Известная своими лёгкими ракетами Electron компания Rocket Lab обещает совершить революцию в сфере космических платформ. Всего за 1/10 от стоимости платформ NASA компания обещает создать собственную платформу для доставки научной полезной нагрузки на орбиту Марса. Если NASA подобные миссии обходятся в $500 млн, то услуги Rocket Lab будут стоить намного меньше $50 млн, в чём мы сможем убедиться уже этой осенью.

Художественное представление миссии EscaPADE. Источник изображения: Rocket Lab

Идея экономить на миссиях вглубь солнечной системы оформилась в NASA к 2019 году. Агентство учредило программу SIMPLEx (Small Innovative Missions for Planetary Exploration), которая предполагала переложить бремя ответственности за создание спутников для дальних полётов на плечи частных компаний. Стоимость каждой миссии в рамках программы ограничили суммой в $55 млн, не считая расходов на запуск. Было выбрано три проекта, в одном из которых приняла участие Rocket Lab.

В компании не уточняют, во сколько они оценили свою спутниковую платформу для доставки приборов на орбиту Марса. По словам главы компании, сумма на два порядка меньше, чем другие альтернативы. Приборы для миссии EscaPADE (Escape и Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) создаёт Лаборатория космических наук Калифорнийского университета в Беркли (SSL). Задача Rocket Lab заключается в проектировании и изготовлении «шины» — каркаса для установки нагрузки, двигательной установки и систем обеспечения работы нагрузки и спутника. Сумму в $55 млн SSL и Rocket Lab поделили между собой в неизвестной на сегодня пропорции.

Миссия EscaPADE предполагает доставку на орбиту Марса двух спутников: Blue и Gold. Приборы на борту аппаратов будут изучать взаимодействие атмосферы Красной планеты с солнечным ветром — частичками плазмы. Миссия рассчитана на 11 месяцев работы. Ещё 11 месяцев понадобится спутникам, чтобы долететь до Марса и выйти на его орбиту. Каждый из аппаратов имеет своё собственное шасси, но по сути — они близнецы.

Запуск спутников в космос ожидается не ранее октября 2024 года. Фишка в том, что они должны быть запущены в рамках первого испытательного полёта новой ракеты New Glenn компании Blue Origin. Если запуск не состоится в течение «нескольких месяцев» после октября, отправка спутников к Марсу будет отложена на два года до следующего окна. Но даже прибыв к Марсу, спутники зависнут там на три месяца, поскольку в это время связи с Землёй будет мешать Солнце между Марсом и нашей планетой. Собственно, это тот срок, на который может быть задержан запуск New Glenn.

Два аппарата EscaPADE на сборочном стенде

Для компании Rocket Lab как для проектировщика и изготовителя спутниковой платформы ситуация осложнилась тем, что New Glenn была выбрана для запуска аппаратов лишь в феврале 2023 года. Проектировщик не мог отталкиваться от параметров ракеты-носителя, что, в общем-то, необычно. Поэтому шасси пришлось проектировать на другом основании — опираясь на конечную массу и необходимую манёвренность платформы, чтобы она могла выйти на орбиту Марса.

У компании Rocket Lab в прошлом есть один условно положительный опыт отправки своей платформы в межпланетный полёт. Она обеспечила доставку кубстата CAPSTONE на орбиту Луны. Борьба за живучесть кубсата продолжалась почти пять месяцев, но он таки добрался до пункта назначения. Полученный опыт поможет компании доставить спутники к Марсу по бросовой цене. Но с учётом обстоятельств — новая ракета и новое шасси — это будет рискованное мероприятие.

На 19 августа 2024 года команда марсохода NASA Perseverance запланировала начало подъёма ровера на берег доисторического озера в кратере Езеро. Марсоход должен подняться на высоту 300 м над дном кратера и, по совместительству, дном бывшего там миллиарды лет назад озера. Наверху учёные надеются обнаружить выходы на поверхность самых древних марсианских пород, чтобы прояснить геологию Красной планеты.

Взгляд назад, на пройденный путь. Источник изображения: NASA

Марсоход Perseverance спустился на дно кратера Езеро (Jezero) 18 февраля 2021 года. С большой вероятностью считается, что в этом месте в доисторическое озеро втекала река. Марсоход изучил возможное дно озера и участки дельты реки, где взял 22 керна горных пород, включая самые ценные пробы осадочных пород. Именно в осадочных породах, которые образуются в присутствии больших объёмов воды, существует наибольшая вероятность обнаружения следов биологической жизни, которая известна нам по Земле.

Панорама места подъёма

Теперь пришло время взобраться на берег «озера», где раньше орбитальный марсианский аппарат обнаружил вероятные признаки разломов от геотермальной активности в древности. Там Perseverance возьмёт новые керны. Взбираться по наклонному краю кратера марсоход будет на автопилоте, избегая участков с наклоном свыше 23°. Наклон свыше 30° считается опасным для ровера, что может привести к его опрокидыванию. Примерный маршрут для подъёма был высмотрен по спутниковым снимкам, но на месте всё будет решать автоматика ровера.

Конечный пункт назначения — «Парк Аврора»

На верхнем краю кратера команда марсохода рассчитывает сделать множество новых открытий как в сфере геологии Марса, так и с точки зрения возможной там ранее жизни. Это не станет завершением программы Perseverance. Если с ровером ничего не случится, после изучения двух площадок на верхнем крае кратера он снова отправится в путь.

Марсианская автоматическая станция NASA InSight предоставила множество данных о внутреннем строении Красной планеты и её геологической и сейсмической активности. И хотя станция не работает с 2022 года, учёные продолжают разбирать полученные ею данные и делать открытия. В частности, новое исследование позволяет сделать вывод о чрезвычайно высокой насыщенности жидкой водой средней коры Марса в районе приземления станции. Её там — на океаны.

Источник изображения: James Tuttle Keane/Aaron Rodriguez/Courtesy Scripps Institute of Oceanography

Пока и довольно долго мы не сможем бурить глубокие скважины на Марсе (мы и на Земле можем бурить относительно неглубоко). Поэтому добраться до потенциальных залежей воды на Марсе будет непросто и произойдёт это не завтра. Оценочная глубина нахождения водоносных слоёв на Красной планете составляет 11–20 км. Впрочем, пока это только вероятность и данные моделирования. Проводившие исследование учёные подставили данные InSight в физическую модель земной коры.

Наличие водоносных слоёв в средней коре Марса даст больше материала для выводов о древнем климате Марса и понимания, куда эта вода делась после того, как Марс около 3 млрд лет назад потерял свою атмосферу. Предполагалось, что вода в основном после этого испарилась, но если моделирование верно отражает ситуацию — она просто просочилась глубоко в недра планеты. Если срединная кора Марса в этом плане одинакова по всей планете, то вода из этих запасов могла бы покрыть планету слоем глубиной до 1,6 км.

Впрочем, просто скважинами дело может не закончиться, если когда-то в будущем будет поставлена задача добывать воду из недр планеты. То же моделирование поясняет, что вода находится не в линзах или огромных подземных резервуарах, а в достаточно небольших порах и трещинах в мантии. Сейсмические волны от марсотрясений, уловленные станцией InSight, склонны представлять пористую структуру коры с определённым чередованием плотности, а не гигантские каверны.

Более того, вода с большой вероятностью будет в виде грязи или минеральных растворов. Но в этом тоже есть свой плюс. В таких растворах легко может зародиться и существовать микробная жизнь. Есть теория, что жизнь на Земле зародилась в её недрах и только затем вышла на поверхность. Открытие водоносных слоёв в средней коре Марса стало или станет в этом плане абсолютно беспроигрышным — это одновременно геологическая, климатологическая и астробиологическая удача, не говоря уже о потенциально высоких её запасах для колонистов или будущего развития Красной планеты.

Идея поднять температуру на Марсе возникла вскоре, как выяснилось, что на его поверхности холодно даже для микробной жизни. За последние десятилетия было выдвинуто множество теорий, как согреть Красную планету, включая идею Илона Маска (Elon Musk) сбросить на планету множество термоядерных бомб. В новой работе учёные из США обосновали практичный способ согреть Марс, который в 5000 раз эффективнее предыдущих предложений.

Преображение Марса. Источник изображения: Daein Ballard/ Wikipedia

Изучено, что средняя температура на Марсе составляет -62 °C. Это слишком низко даже для жизнедеятельности бактерий и микробов. Повышение этой температуры хотя бы на 10 °C стало бы стартом для начала процесса терраформирования планеты. В основном идеи по повышению температуры Марса строились вокруг необходимости доставлять сырьё с Земли или добывать редкие ресурсы на самой планете. Во всех случаях отправной точкой для расчётов была максимальная отдача от процессов, повышающих температуру на Марсе, что сразу поднимало цену вопроса до заоблачных высот.

Группа учёных из Чикагского университета (University of Chicago), Северо-Западного университета (Northwestern University) и Университета Центральной Флориды (University of Central Florida) предложила другое решение, которое по расчётам обещает оказаться в 5000 раз эффективнее предыдущих предложений. Исследователи предложили распылять в атмосфере Марса наночастицы, изготавливаемые на месте из распространённого там сырья — железа и алюминия, которыми богата вездесущая марсианская пыль.

На Земле, как известно, человечество начинает страдать от глобального потепления, обострение которого оно могло само спровоцировать индустриализацией. Не последнюю роль в этом процессе играют выбросы парниковых газов и аэрозолей в атмосферу. Аналогичным образом, но под строгим контролем, можно поднять температуру на Марсе, как показало новое исследование. Особая форма наночастиц, чем-то напоминающая обычные блёстки, поможет эффективно рассеивать отражённый от поверхности планеты свет Солнца.

По словам исследователей, порог достижения приемлемой для микробной жизни температуры не такой уж высокий. Достаточно вводить в атмосферу Марса наночастицы со скоростью 36 литров в секунду, чтобы уже через несколько месяцев на планете стало на 10 °C теплее. Это наиболее реалистичный сценарий из всех предложенных ранее, как показывают расчёты. При этом процесс потепления вполне обратимый. Достаточно перестать вносить в атмосферу наночастицы и на Марсе вновь похолодает.

Также исследователи считают, что не нужно гнаться за созданием на Марсе условий для жизни людей без скафандров и другой защиты. Для первого и главного этапа изменения климата на планете прорывом станет уже микробная жизнь сельскохозяйственного назначения, для чего нужно не так уж сильно нагреть планету. Микробы и бактерии смогут обеспечивать марсианскую колонию продуктами питания и, возможно, начнут понемногу наполнять атмосферу кислородом. Но это будет уже другая и совсем небыстрая история. Атомные бомбардировки с этим точно не помогут.

Команда марсохода NASA Perseverance сообщила об интригующей находке на Красной планете. Путешествующий по Марсу шестиколёсный геолог нашёл на его поверхности интересный камень, своей расцветкой напоминающий окрас леопарда. На Земле подобные следы на породе оставляют микробы. Это ещё не твёрдое свидетельство о существовании на древнем Марсе биологической жизни, но возможный намёк на неё и перспективное направление для поиска.

Источник изображений: NASA

На скале в форме наконечника стрелы, получившей название «Водопады Чейава» (Cheyava Falls), были замечены характерные структуры — прожилки и пятна с окантовкой, которые на Земле ассоциируются с микробной жизнью. Прожилки — это отложения сульфата кальция, которые говорят о присутствии проточной воды в этом месте миллионы лет назад. Десятки обнаруженных там же пятен миллиметрового размера представляют собой области, содержащие железо и фосфаты — признаки микробной жизни на Земле и, вероятно, похожей биологической деятельности на Марсе.

Марсоход взял керн из интригующего камня в виде 22-го образца, но будут ли эти образцы доставлены когда-нибудь на Землю — сегодня это больной вопрос для NASA. Хорошо уже то, что команде инженеров NASA удалось починить спектрометр SHERLOC на конце роботизированной руки марсохода. Этот прибор на базе рамановского излучения и люминесценции может грубо определить химический и молекулярный состав образцов — это всё же лучше, чем ничего.

Сейчас марсоход движется по руслу бывшего потока в кратере Езеро, где в древности, по всем признакам, была вода. Это отличное место для поиска следов древней биологической жизни на Марсе, и таких признаков былой живой активности (в нашем понимании) на Красной планете всё больше и больше.

Учёные из Медицинской школы Университета Дьюка осветили неожиданную проблему, которую предстоит решить для полёта людей на Марс — срок годности лекарств. В корабле и на Марсе нет аптек со свежими препаратами, а большинство современных лекарств может храниться менее 36 месяцев. Полёт на Красную планету и обратно продлится не менее трёх лет, что оставит экипаж наедине с просроченной фармацевтикой.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Учёные предположили, что экипаж марсианского корабля получит такую же аптечку, которая собрана для МКС. В неё входят 106 наименований лекарств, начиная со средства для удаления ушной серы и заканчивая нейролептиками. В открытом доступе нашлись данные о сроках годности 91 препарата из 106, и 54 из них при хранении в оригинальной упаковке пригодны к использованию в течение 36 месяцев. У остальных препаратов ещё более короткий срок годности — до 24 месяцев.

«Это не обязательно означает, что лекарства не подействуют, но точно так же, как вам не следует принимать лекарства с истекшим сроком годности, которые валяются у вас дома, космическим агентствам придется брать в расчёт, что лекарства с истёкшим сроком годности окажутся менее эффективными», — предупредили исследователи.

Также существуют опасения, что в условиях микрогравитации и повышенного уровня радиации молекулярный состав лекарств может измениться быстрее. Это серьёзная проблема, поскольку длительный космический полёт истощит организмы людей даже прошедших изначально суровый отбор по состоянию здоровья.

«Фармацевтические препараты, вероятно, станут краеугольным камнем поддержания здоровья и работоспособности людей, участвующих в исследовательских космических миссиях, — пишут авторы работы. — В общественных знаниях существует пробел в отношении предполагаемых сроков годности лекарств, содержащихся в формуляре МКС. Крайне важно знать и понимать эти фармакологические параметры, чтобы обеспечить безопасную и эффективную астрофармацевтику».

Марсоход NASA Perseverance прислал на Землю фото участка поверхности Марса с несколькими скальными образованиями, сделанное 13 июля, то есть на 1208 сол (марсианские сутки) пребывания на Красной планете. В левом нижнем углу снимка оказалась запечатлена небольшая стопка камней, похожая на крошечного снеговика.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU

Марсоход Perseverance по-прежнему находится в кратере Езеро, где он совершил посадку 18 февраля 2021 года. И сейчас марсоход начал движение в новую локацию в рамках продолжающегося исследования Красной планеты.

Если задаться вопросом, возможно ли слепить на Марсе настоящего снеговика, то, скорее всего, ответ будет «нет». Хотя Марс имеет тонкую разреженную атмосферу, климат здесь отличается экстремальными погодными явлениями — от пыльных бурь до, технически, даже снега. Хотя так было не всегда. Согласно выводам миссии NASA MAVEN, в прошлом Марс имел достаточно плотную атмосферу, и вода могла находиться на его поверхности в течение длительного периода времени.

Как утверждают учёные, на Марсе всё ещё есть вода, но из-за его нынешней тонкой атмосферы эта вода сможет оставаться в жидком состоянии только в течение ограниченного периода времени. И в настоящее время её можно найти разве что под поверхностью полярных областей Красной планеты.

NASA планирует отправить первую пилотируемую миссию на Марс в следующем десятилетии. Четверо исследователей только что подтвердили одно из технико-экономических обоснований будущей экспедиции, прожив более года в реалистичной имитации космического аванпоста. Проведя 378 дней в почти полной изоляции в моделируемой марсианской среде, первая команда миссии Crew Health and Performance Exploration Analog (CHAPEA) покинула здание «марсианской базы» Mars Dune Alpha.

Источник изображений: NASA

Миссия CHAPEA началась 25 июня 2023 года, когда члены экипажа Келли Хастон (Kelly Haston), Анка Селариу (Anca Selariu), Росс Брокуэлл (Ross Brockwel) и Натан Джонс (Nathan Jones) вошли в распечатанную на 3D-принтере среду обитания Mars Dune Alpha площадью 158 квадратных метров в Космическом центре NASA в Хьюстоне, штат Техас. Программа CHAPEA включает в себя серию миссий, которые реалистично моделируют условия, которые астронавтам придётся пережить во время годичной экспедиции на Марс.

Четверо добровольцев провели больше года, моделируя передвижение по Марсу и занимаясь другими видами физической активности. Исследователям пришлось выращивать овощи для замены консервов в условиях крайне ограниченных ресурсов и задержки связи, как во время настоящей миссии по высадке на Марс. Учёные NASA получили огромный объём данных о различных аспектах сосуществования экипажа, включая поведенческое здоровье и работоспособность.

После завершения миссии участники поделились своими впечатлениями. По мнению командира экипажа Келли Хастон, CHAPEA была «уникальным опытом с огромными проблемами, радостями и печалями, а также большим количеством тяжёлой работы и изрядной долей веселья».

Бортинженер Росс Брокуэлл подчеркнул, что смоделированная миссия на Марс дала «невероятную возможность воплотить в жизнь идею о том, что мы должны использовать ресурсы не быстрее, чем они могут быть восполнены, и производить отходы не быстрее, чем они могут быть переработаны обратно в ресурсы».

Врач Натан Джонс рассказал, что, несмотря на увеличенную продолжительность миссии, всегда было чем заняться, поэтому время «летело быстро». Он поблагодарил «американскую общественность за то, что она продолжает осмеливаться мечтать о выходе человечества за пределы Земли и следующем гигантском скачке вперёд».

Микробиолог Анка Селариу сообщила, что миссия была её сокровенной мечтой. Она «поражена… тем, что удалось внести свой вклад в то, что дороже всего моему сердцу: принести жизнь на Марс».

NASA запланировало две новые исследовательские миссии CHAPEA на ближайшие несколько лет. В феврале космическое агентство начало поиск членов экипажа для CHAPEA 2. Если все пойдёт по плану, попытка исследования Марса может произойти уже в следующем десятилетии.

Орбитальный аппарат NASA Mars Odyssey совершил 30 июня свой тысячный виток вокруг Красной планеты, преодолев в общей сложности более 2,2 млрд км. В честь этого события, команда миссии Odyssey, берущей начало в 2001 году, опубликовала панорамный снимок горы Олимп — самого высокого вулкана в Солнечной системе, сделанный космическим аппаратом в марте этого года.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU

Основание вулкана, расположенного в провинции Фарсида в районе экватора Красной планеты, простирается в ширину на 600 км, а высота составляет 27 км. Сообщается, что в июне астрономы обнаружили утренний иней, покрывающий вершину вулкана на несколько часов каждый день, что дает представление о том, как испарения льда на полюсах циркулируют по Марсу.

Чтобы сделать последнюю панораму, зонду направили команду замедлить вращение и направить камеру в сторону марсианского горизонта, выполняя съёмку Красной планеты подобно тому, как экипаж МКС делает снимки Земли.

«Обычно мы видим сверху гору Олимп в форме узкой полосы, но, повернув космический аппарат к горизонту, мы можем увидеть на одном изображении, насколько значительно она возвышается над окружающим ландшафтом», — сообщил Джеффри Плаут (Jeffrey Plaut), научный сотрудник проекта Odyssey в Лаборатории реактивного движения (JPL). «Это не только впечатляющее изображение, оно также предоставляет нам уникальные научные данные», — отметил он.

С помощью таких снимков, сделанных в разное время года, учёные могут изучить, как марсианская атмосфера меняется в течение четырёх сезонов Красной планеты, каждый из которых длится от четырёх до семи месяцев.

Миссия Odyssey стартовала в апреле 2001 года. Космический аппарат достиг марсианской орбиты в октябре 2001 года. С его помощью учёные обнаружили ранее скрытые резервуары водяного льда под поверхностью планеты, к которым могут получить доступ будущие марсианские астронавты, а также сделали карту обширных участков поверхности планеты, включая её кратеры, что помогло учёным получить дополнительные данные о Марсе.

В NASA сообщили, что бездействующий почти шесть месяцев инструмент SHERLOC на борту марсохода Perseverance успешно возвращён к работе. Это небольшой спектрометр на манипуляторе марсохода, который способен определять химический состав веществ на поверхности Красной планеты. С его помощью NASA ищет следы древней биологической жизни на Марсе, но в январе этого года прибор отказал.

Источник изображений: NASA

В начале января команда ровера заметила, что защитная крышка спектрометра перестала полностью раскрываться. В полураскрытом состоянии она продолжала перекрывать обзор спектрометру, не давая ему проводить анализ поверхности. Задействовав точную копию ровера на Земле в центре NASA, команда марсохода начала кропотливо изучать вопрос разблокирования крышки. Основная надежда была на то, что поворотный механизм крышки заблокирован попавшей туда породой, а также была велика вероятность заклинивания мотора механизма.

Поскольку прибор SHERLOC установлен на подвижном роботизированном манипуляторе, было решено подставлять мотор лучам солнца и по-разному трясти им. Выбор оказался правильным. В мае крышка прибора раскрылась на 180 °, открыв полный доступ к объективу спектрометра.

Но это было ещё не всё. Прибор необходимо было заново откалибровать, чтобы снимки и данные анализа были максимально чёткими. В этом также помог манипулятор, минимальный шаг перемещения которого составляет всего четверть миллиметра. Передвигая прибор шаг за шагом при фокусировке на калибровочную мишень (со стилизованным изображением сыщика Шерлока Холмса в центре), команде марсохода удалось выяснить новое фокусное расстояние спектрометра. Последующие проверки показали, что SHERLOC считывает и передаёт корректные научные данные.

Сейчас марсоход перемещается по области, где начинаются стенки древнего озера в кратере Езеро. Это отличная возможность поискать следы жизни на огромном срезе времени. Найти эти следы на Марсе, не возвращая образцы грунта на Землю, способен только SHERLOC. И он опять приступил к распутыванию этой детективной истории планетарного масштаба.

Для обеспечения будущих миссий на Марсе, особенно с присутствием людей, необходимо понимать физику ряда явлений на Красной планете. Например, особенности распространения звука в атмосфере. Как показали исследования, звук распространяется на Марсе с разной скоростью в зависимости от времени суток. Новая работа даёт возможность предсказать скорость звука в любой момент в любой точке Марса.

Панорама из снимков марсохода NASA Curiosity. Источник изображения: ASA/JPL-Caltech

На марсоходе NASA Perseverance установлено несколько микрофонов. Они необходимы для изучения свойств материалов на Марсе, но также дают представление о звуковом фоне на планете. Например, ровер записал звуки пылевого вихря. При расшифровке записей учёные установили, что звуковые волны частотой ниже 240 Гц распространяются в атмосфере Марса примерно на 10 м/с медленнее, чем звуки более высоких частот. В этом виноват углекислый газ, содержание которого в воздухе Марса составляет 95 % — он частично поглощает энергию звуковых волн на низких частотах и замедляет их распространение.

Группа учёных из США и Франции взялась в деталях изучить распространение звука в атмосфере Марса в пределах первых 20 м от уровня поверхности. На основе полученных ранее данных об условиях на Марсе (температуры, давлении и концентрации углекислого газа), была составлена модель изменения скорости звука в зависимости от этих величин. На Марсе обычны скачки температуры в течение суток до 60 °C и перепады концентрации углекислого газа до 30 % от объёма. Всё это в разной, но сильной степени меняет скорость распространения звука в воздухе Красной планеты.

Расчеты позволили сделать несколько интересных выводов, которые были опубликованы в журнале JGR: Planets. Во-первых, пыль, похоже, не влияет на распространение звука, как это происходит на Земле. Изменение скорости звука вместе с изменением температуры (около 0,5 м/с на каждый 1 °C) также аналогично наблюдаемой на Земле динамике.

Чего нет на Земле, так это чрезвычайно высокой концентрации углекислого газа, и в этом отличие Марса. Однако самое большое отличие от Земли связано с огромными ежедневными колебаниями температуры. На этом фоне концентрация углекислого газа уже не такой решительный фактор. В самые жаркие часы на Марсе скорость затухания звука в атмосфере оказывается в три раза выше, чем в холодные. Всё вместе позволило учёным создать наиболее точную на сегодня модель предсказания скорости звука на Марсе в любое время дня, в любое время года и в любой точке планеты.

Наконец, предложенная модель позволит интерпретировать звуки, записанные микрофонами марсоходов, ведь они будут, по сути, записывать искажённую картину, которая подлежит коррекции для правильной оценки.

Пилотируемая миссия на Марс является одной из долгосрочных целей научного сообщества, которую планируется реализовать в течение ближайших 10 лет. Выполнение этой задачи может осложнить недавнее исследование учёных из Университетского колледжа Лондона, которые установили, что почки человека не выдержат столь длительного пребывания в космическом пространстве под непрерывным воздействием невесомости и радиации.

Источник изображения: techspot.com

Проведённое учёными исследование показало, что структура и функция почек изменяется во время космического полёта, а воздействие радиации становится причиной необратимых повреждений. «Если мы не разработаем новые способы защиты почек, я бы сказал, что астронавт сможет добраться до Марса, но на обратном пути ему понадобится аппарат для диализа», — считает доктор Кит Сью (Keith Siew), один из авторов проведённого исследования, результаты которого были недавно опубликованы в журнале Nature Communications.

Ещё в 70-е годы прошлого века стало очевидным, что космические полёты вызывают проблемы со здоровьем у космонавтов. Речь идёт о воздействии на разные органы человека, включая потерю костной массы, ослабление сердца и зрения, появление камней в почках. Предполагается, что причина этого кроется в космической радиации. Магнитное поле Земли обеспечивает частичную защиту от вредного воздействия радиации при пилотируемых полётах на низкой околоземной орбите. Если же говорить о полёте к Марсу и обратно, то космонавты будут подвержены более жёсткому воздействию радиации в течение более длительного времени.

Чтобы оценить состояние здоровья человека во время длительного космического путешествия учёные провели серию экспериментов, включая биомолекулярные, физиологические и анатомические. В дополнение к этому они осуществили 11 симуляций пребывания в космосе, используя в качестве подопытных мышей и крыс. В некоторых симуляциях грызуны подвергались воздействию радиации, уровень которого эквивалентен воздействию за 1,5- и 2,5-летние миссии на Марс.

Учёные установили, что при длительном нахождении в космическом пространстве почки человека и животных «реконструируются»: почечные канальцы, отвечающие за поддержание баланса кальция и соли, проявляют признаки сжатия менее чем через месяц пребывания в космосе. Вероятной причиной такой динамики является невесомость, а не радиация. Для более точного определения степени воздействия микрогравитации и радиации на организм человека требуется провести дополнительные исследования.

Авторы исследования пришли к выводу, что техника экранирования не сможет защитить людей от негативного воздействия агрессивной окружающей среды космоса. Однако они склонны полагать, что дальнейшие исследования в этом направлении позволят выработать технологические и фармацевтические средства для того, чтобы сделать длительные космические путешествия менее губительными для организма человека.

Ровер Perseverance продолжает исследовать Марс — в последнее время марсоход продвигался вдоль берега древней реки, которая, как считается, некогда питала озеро в кратере Езеро. Но впоследствии марсоход наткнулся на поле опасных валунов, из-за которого управляющая им команда была вынуждена внести коррективы — он спустился в русло реки, сократив свой путь на несколько недель. Во время путешествия он обнаружил несколько интересных геологических образований.

Источник изображений: nasa.gov

До того, как вертолёт Ingenuity совершил свою последнюю посадку, он помогал прокладывать курс Perseverance с высоты. Без него передвижения замедлились — Марс находится слишком далеко, чтобы управлять Perseverance в режиме реального времени, поэтому операторы Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA могут вести его лишь на 30 м в день на основе поступающих от аппарата изображений. Остальное зависит от системы AutoNav, которая работала хорошо, пока местность не стала непредсказуемой.

Но после аппарат наткнулся на валуны, между которыми он смог бы лавировать, но это было бы медленно и слишком опасно, поэтому было принято решение спустить ровер в русло бывшей реки. «Движение с остановками грозило Perseverance отставанием от графика на несколько недель, поэтому команда продолжала поиск прохода в дюнах, где робот мог безопасно спуститься в русло древней реки. Попытка преодолеть дюны грозила марсоходу затором, как Spirit в 2010 году. Спуск они нашли несколько недель назад», — рассказали в JPL.

Гора Уошбёрн, в центре — белый камень Atoko Point

После того, как Perseverance спустился по склону, всё пошло гладко. За первый сол (марсианские сутки) он преодолел 200 м и достиг неожиданной научной цели — горы Уошбёрн (Mount Washburn). Этот пологий подъём находится посередине русла реки, и он покрыт необычными валунами. Один из них оказался значительно светлее других — при изучении было обнаружено присутствие пироксена и полевого шпата. Объект, которому присвоили название Atoko Point, предположительно возник в глубоком магматическом кармане, оставшемся со времён, когда Марс был более геологически активным. Изучив Atoko Point, Perseverance всего за шесть солов нашёл выход из русла реки.

До района Bright Angel марсоход добрался 9 июня — на несколько недель раньше, чем если бы пытался пройти среди валунов. В новом районе присутствуют выходы горных пород, которые могли обнажиться с речной эрозией или из-за заполнения канала осадками. Сейчас Perseverance ищет место для забора образца.

Даже на экваторе Земли вершины гор обильно усыпаны снегом. Этому способствуют влажный воздух и низкие температуры на высоте. На Марсе подобная картина могла наблюдаться лишь в полярных областях, но далеко на юге на это никто не рассчитывал. Поэтому для учёных стало большим сюрпризом, когда на склонах марсианских экваториальных гор обнаружилось немало снега (точнее — инея). Климатологи удивлены, но видят в этом открытии перспективы.

Художественно обработанные данные. Иней на горе Олимп. Источник изображений: ESA

Автоматические станции на орбите Марса ведут съёмку его поверхности, как правило, при наилучшем освещении — в дневные часы. Поэтому учёным до сих пор не удавалось увидеть иней на вершинах марсианских вулканов на экваторе — он очень быстро таял с восходом Солнца. Учёные из Европы объединили данные наблюдений таких аппаратов Европейского космического агентства как Trace Gas Orbiter и Mars Express, после чего смогли получить убедительные доказательства регулярного выпадения инея на вершинах экваториальных марсианских гор, включая гору Олимп высотой 21,9 км — абсолютного рекордсмена в Солнечной системе.

В теории сочетание климатических условий в этих районах, высоты и разрежённости марсианской атмосферы не должно приводить к образованию инея. Сухость и слишком низкая температура этого не должны допускать — это элементарная физика. Но даже по Земле мы замечаем, что буквально за углом может лупить град, а нам на голову падает лёгкий дождик. Похоже, на Марсе с инеем та же история. Локально возникают такие климатические условия — сочетание ветров на склонах с относительно высокой влажностью воздуха и температурой, в которых даже следовые количества воды могут выпадать инеем.

Определённый по спутниковым данным слой инея на вершинах марсианских гор всего 1/100 мм. Но даже этого хватит на заполнение водой 60 олимпийских бассейнов, а это 150 тыс. т воды. Наличие инея даёт подсказку для уточнения ряда климатических моделей Марса как современного, так и древнего, чем исследователи обязательно воспользуются.

Полученные на днях снимки с камер марсохода NASA Curiosity выглядят так, будто сделаны в разгар бури, когда в воздух поднято много пыли. Но это снег помех — Марс накрыло сильнейшее за историю наблюдений облако высокоэнергичных частиц с Солнца и вспышка в рентгеновском и гамма-диапазоне. Камера ориентации орбитального зонда NASA Mars Odyssey вообще на час вышла из строя. Но это бесценные данные для планов колонизации Марса.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Марс не защищён магнитным полем подобно Земле. Он потерял его ещё в древности и с тех пор Солнце выжигает на нём энергичными частицами и радиацией всё потенциально живое на поверхности и немного вглубь. С начала этого года наша звезда практически приблизилась к новому 11-летнему пику активности, что означает повышение частоты и силы вспышек и выбросов плазмы. Тем самым приборы NASA на самом Марсе и на его орбите позволяют оценить реальную силу радиации и частиц в один из самых активных периодов Солнца. Это невероятно ценная информация для будущих колонистов. Они будут заранее знать, чего ожидать, и должны быть готовыми прятаться в складках местности.

Самая сильная вспышка на Солнце в текущем цикле произошла 20 мая. В NASA оценили событие как экстремальную вспышку уровня X12. Вскоре после неё по Марсу ударили гамма и рентгеновские лучи, а позже пришли высокоэнергетические частицы (плазма). Приборы марсохода Curiosity зафиксировали самый высокий уровень радиации на поверхности Красной планеты с тех пор, как аппарат начал там свою работу 12 лет назад. Если бы рядом с ровером находились люди, то они получили бы дозу радиации в 8100 микрорентген. Это примерно равно дозе от 30 рентгеновских снимков грудной клетки. Не смертельно, но явно лучше этого избегать.

«Скалы или лавовые трубки обеспечили бы дополнительную защиту астронавта от такого события. На орбите Марса или в глубоком космосе мощность дозы была бы значительно больше, — сказал ведущий исследователь RAD (Radiation assessment detector) Дон Хасслер (Don Hassler ) из Отдела науки и исследования Солнечной системы Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. — Я не удивлюсь, если эта активная область на Солнце продолжит извергаться, что означает еще больше солнечных бурь как на Земле, так и на Марсе в ближайшие недели».

Вспышка оказалась такой интенсивности, что навигационные камеры марсохода Curiosity засыпало «снегом» от помех. На орбите вспышка ещё круче обошлась с космическими зондами. Датчики навигации спутника NASA Mars Odyssey на час были выведены из строя, что не помешало аппарату получить информацию по полярным сияниям на Марсе. Впрочем, полярные — они на Земле. Поскольку на Марсе нет магнитного поля, которое направляет высокоэнергичные частицы к полюсам планеты, сияние на Красной планете происходит везде, куда попадают частицы с Солнца. В этот выброс их было особенно много, поскольку вспышка породила коронарный выброс массы, и он угодил в Марс.

«Это было крупнейшее событие, связанное с частицами солнечной энергии, которое когда-либо наблюдала [станция NASA] MAVEN, — сказала ведущая программы космической погоды MAVEN Кристина Ли (Christina Lee ) из Калифорнийского университета в Беркли. — За последние недели произошло несколько солнечных событий, так что мы наблюдали волны поражающих Марс частиц одну за другой».

Позже в этом году на орбиту Марса будут направлены два небольших спутника миссии NASA ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers). Они смогут следить за сияниями в атмосфере Марса одновременно из двух точек, создавая наиболее полную картину влияния солнечных частиц на эту планету.