США и европейцы пересмотрели состав миссии по первой в истории доставке марсианского грунта на Землю. Оценив, как успешно работает на Марсе вертолет Ingenuity, они решили обойтись без лишнего марсохода и отправить в составе будущей экспедиции два аналогичных вертолета. В тонкостях предстоящей экспедиции разбирался специальный корреспондент RTVI Павел Котляр.
Как показали себя марсианские вертолеты NASA
Марсианский вертолет Ingenuity, отправленный на планету вместе с ровером Perseverance, настолько хорошо проявил себя на планете, что NASA совместно с Европейским космическим агентством (ESA) решили полностью перекроить концепцию будущей миссии по доставке на Землю образцов марсианского грунта. В ее составе отправят еще два аналогичных летательных аппарата.
Ровер Perseverance, ставший главным поставщиком новостей с Марса в последнее время, высадился на планете в феврале 2021 года. В настоящее время он занимается сбором образцов в высохшей дельте древней реки в районе кратера Езеро. Там, как надеются ученые, могут существовать следы организмов, обитавших на Марсе миллиарды лет назад.
В качестве эксперимента вместе с марсоходом на планету был отправлен первый в истории миниатюрный вертолет Ingenuity, разработанный в Лаборатории реактивного движения NASA. Учитывая отсутствие подобного опыта и главное — сильно разреженную атмосферу Марса, ученые не предполагали, что вертолет прослужит долго. 5 полетов, на которые они рассчитывали, уже считались бы невероятным успехом. Однако вертолет превзошел все мыслимые ожидания своих создателей, и к настоящему времени он на год «перелетал» отведенный ему срок. Вместо запланированных пяти машина уже совершила целых 29 полетов и пребывает в рабочем состоянии.
Миссия Perseverance — лишь первая часть масштабного проекта по доставке образцов марсианского грунта на Землю для детального их исследования в лабораторных условиях. Марс станет первой планетой Солнечной системы, откуда доставят грунт — до этого образцы успешно привозили с Луны, астероидов и комет.
JPL-Caltech / NASA
Как спланирована миссия по вывозу марсианского грунта
Экспедицию Mars Sample Return США планировали осуществить вместе с ESA, однако облик миссии и способ погрузки собранных образцов несколько раз пересматривали.
Изначально предполагалось, что в 2026 году на Марс будет запущен американский посадочный аппарат Sample Retrieval Lander и европейский орбитальный Earth Return Orbiter. Лендер, с помощью европейского отдельного марсохода должен был доставить собранные марсоходом Perseverance 30 образцов и загрузить их в специальную ракету Mars Ascent Vehicle. Она доставила бы образцы к орбитальному аппарату, а тот — на Землю. В ноябре 2020 года отправку миссии перенесли на 2027-28 год. А в марте 2022 года была внесена еще одна правка — посадочный модуль решили разделить на два, поскольку посадка одного тяжелого требовала сложных технических решений.
Однако живучесть марсианского вертолета Ingenuity и марсохода Perseverance заставили руководство будущей миссии кардинально пересмотреть ее состав и избавиться от лишнего посадочного модуля со специальным марсоходом-доставщиком. Ученые считают, что ко времени прибытия на планету миссии Mars Sample Return марсоход Perseverance еще будет работоспособен и сам сможет привезти собранные образцы к посадочному модулю. Там изготовленная европейцами рука-манипулятор перегрузит герметичные колбы с образцами в ракету MAV.
“Ключевым для новой архитектуры миссии стала недавняя оценка надежности и ожидаемой работоспособности марсохода Perseverance, основанная на его работе до настоящего времени, — пояснил Директор программы возврата образцов с Марса NASA Джефф Грэмлинг. — Мы уверены, что ровер будет способен доставить образцы к посадочному модулю в 2030 году, когда это потребуется”.
По словам ученых, уверенности им придает и оценка работоспособности предыдущего марсохода Curiosity, который в следующем месяце отметит десятилетие успешной работы на Марсе.
Если же работающий сейчас на планете марсоход к тому времени все же не сможет доставить образцы, в NASA решили подстраховаться и снабдить посадочную миссию двумя вертолетами, аналогичными Ingenuity, которые смогут сделать это сами.
В чем преимущество миссии с вертолетами
По словам Ричарда Кука, участника программы Mars Sample Return, эти вертолеты будут немного тяжелее вертолета Ingenuity. Они будут иметь специальный захват, а опоры будут снабжены колесами. Эти шасси позволят им сесть рядом с лежащими на поверхности колбами, взять образцы и доставить их к лендеру.
«Они будут служить подстраховкой для доставки колб в лендеру. Возможно, мы сможем их использовать и с другими целями — например, для исследования поверхности вокруг и съемки старта ракеты MAV», — пояснил Кук.
По словам специалистов, исключение из миссии ровера-доставщика уменьшит риск провала всей экспедиции по доставке грунта.
«Эта миссия станет проще. Она менее сложна в организационном плане. Мы считаем, что теперь достигли архитектуры, которая будет проще и приведет нас к успеху», — добавил Грэмлинг.
По всей видимости, такая архитектура будет не только проще, но и позволит сэкономить деньги, хотя в руководстве пока не называют оценки ее стоимости. «Очевидно, один лендер будет дешевле двух», — добавил инженер. Окончательная стоимость будет названа примерно через год, когда станет окончательно одобрена конфигурация миссии.
Сколько США и Европа потратят на миссию к Марсу
В 2020 году NASA и ESA оценивали общие затраты на реализацию миссии по доставке грунта в $7 млрд. Спустя год независимая комиссия пришла к выводу, что реальная стоимость будет на $1 млрд выше.
В итоге экспедиция по возврату грунта будет состоять из европейского орбитального аппарата Earth Return Orbiter, который запустят осенью 2027 года, и одного американского лендера с рукой и вертолетами, который полетит летом 2028 года. Если все сложится удачно, образцы марсианского грунта будут доставлены на Землю в 2033 году.
Решение не строить марсоход-доставщик сыграет на руку европейцам. В ESA сейчас ускоренно ищут способ доставки на Марс своего марсохода «Розалин Франклин» после того, как агентство отказалось от сотрудничества с Роскосмосом по проекту ExoMars. В рамках этой миссии в сентябре 2022 года на российской ракете к Марсу планировалось отправить российскую посадочную платформу «Казачок», которая доставила бы на планету европейский марсоход.
После отмены проекта стало ясно, что ни российская платформа, ни европейский марсоход в ближайшие годы на Марс не отправятся, и в ESA стали надеяться на помощь США в разработке новой посадочной платформы.
«Уже состоялось несколько отличных переговоров между NASA и ESA по поиску возможных вариантов доставки «Розалин Франклин» на Марс», — заявил Директор Европейского космического агентства (ЕКА) по пилотируемым и роботизированным полётам Дэвид Паркер. При этом он исключил возможность использования марсохода «Розалин Франклин» в миссии по возврату марсианского грунта из-за особенностей его конструкции.