NASA представила два плана возвращения образцов с Марса

NASA посвящает следующие 18 месяцев оценке двух различных стратегий по извлечению образцов с Марса. Одна из них опирается на проверенные технологии прошлых миссий, в то время как другая интегрирует новые коммерческие аппараты.

7 января NASA объявила о разработке двух архитектурных проектов для своей миссии по возвращению образцов с Марса (MSR). Цель этой миссии — собрать образцы, которые в настоящее время собирает марсоход Perseverance, и доставить их на Землю, предпочтительно к 2035 году.

Основное различие заключается в методе доставки на Марс модернизированного посадочного модуля для извлечения образцов. Этот модуль будет собирать образцы с Perseverance и запускать их на орбиту с помощью ракеты, называемой Mars Ascent Vehicle (MAV). Затем европейский космический аппарат Earth Return Orbiter заберет образцы и вернет их на Землю.

Первый вариант, по оценке администратора NASA Билла Нельсона, обойдется от 6,6 до 7,7 миллиардов долларов, использует технологию «небесного крана» («sky crane»), применявшуюся для посадки марсоходов Perseverance и Curiosity. Второй вариант, стоимость которого оценивается от 5,8 до 7,1 миллиардов долларов, предполагает использование коммерческого «тяжелого посадочного модуля».

Первый вариант напоминает предложение JPL от прошлого года, предполагающее, что «небесный кран» может доставить меньший посадочный модуль для извлечения образцов с меньшим MAV, потенциально сократив первоначальную смету стоимости MSR в 11 миллиардов долларов вдвое.

NASA не раскрыла, какие коммерческие посадочные модули рассматриваются для второго варианта. Заместитель администратора NASA по науке Никки Фокс сослалась на конфиденциальную информацию, когда ее спросили о конкретных компаниях. Однако в июне 2024 года Blue Origin и SpaceX получили контракты на изучение концепций, интегрирующих их технологии лунных посадочных модулей (Blue Moon и Starship соответственно).

«Основное различие заключается в механизме посадки», — заявила Фокс, сравнивая два варианта.

Обе системы будут использовать модернизированную посадочную платформу для извлечения образцов. Она будет оснащена радиоизотопным термоэлектрическим генератором (RTG) для питания вместо солнечных батарей, что упростит работу и уменьшит влияние песчаных бурь. Также будет использован меньший MAV, хотя конкретные изменения в конструкции не были опубликованы.

Посадочная платформа также будет включать в себя модернизированную систему загрузки образцов для передачи образцов с Perseverance с сохранением обратной планетарной защиты. Это направлено на упрощение системы захвата и удержания орбитального аппарата Earth Return Orbiter ЕКА.

Фокс указала, что NASA будет дорабатывать эти архитектуры до середины 2026 года. Разработанный JPL «небесный кран» должен справиться с посадочным модулем на 20% тяжелее своих предшественников, и необходима дальнейшая работа над конструкцией MAV. «Это почти обычная инженерная работа, которую мы бы проделали, чтобы довести ее до уровня предварительного проектного обзора», — сказала Фокс.

Нельсон заявил, что для этой начальной фазы требуется не менее 300 миллионов долларов в бюджете 2025 финансового года. В первоначальном запросе бюджета NASA на 2025 год финансирование MSR отсутствовало, позже было запрошено 200 миллионов долларов. Законопроект Палаты представителей предложил 650 миллионов долларов, а законопроект Сената — 200 миллионов долларов. Окончательный бюджет еще не утвержден.

Пересмотренные планы предполагают потенциальный запуск орбитального аппарата ЕКА в 2030 году, за которым последует посадочный модуль для извлечения образцов в 2031 году, а возвращение образцов — в период с 2035 по 2039 год. Скорость реализации графика зависит от финансирования Конгресса.

«Итоговая сумма в 300 миллионов долларов — это то, что Конгресс должен рассмотреть», — подчеркнул Нельсон. «Если они хотят вернуть все это на прямую траекторию раньше, им придется вложить в это больше денег, даже больше, чем 300 миллионов долларов».

Нельсон заявил, что он не обсуждал планы MSR с новой администрацией Трампа, предоставив это переходной команде. Он защищал изучение двух вариантов и откладывание окончательного решения: «Я думаю, это было ответственным шагом — не передавать новой администрации только один вариант, если они хотят иметь возвращение образцов с Марса, чего я не могу себе представить, чтобы они этого не хотели».

Это оставляет потенциальный шанс для более быстрой миссии Китая «схвати и беги», которая может быть запущена уже в 2028 году. Однако Нельсон преуменьшил это значение, подчеркнув научное превосходство подхода NASA.

«У них будет просто миссия «схвати и беги», — сказал он. «Это не дает вам всестороннего обзора для научного сообщества. Поэтому вы не можете сравнивать эти две миссии».

На форуме AIAA SciTech Forum 6 января директор JPL Лори Лешин подчеркнула научную ценность образцов. Она упомянула образец, содержащий потенциальные древние биосигнатуры. «Этот образец сейчас находится в «чреве» Perseverance, ожидая возвращения домой, чтобы мы разобрали его в наших лабораториях и ответили на этот вопрос о жизни на Марсе», — сказала она. «Наша задача — достать его».

Лешин изложила предложение JPL о «небесном кране», но оставалась открытой для альтернатив. «Если у нас есть Starships, летящие на Марс, отлично. Мы бы с удовольствием поместили наш посадочный модуль внутрь одного из них».