Подробности

Опубликовано: 02.08.2024 12:13

Mars Sample Return, т. е. миссия по доставке на Землю грунта с Марса, должна стать одной из самых амбициозных научно-исследовательских миссий НАСА. Сбором образцов и упаковкой их в герметичные капсулы занимается марсоход Perseverance, уже сейчас работающий на Марсе, но для их доставки на Землю НАСА предстоит запустить туда посадочную платформу с мини-вертолетами и взлетной ракетой. Вертолеты доставят образцы грунта с Perseverance на платформу, а ракета отправит их на орбиту Марса. За их отвечает само НАСА, а создание перелетного модуля, который доставит капсулу с образцами с орбиты Марса на Землю, поручили Европе.

В сентябре прошлого года независимый аудит указал на то, что затраты на эту миссию существенно превысят прогноз НАСА и составят около $10 млрд. Проведенная после этого внутренняя проверка подтвердила эти выводы и показала, что программа в нынешнем виде будет стоит от $8 до $11 млрд. Поэтому в июне НАСА выбрало семь компаний, которые получили по $1,5 млн на проработку альтернативных – более дешевых – вариантов архитектуры миссии Mars Sample Return.

30 июля на конференции AIAA ASCEND эти компании представили свои предложения, но, к сожалению, пока без подробностей. Некоторые предложения касаются отдельных элементов миссии, а другие предлагают полностью изменить ее архитектуру.

Особое внимание по требованию НАСА компании уделили ракете MAV, отвечающей за старт с поверхности Марса и доставку образцов на его орбиту. В настоящее время MAV представляет собой двухступенчатую ракету с твердотопливными двигателями. Ее высота достигает 3 м.

Northrop Grumman, изначально предложившая это решение, является одной из компанией, работающих сейчас над уменьшением MAV. Она рассматривает возможность облегчить межступенчатую секцию, в которой также находится система управления.

Стартап Quantum Space сосредоточился на другом элементе миссии – аппарате Earth Return Orbiter, в задачу которого входит доставка образцов грунта на поверхность Земли. За его создание сейчас отвечает ЕКА. Идея Quantum Space заключается в том, чтобы оставить облегченный и упрощенный контейнер с образцами на лунной орбите, после чего его сможет забрать отдельный космический аппарат Ranger, который, конечно же, хочет разработать сама Quantum Space.

Предложения других компаний требуют более глубокой переработки архитектуры всей миссии. Lockheed Martin предлагает снизить сложность миссии. Представитель компании отметил, что прошлые флагманские планетарные миссии NASA обычно имели не более двух элементов: обычно это орбитальный аппарат и посадочный модуль. MSR же включает целых девять элементов. Детали предложения Lockheed Martin пока не представлены публике.

Наконец, Boeing Exploration Systems, хотя она и не получила соответствующего 1,5-миллионного контракта НАСА, предлагает снизить количество отдельных элементов миссии. Компания считает целесообразным сделать один большой марсианский посадочный модуль, на котором будет находиться и взлетная ракета MAV, переведенная на жидкое топливо, и возвращаемая капсула. Для запуска в космос этого аппарата, масса которого составит 23 т, потребуется сверхтяжелая ракета SLS Блок 2.

Предложения будут дорабатываться вплоть до передачи их НАСА в октябре. После этого НАСА проанализирует их наравне с идеями, которые должны подготовить внутренние предприятия агентства – Лаборатория реактивного движения (JPL), Лаборатория прикладной физики (APL) и исследовательские центры НАСА.

Подробности

Опубликовано: 31.07.2024 13:12

На прошлой неделе НАСА представило новую находку марсохода Perseverance – образец пород, получивший неофициальное название «Чеява Фоллс». По мнению научной команды миссии Perseverance, этот блок осадочных пород может стать самой важной находкой всей миссии Perseverance и, возможно, свидетельствует о существовании микробной жизни на древнем Марсе.

Образец «Чеява Фоллс» имеет размеры около 100 x 60 см. Он представляет собой блок железистого минерала гематита, придающего поверхности Марса ее ржавый цвет, а также содержит органические молекулы. Весь блок пород пересекают светлые жилы сульфата кальция, а сам гематит покрыт пятнами, похожими на земные восстановительные пятна, также известные как «пятна леопарда».

В понедельник 29 июля важность находки попытался оценить профессор астробиологии в Университете Эдинбурга Шон Макмахон. Его заметка была опубликована в издании The Conversation.

На возможность того, что образец «Чеява Фоллс» несет на себе следы древней жизни, указывают три свидетельства.

Первое из них – наличие органики. Хотя глава научной группы Perseverance назвал его «очень убедительным», в пресс-релизе на сайте Лаборатории реактивного движения НАСА не приводится никакой информации о составе органических молекул, а потому, по мнению Макмахона, мы не можем оценить вероятность того, что они имеют биологическое происхождение. В прошлом марсоходы много раз находили различные органические вещества. Они распространены как на Марсе, так и в Солнечной системе в целом. В любом случае, установить биологическое происхождение органики можно было бы только в лаборатории на Земле.

Второе свидетельство – жилы, заполненные сульфатом кальция. Они указывают на то, что образец пород находился в присутствии воды, а наличие воды является необходимым условием для любой известной нам жизни. Как и ученые из НАСА, Макмахон соглашается, что присутствие зерен магматического минерала оливина в этих прожилках может указывать на то, что вода была слишком горячей для поддержания жизни. Но это никак не отменяет возможность того, что в другие периоды времени образец «Чеява Фоллс» был погружен в воду с более комфортной температурой. Как известно, Марс переживал много периодов обводнения.

Земные бактерии, живущие под поверхностью, используют окисленное железо в качестве источника энергии. Если мы предположим, что микроорганизмы на Марсе устроены аналогично, то они могли использовать окисленное железо гематита и находящееся там же органическое вещество для завершения химической реакции.

Пятна восстановления ранее не наблюдались на Марсе. Как один из астробиологов, изучавших пятна восстановления на Земле, Макмахон «в восторге» от их обнаружения. Он, впрочем, отмечает, что в науке всегда необходима осторожность. В первую очередь, необходимо изучить потенциальные небиологические причины образования пятен и оценить их вероятность.

Очевидная на первый взгляд химическая реакция с образованием фосфатов, присутствующих в ореолах вокруг восстановительных пятен, хорошо согласуется с гипотезой биологического происхождения. Возможно, однако, что наблюдаемую картинку смогут объяснить какие-нибудь процессы с химическими реакциями, происходящими в кислотной среде.

Макмахон считает находку очень воодушевляющей и интригующей, но не рассчитывает на то, что найденное нами веское свидетельство однажды превратится в доказательство. Марсоход Perseverance исчерпал свои возможности по исследованию образца. Дать четкий ответ на все вопросы, порожденные «Чеява Фоллс», могла бы только лаборатория на Земле. И хотя образец пород с этого камня был собран марсоходом для доставки на Землю, перспективы миссии Mars Sample Return по доставке грунта с Марса сейчас очень туманны. Это связано как с технической сложностью проекта, так и с нехваткой финансирования у НАСА.

Подробности

Опубликовано: 29.07.2024 12:38

В начале лета компания Sierra Space провела вторые полномасштабные испытания надувного модуля, который разрабатывается для перспективной частной низкоорбитальной станции. 25 июля Sierra объявила, что тест модуля на разрыв был проведен в июне в Центре космических полетов НАСА им. Маршалла. В ходе испытаний в модуле нагнеталось давление вплоть до момента разрыва. Целью подобных испытаний является проверка прочности надувной оболочки.

Во время июньского теста разрушение оболочки модуля произошло при давлении 5,04 атм. Это близко к значению первых испытаний (5,24 атм), и совпадение значений является важным показателем. Кроме того, оба значения значительно превышают давление в 4,14 атм, которое модуль должен поддерживать по нормативам НАСА.

В своем заявлении Sierra Space отмечает, что лишь немногие компании в мире смогли разработать мягкую оболочку для космических модулей (ранее подобную технологию разрабатывала уже закрывшаяся Bigelow Aerospace). Повторяемость результатов испытаний на разрыв служит подтверждением высокой прочности оболочки, созданной по технологии Sierra Space. Шон Бакли, вице-президент компании, отметил, что теперь появилась технология, позволяющая вывести на орбиту обитаемый объем Международной космической станции в один запуск.

Это заявление немного забегает вперед. Внутренний объем модуля, который сейчас разрабатывает и испытывает Sierra Space в сотрудничестве с ILC Dover, составляет 300 кубических метров. Это приблизительно в три раза меньше объема МКС. Тем не менее, уже в следующем году начнется разработка модуля объемом 500 куб. м.

Надувной модуль Sierra Space является вкладом компании в проект частной орбитальной станции Orbital Reef. Головным разработчиком этого проекта выступает компания Blue Origin, которая предлагает Orbital Reef американскому космическому агентству в качестве замены МКС. В соответствующем конкурсе НАСА наравне с Blue Origin участвуют и другие компании, однако пока что выделяемые на эту программу суммы невелики, а срок появления частных станций сдвигается на следующее десятилетие.

Sierra Space также рассматривает возможность запуска отдельного надувного модуля на орбиту в качестве технологического демонстратора. Эта миссия под названием Pathfinder может быть запущена «до конца десятилетия».

Подробности

Опубликовано: 26.07.2024 11:50

С февраля 2021 года на Марсе в районе кратера Езеро работает американский марсоход Perseverance. Одной из его задач является поиск следов возможной древней жизни. До сих пор в этом направлении он не демонстрировал никаких находок, однако 21 июля внимание научной группы, работающей с марсоходом Perseverance, привлек выступ заполненных жилами пород размером приблизительно 1 x 0,6 м на северном склоне Долины Неретва (Neretva Vallis). Проведенный марсоходом предварительный анализ показывает, что эта порода обладает чертами, которые могут указывать на жизнедеятельность древних микроорганизмов.

Долина Неретва имеет ширину около 400 м. В древности, по мнению ученых, она была прорезана речным потоком. Отобранный 21 июля образец был много раз просканирован рамановским спектрографом SHERLOC, предназначенным для поиска органических вещества. Данные прибора указывают на то, что в образце содержатся органика. Однако молекулы на основе углерода небиологического происхождения не являются чем-то редким как на Марсе, так и в Солнечной системе в целом.

Помимо присутствия органики ученые обращают внимание не тот факт, что вызвавший их интерес блок осадочных пород какое-то время в прошлом находился под воздействием воды, которая считается необходимым условием для существования жизни. Но гораздо важнее оказалась текстура камня.

По всей длине выступа скалы проходят большие белые жилы сульфата кальция. Между этими жилами находятся полосы материала, красноватый цвет которого предполагает наличие гематита – минерала, придающего Марсу его характерный ржавый оттенок. На этих красноватых областях Perseverance обнаружил десятки светлых пятен неправильной формы размерами около миллиметра, каждое из которых окружено черным ободком. Инструмент марсохода PIXL (прибор для рентгеновской литохимии) определил, что эти черные гало содержат железо и фосфат.

На осадочных породах Земли пятна такого типа возникают в результате химических реакций с участием гематита, превращающих породу из красной в белую. Эти реакции могут высвобождать железо и фосфат, что приводит к образованию черных гало. На нашей планете подобные реакции часто служат источником энергии для микроорганизмов, и аналогичные пятна на гематитовой поверхности связаны именно с присутствием микробов.

Возможны и альтернативные объяснения природы пятен. Согласно одному из сценариев, который рассматривает научная группа Perseverance, образец пород в Долине Неретва изначально отложился в водном потоке в виде грязи с органическими соединениями, а затем, при высыхании потока, зацементировался в скальный выступ. В дальнейшем, при повторном обводнении территории, жидкость проникла в трещины скалы, что привело к появлению жил сульфата кальция. Вполне возможно, что маленькие пятна на поверхности скалы образовались в этот же период благодаря каким-то небиологическим химическим реакциям.

Пока что загадкой для ученый остается присутствие в образце породы маленьких кристаллов оливина, т. е. магматического минерала. Нельзя исключать того, что оливин попал в эти горные породы при очень высоких температурах, которые также способствовали абиотическим химическим реакциям, создавшим на поверхности скалы пятна.

Марсоход Perseverance исчерпал свои возможности по исследованию этого образца и не в состоянии дать окончательный ответ на вопрос о том, какой процесс привел к образованию маленьких светлых пятен с черной обводкой. Ученые хотели бы доставить образец на Землю для изучения его в лабораторных условиях, но в обозримой перспективе на это надеяться не приходится.

Подробности

Опубликовано: 24.07.2024 12:36

16 июля в Сборочном центре НАСА в Мишу (Новый Орлеан) состоялся вывоз центрального блока второй сверхтяжелой ракеты SLS, которая предназначена для запуска пилотируемой экспедиции на орбиту Луны «Артемида-2». Эта миссия должна состояться приблизительно через год.

Центральный блок SLS был погружен на баржу, которая доставит его в Космический центр им. Кеннеди во Флориде для окончательной сборки ракеты. Директор программа SLS в американском космическом агентстве Джон Ханикатт объявил, что отправка ракеты на космодром свидетельствует о завершении производства и начале подготовки к ее пуску.

Хотя этап производства действительно завершился, во Флориде предстоит выполнить много работ по дооснащению центрального блока. После этого к нему будет интегрированы твердотопливные ускорители, а затем в вертикальном монтажно-испытательном комплексе сверху водрузят вторую ступень ICPS. В финале работ на ракету SLS будет установлен космический корабль «Орион». Согласно текущим планам НАСА, старт миссии запланирован на сентябрь 2025 года.

Комментируя отправку центрального блока, руководитель программы SLS в компании Boeing Дейв Датчер отметил, что постройка второй ракеты шла более гладко, чем производство первой SLS для беспилотной миссии «Артемида-1» (2022 год). Рабочие извлекли много уроков и избежали тех ошибок, которые допускались в прошлый раз. Кроме того, компания Boeing внедрила новый подход, призванный оптимизировать управление производством и цепочками поставок, что положительно сказалось на программе SLS. В качестве примеров он привел устраненное дублирование испытаний отдельных элементов и совмещение в графике работ, которые необходимо выполнять в чистых помещениях.

В дальнейшем Boeing продолжит повышать эффективность производства SLS. В частности, при создании второй ракеты некоторые детали от поставщиков приходили в ненадлежащем состоянии, и это негативно сказывалось на исполнении графика работ. При создании ракеты для «Артемиды-3» последовательность работ будет изменена, и компоненты от субподрядчиков будут поступать с запасом по времени.

Также, начиная с миссии «Артемида-3», окончательная сборка центрального блока будет перенесена во Флориду. Предполагается, что установка двигателей на ракету будет проводиться в вертикальном монтажно-испытательном комплексе уже на космодроме.

Подробности

Опубликовано: 22.07.2024 12:41

В августе 2012 года на Марсе начал работу американский марсоход Curiosity. С тех пор он находится в кратере Гейла, изучая залегающие там горные породы и наблюдая за климатическими условиями. С октября 2023 года Curiosity исследует область Марса, богатую сульфатами, т. е. серосодержащими солями, которые образуются при испарении воды. Однако в свежем расколе, где ранее были обнаружены сульфатные минералы, 30 мая марсоход неожиданно для ученых нашел обнажение чистой серы. Пока что неясно, как она связана с другими минералами на основе серы, найденным в этом районе, но Curiosity нашел ее немало – небольшое поле образований в дополнение к тому камню, который марсоход случайно раздавил.

В отличие от хорошо известного сероводорода, элементарная сера не имеет запаха. Она формируется лишь в узком диапазоне условий. По всей видимости, такие условия присутствовали на изучаемом сейчас участке, однако для планетологов это стало полной неожиданностью.

Сейчас Curiosity находится в долине Гедиз, спускающейся по склону горы Шарп. Эта долина была обнаружена на снимках с орбиты еще до запуска Curiosity, и она стала одним из факторов, повлиявших на выбор кратера Гейла в качестве района посадки марсохода. По мнению ученых, долина была прорезана потоком жидкой воды с обломочным материалом, который был перенесен вниз и отложился в виде гряды валунов и других камней у подножья долины. Именно изучением этих обломков занимается Curiosity с начала 2024 года.

За прошедшие месяцы ученые выяснили, что скопившийся обломочный материал образовался в результате двух процессов: обвалов и схода селей по долине Гедиз. Камни, принесенные в потоке воды и грязи, имеют округлую форму, тогда как неокатанные обломки могли отложиться в результате схода сухих обвалов. Весь отложившийся в этом районе материал долгое время испытывал воздействие воды. Химические реакции, связанные с водой, выбелили «ореолы» на некоторых камнях, а ветровая и песчаная эрозия со временем обнажила формы этих ореолов.

Вкрапления пород, состоящих из чистой серы, оказались слишком хрупкими, чтобы их образец можно было отобрать при помощи небольшой буровой установки Curiosity. Однако ученым удалось найти достаточно крупный и твердый блок пород с включениями серы, и 18 июня марсоход взял ее образец.

Сейчас Curiosity покинул место отбора образца. Результаты его исследования пока не были опубликованы.