НАСА изучит две альтернативные архитектуры возврата образцов марсианского грунта по программе Mars Sample Return ?

В течение следующих полутора лет НАСА будет изучать два различных подхода к возвращению образцов грунта с Марса: в одном случае будут использованы технологии, применявшиеся в предыдущих миссиях на Марс, а в другом - новые коммерческие аппараты.

Руководство НАСА объявило 7 января 2025 года, что оно продолжит изучение двух архитектур для проекта по возвращению образцов с Марса, в рамках которого образцы, собираемые в настоящее время марсоходом Perseverance, будут доставлены на Землю уже в 2035 году.

Основное различие между двумя вариантами будет заключаться в том, как доставить на поверхность Марса перепроектированный спускаемый аппарат, который заберет образцы, собранные марсоходом Perseverance, и выведет их на орбиту на ракете под названием Mars Ascent Vehicle (MAV). Затем образцы заберет европейский космический аппарат Earth Return Orbiter и доставит их на Землю.

Первый вариант, который, по словам администратора НАСА Билла Нельсона, будет стоить от 6,6 до 7,7 миллиарда долларов, предусматривает использование технологии «небесного крана», ранее разработанной Лабораторией реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory - JPL) для посадки марсоходов Perseverance и Curiosity. Второй вариант с прогнозируемой стоимостью от 5,8 до 7,1 миллиарда долларов предусматривает использование коммерческого «тяжелого марсианского посадочного модуля».

Первый вариант похож на то, что JPL предложила НАСА в прошлом году, когда агентство обратилось к нему с просьбой провести исследования по альтернативным подходам к MSR (Mars Sample Return) внутри и вне агентства. JPL заявила, что можно использовать технологию «небесного крана» для посадки уменьшенного по размеру аппарата для извлечения образцов с помощью меньшей MAV, что, по оценкам НАСА, позволит вдвое сократить расходы на проведение MSR, оцениваемые в 11 миллиардов долларов.

НАСА не раскрыло подробностей о том, какие коммерческие посадочные аппараты будут использоваться во втором варианте. Никки Фокс, помощник главы НАСА по науке, отказался обсуждать конкретные предложения компаний, сославшись на конфиденциальность информации. Компании Blue Origin и SpaceX получили в июне 2024 года контракты на изучение концепций, которые будут включать технологии, разрабатываемые ими для лунных посадочных аппаратов Blue Origin Blue Moon и лунный Starship компании SpaceX.

«Основное различие заключается в механизме посадки», - сказала Никки Фокса о двух рассматриваемых вариантах.

Обе системы будут представлять собой перепроектированную посадочную платформу для сбора образцов. В ней для питания будет использоваться радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), а не солнечные батареи, что позволит упростить эксплуатацию посадочной платформы и лучше справляться с пылевыми бурями, которые могут повредить солнечные батареи. Также будет использована меньшая ракета MAV, хотя НАСА не сообщило подробностей об изменениях в конструкции ракеты, которая была одним из основных объектов контракта на исследование, заключенного в июне 2024 года.

Посадочная платформа также будет включать в себя переработанную систему загрузки образцов для переноса пробирок Perseverance на посадочную платформу таким образом, чтобы обеспечить обратную планетарную защиту, или предотвращение загрязнения марсианской пылью на внешней стороне пробирок. Это должно упростить разработанную НАСА систему захвата и удержания на орбитальном аппарате ЕКА Earth Return Orbiter, разработка которой также была сопряжена с трудностями.

Фокс сказала, что НАСА будет работать над усовершенствованием двух архитектур примерно до середины 2026 года. Она отметила, что разработанный JPL «небесный кран» должен справиться с посадочной платформой, которая будет примерно на 20% тяжелее той, что использовалась для более ранних марсоходов, в то время как другие работы будут сосредоточены на дизайне ракеты MAV. «Это почти обычная инженерная работа, которую мы проводим, чтобы довести ее до уровня предварительного рассмотрения проекта», - сказала она.

Бюджеты и графики

По словам действующего главы НАСА Билла Нельсона, для проведения этой первоначальной работы необходимо, чтобы Конгресс выделил не менее 300 миллионов долларов в законопроекте об ассигнованиях на 2025 финансовый год. Первоначально НАСА обнулило программу MSR в своем бюджетном запросе на 2025 год в марте прошлого года, а затем запросило 200 миллионов долларов. Законопроект Палаты представителей Конгресса, представленный в прошлом году, предусматривал выделение 650 миллионов долларов, а вариант Сената предлагал 200 миллионов долларов. Конгрессу еще предстоит принять окончательный законопроект о расходах на 2025 год, а финансовый год уже начался более трех месяцев назад.

Фокс сказала, что пересмотренные планы позволят запустить орбитальный аппарат ЕКА в 2030 году, а затем спускаемый аппарат для извлечения образцов уже в 2031 году, что позволит вернуть образцы не ранее 2035 года, но потенциально всё может произойти только в 2039 году. Нельсон говорит, что скорость возвращения образцов будет зависеть от того, сколько Конгресс готов потратить сейчас.

«Конгресс должен рассмотреть возможность выделения 300 миллионов долларов», - сказал он. «Если они хотят вернуть всё пораньше, им придется вложить в это больше денег, больше, чем плановые 300 миллионов долларов».

Нельсон сказал, что он не обсуждал напрямую планы Mars Sample Return с новой администрацией Дональда Трампа, заявив, что он отложил обсуждение до «официального переходного кабинета НАСА». Однако он защитил решение по рассмотрению двух вариантов MSR и отложил принятие окончательного решения до следующей администрации Белого Дома. «Я думаю, что это правильно - не передавать новой администрации только одну альтернативу, если они хотят продолжить программу Mars Sample Return, а я не могу представить, как они хотят это сделать».

Новые планы делают все более вероятным ситуацию, что первые образцы, привезенные с Марса, будут доставлены Китаем, который может стартовать уже в 2028 году. Нельсон, однако, пренебрежительно отозвался о китайском плане «взять и улететь», который предусматривает сбор образцов, доступных только на месте посадки, а не о научно-ориентированной работе НАСА по сбору образцов, специально предназначенных для получения информации о пригодности Марса для жизни на раннем этапе истории планеты.

"У них будет просто миссия «взять и улететь", - сказал Нельсон. «Это не даст вам исчерпывающего представления для научного сообщества. Поэтому нельзя сравнивать эти две миссии».

Выступая на форуме AIAA SciTech Forum 6 января 2025 года, Лори Лешин, директор JPL, подчеркнула, что образцы, собранные Perseverance, могут дать широкие научные данные. Она привела пример одного образца, который, по ее словам, содержит характеристики, которые на Земле считались бы древними биосигнатурами. Этот образец сейчас находится в марсоходе Perseverance и ждет, когда мы вернем его на Землю и разберем его на части в наших лабораториях, чтобы ответить на вопрос о жизни на Марсе», - сказала она. «Наша задача - доставить его к нам в лабораторию».

Она рассказала об архитектуре с "небесным краном", который предложила JPL, но не дала никаких намеков на то, будет ли она выбрана. Она добавила, что не против других способов доставки образцов. «Если у нас будут корабли Starship, отправляющиеся на Марс, то это замечательно. Мы бы с радостью поместили наш лендер в один из них».

На фото:

- на первом фото на фотомонтаже показаны трубки с образцами марсианской породы, собранной марсоходом НАСА Perseverance;

- сравнение размера существующей конструкции посадочного модуля MSR (справа) с меньшей концепцией, предложенной JPL, которая может использовать проверенную систему посадки «небесный кран».

Источник: www.nasa.gov