Пробы марсианских пород впервые окажутся в руках исследователей

Американское и европейское космические агентства близки к заключению договоренности о проведении совместного беспилотного полета к Марсу, целью которого станет доставка на Землю образцов марсианских пород.

НАСА и Европейское космическое агентство (ЕКА) подписали протокол о намерениях, результатом проекта должна стать первая в истории экспедиция к Марсу, которая вернется обратно на Землю.

О планах было объявлено на конференции в Берлине, посвященной перспективам проекта MSR (Mars Sample Return - "Возвращаемая проба с Марса").

Проект позволит ученым получить ответы на важнейшие вопросы о путях развития этой планеты. Самый главный из них - существовала ли на Марсе жизнь.

Участники конференции в Берлине в своих выступлениях подчеркивали, что пока возможности исследования планеты ограничены имеющимися ресурсами - марсианскими метеоритами и данными с марсианских станций, как стационарных, так и мобильных.

Следующим этапом исследований Марса, по их мнению, должна стать экспедиция без участия человека, в ходе которой роботизированный аппарат опустится на поверхность планеты, соберет пробы осадочных и горных пород, а затем отправит их на Землю с помощью возвращаемой капсулы.

Эти пробы можно будет изучать в лабораториях, оснащенных приборами и установками, которые слишком массивны для отправки в космос. Кроме того, можно будет использовать методы анализа, которые невозможны на расстоянии 55 млн километров.

Объявляя об этом на аэрокосмическом салоне, состоявшемся в Берлине одновременно с конференцией, посвященной Марсу, руководитель научных программ в NASA профессор Томас Зарбачен сказал: "Мы намерены вступить в партнерство с Европейским космическим агентством, но также и с другими партнерами".

По его словам, речь идет также о возможном сотрудничестве с частными компаниями. "Мы будем рассматривать все возможности, которые имеются на рынке. НАСА не собирается вкладывать средства в создание того, что можно купить", - пояснил он.

Директор ЕКА по пилотируемым и беспилотным полетам Дэйв Паркер, в свою очередь, сообщил: "Для нас чрезвычайно важно, чтобы каждый новый полет к Марсу приносил что-то немного необычное. Именно на этой основе мы планируем такие экспедиции".

Ожидается, что при высадке марсохода НАСА, запланированной на 2020 год, будет испытано оборудование, необходимое для осуществления проекта MRS по доставке на Землю проб марсианских пород. Речь идет о портативной бурильной установке и манипуляторе, который будет складывать образцы в контейнеры. Но это будет только демонстрация возможности оборудования.

В предстоящие годы необходимо разработать концепцию экспедиции. Ранее предполагалось, что пробы будут получены мобильной лабораторией, которая займется бурением в разных точках планеты, интересных с научной точки зрения.

Собранные образцы должны будут перегружаться на борт возвращаемого аппарата, который будет запущен в сторону Земли. Такой аппарат в течение нескольких месяцев достигнет Земли и совершит посадку с помощью парашютов. Таким образом пробы марсианских пород впервые окажутся в руках исследователей.

Принимавшая участие в берлинской конференции Кэролайн Смит из лондонского Музея естественной истории сказала Би-би-си: "Многочисленные исследования говорят о том, что единственный способ осуществить этот проект - это международное сотрудничество. Поэтому я считаю это действительно хорошим сигналом со стороны НАСА и ЕКА".

Если в далеком прошлом на Марсе существовала жизнь, то, скорее всего, она имела микробную природу. Ученые намерены выяснить, имелись ли в геологическом прошлом планеты условия, благоприятные для возникновения жизни, и, если это так, остались ли свидетельства существования ископаемых микробов.

Необходимо также получить определенный ответ на вопрос, имеется ли на Марсе жизнь сейчас.

"Мы получим окончательные ответы на все эти вопросы только после того как доставим на Землю образцы марсианских пород", - считает Кэролайн Смит.

Воздействие космического излучения на поверхность Марса, которое не задерживается разряженной атмосферой планеты, создает неблагоприятные условия для любых организмов.

Однако простейшие организмы могут существовать в горных породах или в пустотах. При этом экспедиция должна выполняться в условиях строгого биологического карантина.

"Мы должны быть осторожны, чтобы не загрязнять Марс материалами с нашей планеты, и нам следует гарантировать чистоту образцов от любых загрязнений, которые могут помешать их анализу на Земле, - пояснила Смит. - А если на Марсе есть опасные микроорганизмы, мы должны сделать все, чтобы случайно не доставить их на Землю".

"У нас есть большой опыт обращения с опасными материалами, как биологическими, так и ядерными. Существуют технологии, которые могут обеспечить безопасное обращение с марсианскими породами", - добавила она.

Профессор Томас Зарбачен считает, что эта экспедиция также может иметь решающее значение для будущих пилотируемых полетов на Марс, которые НАСА планирует на 2030-е годы.

"Я могу представить себе целый ряд сценариев, в рамках которых образцы могут оказаться решающим", - заявил он.

Например, ученые хотели бы получить образцы пыли из атмосферы и с поверхности планеты. Если будущие базы исследователей Марса будут полагаться на солнечные фотоэлементы для энергоснабжения, необходимо точно представлять собой поведение таких частиц пыли, которые могут загрязнять поверхность солнечных панелей и снижать выработку электричества.

Атмосферная и иная пыль может также стать причиной множества проблем и внутри помещений марсианской базы. Она может вызывать трудности с дыханием у людей и короткие замыкания в системах электроснабжения, прокомментировала Кэролайн Смит.

Горные породы, в которых наиболее вероятно присутствие жизни, являются основным объектом изучения в рамках этого проекта. Однако геологи проявляют интерес и к породам вулканического происхождения, которые сформировались в глубинных слоях марсианской магмы.

"Исследуя образцы изверженных пород, мы получим представление о геохимической эволюции планеты Марс, мы узнаем, когда происходили извержения", - указывает Каролайн Смит.

Анализ таких пород может помочь гораздо более точно реконструировать хронологию развития Марса, которая в настоящее время частично основана на данных, полученных в результате лунных экспедиций.

В 2009 году НАСА и ЕКА договорились о сотрудничестве в рамках программы Mars Exploration Joint Initiative ("Совместная инициатива по изучению Марса", которая предусматривала осуществление в 2020-х годах экспедиции с целью доставки на Землю образцов марсианских пород. Но в 2011 году НАСА вышла из этого соглашения из-за затруднений с бюджетом.

В 1983 году анализ метеоритов шерготит, нахлитов и шассиньи (сокращенно SNC — по первым буквам названий населённых пунктов Shergotty (Шерготти) в Индии, Nakhia (Накла) в Египте и Chassigny (Шассиньи) во Франции, вблизи которых нашли метеориты соответственно в 1865, 1911 и 1815 гг.) показал, что они возникли на Марсе. Найденный в Антарктиде в 1984 году метеорит ALH84001 значительно старше остальных и содержит полициклические ароматические углеводороды, возможно, имеющие биологическое происхождение. Считается, что он попал на Землю с Марса, поскольку соотношение изотопов кислорода в нём не такое, как в земных породах или не-SNC-метеоритах, а такое, как в метеорите EETA79001, содержащем стёкла с включениями пузырьков, в которых состав благородных газов отличается от земного, но соответствует атмосфере Марса. В 1996 году было объявлено, что этот метеорит может содержать данные о микроскопических окаменелостях марсианских бактерий. Однако этот вывод остается спорным. Химический анализ марсианских метеоритов показывает, что температура поверхности Марса, скорее всего, была ниже точки замерзания воды (0 °C) в течение большей части последних 4 миллиардов лет.