Одной из самых амбициозных исследовательских миссий НАСА в следующем десятилетии станет доставка образцов грунта с поверхности Марса на Землю. Предполагается, что на решение этой задачи уйдет 11 лет, для нее потребуется три космических аппарата.

Подготовка к доставке марсианского грунта на Землю начнется уже в этом году вместе с запуском марсохода Perseverance («Настойчивость»). Марсоход доберется до соседней планеты в феврале 2021 года и проработает там не менее двух лет. Перемещаясь по поверхности планеты, Perseverance будет отбирать заинтересовавшие ученых образцы грунта, упаковывать их в герметичные трубки и оставлять на пути следования.

Следующие два запуска состоятся в 2026 году. Один из них доставит на орбиту планеты транспортный модуль ERO (Earth Return Orbiter). За его разработку отвечает Европейское космическое агентство, но оборудование для космического аппарата предоставит НАСА. Вторым запуском на Марс будет отправлен посадочный аппарат SRL (Sample Retrieval Lander, «Посадочный аппарат для возврата образца») со взлетной ракетой и малым марсоходом. Этот марсоход также будет построен в Европе.

SRL выполнит посадку на Марс в 2027 году в кратере Джезеро вблизи района работы марсохода Perseverance. Малый европейский марсоход спустится с него, соберет образцы пород, оставленные предыдущим марсоходом, и доставит их к посадочной станции. При помощи роботизированной руки-манипулятора трубки будут перемещены во взлетную ракету, установленную на SRL.

Особое внимание при подготовке миссии будет уделено изоляции образцов. Задача усложняется тем, что на этот раз ученым нужно не только избежать загрязнения образцов земным веществом: вторая задача – избежать загрязнения Земли веществом, прибывшим с Марса.

Инженеры Центра космических полетов им. Маршалла рассмотрели несколько вариантов марсианской ракеты, которая должна доставить собранные образцы на орбиту. На одном из этапов они предполагали сделать одноступенчатую ракету с гибридным топливом (твердое горючее, жидкий окислитель), но в конце концов отказались от нее в пользу двухступенчатой твердотопливной ракеты. Ее высота составит 2,8 м, диаметр – 57 см, стартовая масса – не более 400 кг. Ракета будет способна доставить на орбиту Марса 14-16 кг образцов грунта.

Европейский транспортный модуль ERO будет отвечать за ретрансляцию сигнала с марсианской посадочной станции на Землю и обратно. Спутник будет оборудован электрореактивной двигательной установкой. Он использует ее, чтобы снизить рабочую орбиту перед стыковкой со взлетевшей с Марса ракетой.

Ракета стартует с Марса в середине 2029 года. Головная часть ракеты состыкуется на орбите со спутником ERO, образцы грунта будут стерилизованы и перемещены в возвращаемую капсулу, и ERO начнет перелет на Землю. Капсула с собранными образцами марсианского грунта должна приземлиться в штате Юта в 2031 году.

Инженеры не планируют применять парашют для торможения возвращаемой капсулы. Это решение связано с тем, что в случае отказа парашюта капсула разбилась бы и спровоцировала загрязнение Земли марсианским грунтом. Вместо этого капсула будет спроектирована таким образом, чтобы выдерживать высокоскоростной пролет через атмосферу и удар о поверхность Земли.

Суммарные затраты на доставку грунта с Марса оцениваются в $7 млрд.

Ссылка: spaceflightnow.com

Обсудить