НАСА может доверить Маску и Безосу доставку на Землю марсианского грунта
7 января глава NASA Билл Нельсон сообщил, что агентство рассматривает два варианта реализации проекта MSR (Mars Sample Return) по доставке на Землю образцов марсианского грунта. Первый предполагает использование системы «небесный кран», которая уже была успешно применена для посадки марсоходов Curiosity и Perseverance. Второй — запуск более крупного посадочного зонда с помощью тяжелых ракет-носителей. Подробности о них не разглашаются, но упоминается, что это могут быть аппараты космических компаний богатейших людей на Земле — Илона Маска и Джеффа Безоса.
«Нужно работать быстрее и экономнее»
Изначально проект MSR предполагал отправку к Красной планете двух зондов: SRL (Sample Retrival Lander для переноса трубок с образцами грунта с марсохода Perseverance, и ракеты MAV (Mars Ascender Vehicle) для доставки контейнеров с образцами на околомарсианскую орбиту. Также в рамках проекта предусматривался вывод на околомарсианскую орбиту европейского аппарата ERO (Earth Return Orbiter), который должен доставить образцы на Землю.
Однако в прошлом году NASA пересмотрело эти планы, поскольку при нынешнем уровне разработок стоимость проекта может составить от $8 млрд до $11 млрд вместо запланированных $5 млрд, а образцы могли быть доставлены на Землю не ранее 2040 года.
В июле 2024 года NASA отобрало семь компаний для проведения мозгового штурма по поиску альтернативных решений, которые позволят снизить стоимость проекта. Участники работы — Lockheed Martin, Quantum Space, Boeing, Aerojet Rocketdyne, Blue Origin, Northrop Grumman, Whittinghill Aerospace и SpaceX — должны были представить результат через три месяца, за что им полагалась сумма не более $1,5 млн. Также запрашивались варианты реализации проекта от научно-исследовательских центров NASA, в том числе от Лаборатории реактивного движения (JPL), ответственной за зонд SRL.
Хотя подробности всех предложений не разглашаются, известно, что одни были направлены на улучшение или упрощение отдельных аппаратов (особенно MAV и SRL), а другие предлагали совершенно новую архитектуру, которая должна заменить первоначальную. Например, план Boeing включал использование сверхтяжелой ракеты SLS (Space Launch System).
Всего было получено 11 предложений. В октябре 2024 года к семи вышеупомянутым компаниям присоединилась Rocket Lab, получившая $625 тыс. на изучение совершенно нового варианта без использования европейского орбитального аппарата ERO.
Rocket Lab предложила отправить на поверхность Марса зонд для сбора образцов и запуска их на орбиту, а также второй зонд для доставки образцов на Землю. Космические аппараты будут меньше по размеру, а также к ним будет добавлен третий зонд — искусственный спутник Марса MTO (Mars Telecommunication Orbiter), который будет обеспечивать связь между аппаратами и Землёй.
Еще одно интересное отличие заключается в том, что MAV больше не будет сложной ракетой, двигатель первой ступени которой включается после «минометного старта». Он станет довольном простым, напоминающим по конструкции верхнюю ступень исходного зонда SRL.
Не дожидаясь Айзекмана
Хотя многие предполагали, что окончательное решение по MSR будет принято после инаугурации избранного президента США Дональда Трампа и вероятного назначения соратника Илона Маска по коммерческому космосу Джареда Айзекмана главой НАСА, этого не случилось. 7 января действующий руководитель NASA Билл Нельсон сообщил, что выбрано два варианта реализации проекта MSR, которые будут конкурировать друг с другом.
«NASA будет придерживаться стратегических планов, поощряя конкуренцию и инновации, а также экономя средства и время, — говорится в пресс-релизе агентства. — Планируется выбрать единый путь для программы, направленной на лучшее понимание тайн Вселенной и поиск жизни на Красной планете. Ожидается, что NASA утвердит проект программы во второй половине 2026 года».
Первый вариант, предложенный Лабораторией реактивного движения, является, по мнению Нельсона, предпочтительным. Он предусматривает использование меньшего по размерам посадочного модуля SRL массой 1174 кг вместо 3165 кг, совершающего посадку с помощью «небесного крана» и оснащенного радиоизотопными термоэлектрогенераторами (РИТЭГ) вместо солнечных батарей. Это позволит уменьшить размеры аппарата и, самое главное, защитить его от пылевых бурь, которые способны серьёзно ограничить «окно» запуска.
В орбитальном контейнере будут размещены 30 трубок с образцами, которые были собраны марсоходом Perseverance. Новая система загрузки образцов на посадочный модуль позволит упростить процесс защиты от загрязнения, а также предотвратит накопление пыли на внешней стороне контейнера.
Использование «небесного крана» для зонда SRL вызывает некоторое недоумение, поскольку эта система создавалась специально для посадки марсоходов на колеса, а не аппаратов, которые имеют собственное шасси в виде посадочных опор. Возможно, освоение этой технологии в JPL дает определенные преимущества по сравнению с традиционной системой и позволяет снизить общую массу. Однако этот «небесный кран» будет на 20% тяжелее тех, что использовались для посадки марсоходов Curiosity и Perseverance.
Тем не менее, стоит вспомнить, что JPL уже предлагала возвратный зонд с «небесным краном» в 2006 году. Новый зонд будет нести возвратную ракету MAV меньшего размера. Нельсон ясно дал понять, что это предложение позволит доставить на Землю запланированные 30 титановых трубок-контейнеров, подготовленных марсоходом Perseverance.
Стоимость этого варианта составит от $6,6 млрд до $7,7 млрд.
Второй вариант предполагает использование тяжелых ракет-носителей ведущих космических компаний США. В НАСА их не называют. Но, очевидно, что речь идет о SpaceX Илона Маска и Blue Origin Джеффа Безоса. И их носителях Starship и New Glenn.
Предполагается, что они смогут доставить на Марс более крупный посадочный аппарат SLR, также оснащенным РИТЭГ.
Стоимость второго варианта ниже — от $5,8 млрд до $7,1 млрд.
«Как можно скорее доставить образцы»
Нельсон ожидает выбор одного из двух вариантов к 2026 году, чтобы реализация проекта смогла стартовать примерно в 2030 году.
При таком раскладе марсианские образцы могут прибыть на Землю в 2035 году.
«Реализация двух возможных вариантов позволит NASA доставить эти образцы с Марса со значительной экономией средств и времени по сравнению с предыдущим планом, — заявил глава НАСА. — Эти образцы могут дать нам новое понимание Марса, Вселенной и, в конечном счете, нас самих».
«Роверы, разработанные NASA, успешно функционируют в суровых условиях Марса, собирая уникальные научные образцы, — заявила Ники Фокс, которая руководит Управлением научных миссий в NASA. — Мы стремимся как можно скорее доставить их на Землю, чтобы ученые могли изучить их в современных лабораториях».
Доставка образцов позволит понять геологическую историю Марса и эволюцию климата на этой безжизненной сейчас планете, где в прошлом могла существовать жизнь. Это также поможет пролить свет на раннюю Солнечную систему до того, как жизнь зародилась на Земле. «Кроме того, это подготовит нас к безопасной отправке на Марс первых людей-исследователей», — добавила Ники Фокс.
Оба варианта проекта полагаются на систему захвата, удержания и возврата контейнера с образцами грунта на околомарсианской орбите с помощью европейского аппарата ERO. Сейчас его разработка продвинулась достаточно далеко. Это позволит ЕКА поучаствовать в доставке образцов на Землю.
Предполагается, что марсоход Perseverance, который недавно достиг вершины кратера Езеро, вернется на его дно в 2028 году. С этого года марсоход перейдёт в режим пониженной активности, чтобы «дожить» до прибытия зонда SRL.
В качестве запасного варианта в 2023 году Perseverance оставил на дне кратера Езеро десять трубок-контейнеров с образцами, которые мог бы забрать преемник вертолета-разведчика Ingenuity. Однако эта возможность была исключена из-за перерасхода средств.
Теперь придётся ждать до 2026 года, пока NASA не примет решение. Учитывая, как Илон Маск укрепляет своё влияние в новой администрации Трампа, и его стремление отправить корабль Starship на Марс, есть вероятность, что доставлять образцы марсианского грунта на Землю будут аппараты SpaceX.
Тем временем Китай планирует запустить два зонда проекта «Тяньвэнь-3» для сбора образцов на Марсе уже в 2028 году, ожидая доставить их на Землю в 2031 году. Можно констатировать, что марсианская гонка началась...
