронавтов в течение следующих 20 коротких лет.
**********
Марс и Земля выравниваются каждые 26 месяцев для идеального запуска на красную планету, и не случайно НАСА отправляет космический корабль на Марс в среднем примерно раз в два года с 2000 года. Следующее окно запуска открывается в июле и августе 2020 года, с Космический корабль должен прибыть на Марс примерно через полгода.
В 2020 году НАСА планирует отправить флагманский ровер - обновленную версию Curiosity - на поверхность Марса. Европейское космическое агентство (ЕКА) и Роскосмос также планируют отправить на Марс в следующем году марсоход, недавно названный в честь ученого ДНК Розалинд Франклин. Китай планирует создать орбитальный аппарат и марсоход, у Японии в работе находятся орбитальный аппарат и спускаемый аппарат, а Объединенные Арабские Эмираты планируют также запустить свой первый орбитальный аппарат на Марсе - и все это в 2020 году. Планируется, что еще два космических корабля из индийских и японских космических агентств последуют за ним. в 2022 и 2024 годах.
Автопортрет марсохода Curiosity НАСА на нижней горе Шарп. Составное изображение объединяет несколько изображений, снятых Curiosity Mars Hand Lens Imager (MAHLI) 5 августа 2015 года, во время 1065-го Марсианского дня, или соля, работы ровера на Марсе. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Наиболее амбициозной из этих миссий является Mars 2020 NASA (которая получит официальное название перед запуском). Пока вездеход находится в стадии разработки, НАСА предприняло важный шаг к решению задач миссии: выбору места посадки. Кратер Джезеро, будущий дом Марса 2020, имеет теперь уже сухую речную дельту, где, как считается, когда-то стекали потоки в большое озеро.
«Кратер Джезеро имеет несколько основных аспектов, которые делают его очень привлекательным», - говорит Майкл Мейер, ведущий исследователь НАСА по исследованию Марса. «Во-первых, вы можете посмотреть на это, и вы знаете, что это дельта. Геоморфология довольно очевидна ».
Мейер говорит, что свидетельства орбитальных аппаратов указывают на то, что река прошлого течет в бассейн озера, транспортируя материалы со всей планеты. В результате «у вас там хорошее скопление минералов».
Геологически богатый кратер Джезеро делает высохшее дно озера идеальным местом для одной из основных целей Марса 2020: собирать образцы и сдавать их на поверхность для будущей миссии по сбору и возвращению на Землю. Проблема в том, что в настоящее время не существует никакой будущей миссии по возврату образцов - и для ученых-планетологов идея сбора образцов на Марсе и оставления их там на неопределенный срок просто неприятна.
«Он начнет кэшировать образцы для возвращения на Землю», - говорит Драйер. «Однако вопрос в том, собираемся ли мы их забрать».
**********
Трудно переоценить ценность образцов планет, доставленных в лаборатории на Земле, и человечество никогда не возвращало образцы с Марса. По сравнению с использованием бортовых приборов космического корабля, ученые могут измерять образцы на земле с гораздо более высокой точностью, выявляя такие тонкие признаки, как изотопные соотношения, которые могут предоставить «дымящийся пистолет», свидетельствующий о жизни.
Без возврата образца «вы найдете ожоги от порошка», - говорит Мейер. «Ты не найдешь пистолет».
Задание по возврату образца долгое время было целью ученых-планетологов, проследивших свое официальное происхождение, по крайней мере, до исследования 2007 года под названием «Астробиологическая стратегия для исследования Марса».
«В нем изложено, что вам нужно было сделать, чтобы узнать, была ли жизнь на Марсе», - говорит Мейер. «По сути, это сводилось к следующему шагу: возврат образцов».
Чтобы собрать образцы, которые Марс 2020 оставляет на поверхности планеты, НАСА рассматривает несколько планов миссий. Основная идея состоит в том, чтобы использовать посадочный аппарат с небольшим «марсоходом», чтобы взять образцы, а затем взорвать их на орбиту Марса, где космический корабль зацепит их и полетит домой.
По словам Драйера, возвращение образца является «одной из самых важных научных целей».
Однако решение о финансировании такой миссии, которое, по словам Драйера, может стоить около 2 или 3 миллиардов долларов, принимается Конгрессом, а не НАСА. Нынешняя администрация Белого дома, которая оказывает значительное влияние на формирование направления НАСА, сосредоточена на исследовании Луны человеком, а не на роботизированном исследовании Марса, хотя отправка астронавтов на Марс является заявленной долгосрочной целью.
Однако в НАСА Мейер говорит, что существует некоторая инерция в отношении миссии по возврату образцов - в основном в форме технико-экономических обоснований. Оптимистично, космическое агентство может стрелять в окно запуска 2026 года, чтобы вернуть часть красного реголита Марса.
После 2020 года, если НАСА не предпримет попытку еще одного запуска на Марс до 2026 года, это будет самым большим разрывом в миссиях космического агентства на Марс после перерыва между 1975 и 1992 годами.
**********
В ближайшее десятилетие НАСА может столкнуться с более фундаментальной проблемой, чем оставление несобранных образцов на поверхности Марса. Первичные телекоммуникационные реле между Землей и Марсом, Одиссеей Марса и Марс-разведчиком, имеют возраст около 17 и 13 лет соответственно.
«Мы прекрасно знаем, что рассчитывать на то, что они будут там через 20 лет, глупо», - говорит Мейер. «Надеяться на то, что они будут там через 10 лет, более правдоподобно».
Предложение о новом орбитальном космическом корабле, который будет служить связующим звеном, под названием Next Mars Orbiter, было первоначально предусмотрено для запуска в 2022 году. Однако с тех пор различные и конкурирующие потребности в новом космическом корабле Марса с тех пор отменили первоначальный план. Многие ученые хотят использовать следующую миссию на Марс для возврата образца, в то время как другие утверждают, что необходимость в ретрансляторе связи более незамедлительна - и третий вариант превратил бы следующий марсианский орбитальный аппарат в крупномасштабную миссию, которая могла бы выполнить и то, и другое. это потребует значительных технологических достижений. В любом случае Next Mars Orbiter (или каким бы он ни был), похоже, не запустится до конца 2020-х годов.
У НАСА есть и другое потенциальное решение. Будущие операции НАСА могут привести к проблемам с выполнением заданий, отправленных другими космическими агентствами. Учреждения по всему миру имеют амбиции на Марс, от таких стран, как Индия и Объединенные Арабские Эмираты, до частных компаний, таких как SpaceX.
Сотрудничая с международными и частными космическими институтами, НАСА может по доступной цене отправить CubeSats или другие небольшие космические корабли. Такая миссия теоретически могла бы работать геодезистом и научной миссией для одного агентства, а в качестве ретранслятора связи для НАСА удваивалась.
«Мы готовы принять другой режим», - говорит Мейер. «Вместо того, чтобы покупать космический корабль и заставить его делать х, мы на самом деле просто покупаем х и позволяем кому-то еще понять, что с ним делать».
Марс 2020 станет одной из самых амбициозных миссий по исследованию планет в истории, и он может предоставить беспрецедентную картину истории планеты, пригодности для жизни и жизнеспособности для будущего исследования человеком. Но марсоход также будет собирать бесценные образцы марсианского материала, истинного ключа к раскрытию прошлого планеты, и в настоящий момент никто не знает, как мы собираемся их забрать.
