При планировании будущих поселений на Марсе необходимо учитывать множество факторов, главными из которых будут психологическая подготовка и психическая устойчивость людей. Также нужно понимать, как много колонистов необходимо для выживания далёкой базы, снабжение которой с Земли может оказаться нестабильным. Согласно предыдущим расчётам, для этого может потребоваться от 100 до 500 астронавтов, но новая работа говорит, что это число сильно завышено.

Источник изображения: Pixabay

На основе новых данных о поведении людей в длительных экспедициях, включая миссии на Международной космической станции, учёные из Университета Джорджа Мейсона (США) рассчитали минимальное количество астронавтов, необходимое для создания и поддержания колонии на Марсе. Научная статья по теме исследования пока не прошла рецензирование и находится на сайте arXiv. Однако свежие выводы учёных идут вразрез со всеми предыдущими исследованиями на эту тему.

Учёные считают, что для выживания колонии человечества на Марсе необходимо минимум 22 человека. Эта группа закроет все потребности базы в вопросах значительной автономии, включая добычу и переработку воды на Марсе в кислород для дыхания и водород для топлива. Психическая устойчивость астронавтов играет при этом главенствующую роль. «Невротики» быстро погибают, тогда как приятные в общении колонисты с эмпатией (с умением сопереживать и понимать чувства коллег) гарантируют выживание для небольшой горстки людей на негостеприимной Красной планете.

Большой вопрос, а нужны ли на Марсе людские поселения? На поверхности планеты высочайший уровень радиации, который загонит колонистов под «землю» — в норы, что не добавит психологической устойчивости в отношении поселенцев друг к другу.

Учёные запускали компьютерную симуляцию длительностью 28 виртуальных лет для групп колонистов от 10 до 170 человек. При всей совокупности заданных условий, а также с учётом комбинаций четырёх основных типов характеров людей, машина утверждает, что 22 человека вполне достаточно, чтобы колония на Марсе долго оставалась жизнеспособной.

NASA опубликовала уникальные кадры полёта вертолёта Ingenuity над поверхностью Марса, снятые марсоходом Perseverance. Видео демонстрирует 54-й полёт марсианского вертолёта, который взлетел, завис и повернулся на высоте пять метров, чтобы проверить свою навигационную систему.

Источник изображения: NASA / JPL-Caltech

Тестирование навигационной системы Ingenuity потребовалось после того, как во время одного из полётов произошла аномалия, из-за которой вертолёт был вынужден немедленно приземлиться. Специалисты NASA тщательно проверяют все системы, чтобы убедиться в соответствии вертолёта рабочим стандартам перед тем, как продолжить миссию.

Изначально марсианскому вертолёту Ingenuity отводилась демонстрационная роль. Он успешно совершил исторический полёт 19 апреля 2021 года, который стал первым управляемым полётом с двигателем на другой планете. С тех пор вертолёт занимается разведкой для своего «компаньона» — марсохода Perseverance. Инженеры NASA направляют Ingenuity к потенциально интересным участкам Марса в поисках следов древней микробной жизни.

Если Ingenuity обнаруживает место, заслуживающее изучения, инженеры NASA используют данные полёта вертолёта и его навигационные камеры для планирования оптимального маршрута марсохода. Эти записи имеют огромную ценность: благодаря им специалисты NASA могут выявлять потенциальные опасности для марсохода, составлять эффективные маршруты и готовиться к следующим научным операциям.

Ingenuity служит своего рода разведчиком, изучающим поверхность Марса. Его успехи заставили NASA пересмотреть своё отношение к использованию вертолётов на Красной планете. Теперь космическое агентство рассматривает возможность создания нескольких вертолётов нового поколения, вдохновлённых Ingenuity, способных перевозить грузы.

Эти грузы, скорее всего, будут образцами марсианской почвы и минералов, которые в конечном итоге будут доставлены на Землю. Кроме того, в случае возникновения проблем с основной миссией по транспортировке этих проб, NASA рассматривает новые марсианские вертолёты как запасной вариант.

Марсианский вертолёт Ingenuity, предназначенный для исследования Марса, 12 августа успешно выполнил 55-й полёт, преодолев 264 метра марсианской поверхности. Этим он в очередной раз продемонстрировал возможность аэронавигации на Красной планете, несмотря на её разрежённую атмосферу.

Источник изображений: NASA / JPL-Caltech

Вертолёт Ingenuity весом 1,8 кг продолжает успешное исследование Марса. Во время очередного полёта, который длился 143 секунды, он преодолел 264 метра на высоте 10 метров, как сообщила Лаборатория реактивного движения NASA (JPL) 16 августа в своём аккаунте X (в бывшем Twitter).

Ingenuity сделал этот снимок во время своего 55-го полёта над поверхностью Марса, который состоялся 12 августа 2023 года

Хотя эти показатели не являются рекордными для вертолёта — ранее Ingenuity поднимался на высоту 18 метров и пролетал горизонтально 704 метра — общая дистанция, пройденная им за 55 полётов, составляет 12 503 метра, а общее время, проведённое в воздухе, приближается к 98 минутам.

Снимок сделан с помощью цветной камеры высокого разрешения, установленной в фюзеляже Ingenuity и направленной примерно на 22 градуса ниже горизонта

С момента посадки на дне марсианского кратера Езеро (Jezero) в феврале 2021 года вместе с марсоходом NASA Perseverance основной целью Ingenuity была демонстрация возможности воздушной разведки на Марсе.

За пять полётов в апреле и начале мая 2021 года он успешно справился с этой задачей. После чего NASA продлило миссию, и теперь вертолёт выполняет функции разведчика для марсохода Perseverance, ищущего следы жизни и изучающего осадочные породы.

Международная группа учёных сообщила, что ровер Curiosity обнаружил на Марсе признаки того, что некогда на планете происходили сезонные наводнения. Такие процессы формируют условия, благоприятные для зарождения жизни.

Источник изображения: nature.com

Современные учёные склоняются к тому, что в прошлом на Марсе действительно была вода. Но они расходятся во мнениях о том, на что это было похоже. Одни утверждают, что на планете были долгоживущие озёра и океаны. Другие уверены, что это были отложения льда, на поверхности которого жидкая вода появлялась лишь изредка. Эти утверждения могут оказаться истинными для разных периодов времени в разных областях Марса. Международная группа учёных опубликовала статью, в которой приводятся доказательства сезонных наводнений по крайней мере в одном регионе Красной планеты. Подобные процессы могли иметь решающее значение для естественного производства молекул, необходимых для зарождения жизни, хотя они не обязательно означают существование условий для её процветания.

Открытие было сделано при изучении материалов, присланных ровером Curiosity — старшим из двух действующих марсоходов, который исследует кратер Гейл. Примерно через 3000 марсианских дней с начала своей миссии он оказался в регионе, образовавшемся в относительно влажный гесперийский период геологической истории Красной планеты примерно 3,6 млрд лет назад. Аппарат запечатлел структуру, напоминающую гексагональную сетку — каменные отложения шестиугольной формы по нескольку сантиметров шириной и около 10 см глубиной. Подобные формы ранее были обнаружены на Плутоне, но там они были образованы конвекцией ледяной поверхности. Образования на Марсе появились в результате высыхания грязи — по мере сжатия вещества появились трещины.

Марсоход Curiosity. Источник изображения: nasa.gov

Вода могла поступать либо с поверхности как наводнение, либо из недр в виде грунтовых вод. Но небольшой размер этих структур указывает на поверхностные, а не подземные воды — промокали несколько сантиметров породы в верхней части. Для появления таких образований, как показали эксперименты, необходимы несколько циклов наводнений — не менее десятка, чтобы получать равные углы на стыке. Это подтверждает и химия: камни в трещинах представляют собой смесь сульфатов кальция и магния, которые выпадают в осадок при высыхании воды. И эти отложения формируют более твёрдые породы, чем составляющий шестиугольники ил.

Описанный процесс не сочетается с гипотезой о том, что вода на Марсе появлялась в результате таяния ледников при вулканической активности — он согласуется скорее с сезонными наводнениями, отмечают авторы исследования. И добавляют: «Среда, подверженная циклам влажности и сухости считается благоприятной и, возможно, необходимой для пребиотической химической эволюции». То есть для возникновения жизни. Строительные блоки молекул, составляющих живые организмы на Земле, встречаются даже на астероидах, поэтому важнее рассматривать условия появления сложных соединений из этих блоков — и сезонные наводнения таким условиям соответствуют. Пока нет причин утверждать, что так сформировалась жизнь на Земле и тем более на Марсе, но новое исследование подтверждает, что на Марсе могли быть для этого благоприятные условия.

Почти два года наблюдений марсианского зонда NASA InSight помогли кратно улучшить точность определения скорости вращения Красной планеты. Ранее аналогичные измерения провели зонды «Викинг» в 70-х годах прошлого века. Данные InSight в пять раз повысили точность измерения скорости вращения Марса, которая оказалась выше, чем считали раньше.

Селфи InSight, на котором видна сильнейшая запылённость солнечных батарей. Источник изображений: NASA

Точные показания скорости вращения планеты, а также диапазон колебаний её оси дают возможность оценить внутреннее строение Марса. Мы не можем взять и провести нужные нам сейсмические измерения для изучения строения планеты. Для этого там необходимо присутствие более умных и функциональных роботов или человека. Но косвенные сейсмические эксперименты по улавливанию эха от марсотрясений и уточнение скорости вращения планеты и её колебаний позволяют строить гипотезы с высочайшим правом претендовать на истину.

Для оценки скорости вращения Марса на платформе InSight был размещён антенный комплекс Rotation and Interior Structure Experiment (RISE). Принадлежащая NASA сеть земных антенн комплекса дальней космической связи посылала на RISE сигнал, который отправлялся обратно на Землю. Затем сигнал анализировался на предмет доплеровских искажений, что позволяло вычислить отклонения станции (фактически — Марса) от того или иного положения в пространстве. Речь шла о поиске отклонений менее 40 см, что потребовало 600 дней наблюдений и колоссальной работы по фильтрации шума.

Согласно проведенной работе, которая удостоилась публикации в Nature, установлено, что Марс вращается быстрее, чем было измерено раньше, а именно — с ускорением 4,4 угловых миллисекунды в год (на порядок медленнее, чем Земля). Это означает, что каждый марсианский год продолжительность суток на Марсе будет сокращаться на доли миллисекунды.

Данные о колебаниях оси Марса и скорости его вращения позволили ограничить предполагаемый размер жидкого ядра планеты до 1790–1850 км. Радиус Марса в целом составляет 3390 км — примерно вдвое меньше земного. Учёные предположили, что на наблюдаемое поведение Марса влияют либо полярные шапки, либо процессы по изменению приполярных ландшафтов после последнего ледникового периода. Также на динамику вращения Красной планеты может влиять неоднородная плотность его ядра.

Очевидно, что всё предстоит уточнять годами, в частности, продолжая разбирать данные платформы NASA InSight, которая прекратила свою внеплановую научную работу в прошлом году по причине критической засорённости солнечных панелей марсианским песком.

В NASA сообщили, что 53-й полёт марсианского вертолёта Ingenuity закончился экстренным приземлением до завершения программы полёта. Вместо запланированного полёта в течение 136 секунд аппарат прервал движение на 74 секунде. Сработала автоматическая команда «садись немедленно» (LAND_NOW), причины которой NASA выяснила позже. К счастью, всё обошлось.

Вертолёт Ingenuity на Марсе 2 августа 2023 года. Источник изображений: NASA/JPL-Caltech

Марсианский вертолёт запрограммирован немедленно приземляться в случае ряда нештатных ситуаций. Одной из таких ситуаций может быть несовпадение кадров с камеры навигации и данных с инерциальных датчиков вертолёта. Кадры могут выпадать чисто технически и тогда вертолёту не на что опереться для подтверждения своего положения над поверхностью Марса. Впервые такое произошло 22 мая 2021 года во время 6-го полёта аппарата. Тогда это привело к чрезмерным кренам вертолёта в движении и заставило его прервать полёт.

Чтобы избежать подобного в будущем, программное обеспечение было исправлено, и вертолёт с тех пор совершил 46 полётов без возникновения ошибки. Но в ходе 53-го полёта 22 июля количество выпавших кадров превысило допустимое. Вертолёт должен был пролететь 203 м на север на высоте 5 м со скоростью 2,5 м/с и зависнуть на высоте 2,5 м над местом, съёмку которого ему было приказано сделать. Затем вертолёт должен был подняться на высоту 10 м и запустить процедуру поиска безопасного места для приземления и сесть на поверхность Марса. Но он так и не добрался до места назначения, прервав полёт на 74-й секунде.

Для поверки систем вертолёта и для оценки причин инцидента команда NASA запланировала короткий 54-й полёт — 25-секундные вертикальные подъём и спуск. Пробный подъём был осуществлён 3 августа и он прошёл без проблем.

«Хотя мы надеялись никогда не вызывать LAND_NOW, этот полёт представляет собой ценное тематическое исследование, которое будет полезно для будущих летательных аппаратов, работающих в других мирах, — сказал представитель NASA. — Команда работает над тем, чтобы лучше понять, что произошло во время полёта 53, и благодаря успешному полёту 54 мы уверены, что наш малыш готов и дальше парить над Марсом».

Марсоход Curiosity Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США осуществил самый сложный в своей истории подъём на возвышенность Джау, представляющую собой скопление более десятка кратеров, отметив тем самым одиннадцатую годовщину пребывания на Марсе. Марсоход совершил посадку на поверхность Красной планеты 6 августа 2012 года.

Источник изображения: JPL

Восхождение на Джау является одним из этапов запланированного путешествия марсохода в рамках исследования Марса. Местность Джау расположена у подножия горы Шарп (неофициальное название горы Эолида, Aeolis Mons), возвышающейся на 5 км в кратере Гейла, где, возможно, миллиарды лет назад были реки и озёра. «Каждый слой горы формировался в разную климатическую эпоху Марса, и чем выше поднимается Curiosity, тем больше учёные узнают о том, как менялся ландшафт с течением времени», — отметили в NASA.

Путешествие вверх по склону горы сопряжено с преодолением различных препятствий, и команде специалистов миссии приходилось напряжённо работать, чтобы управлять движением Curiosity по скользкому песку с уклоном 23° и встречающимися валунами размером с колесо марсохода.

«Если вы когда-нибудь пытались взобраться на песчаную дюну на пляже — а это, по сути, то, что мы делали, — вы знаете, как это сложно, но там к тому же были валуны», — сообщила Эми Хейл (Amy Hale) из лаборатории NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), курирующей миссию.

Следует отметить, что «водители» марсохода не управляют им в режиме реального времени, а следуют заранее запланированному маршруту. При его прокладке команда Curiosity руководствуется, в том числе, данными орбитальных аппаратов, таких как Mars Reconnaissance Orbiter.

Путь до Джау занял несколько недель, но это того стоило. «Было здорово наконец перебраться через хребет и увидеть этот удивительный ландшафт, — отметил Дейн Шолен (Dane Schoelen), руководитель стратегического планирования маршрутов Curiosity в JPL. — Мне часто кажется, что я стою рядом с Curiosity и оглядываюсь назад, видя то, как далеко он забрался».

Марсианский вертолёт Ingenuity, потерявшийся в конце апреля и, к счастью, обнаруженный в конце июня, завершил свой 53-й полёт над поверхностью Красной планеты. Команда миссии из Лаборатории активного движения NASA ещё не опубликовала подробности о последнем полёте, однако на своей странице в Twitter специалисты JPL сообщили, что уже готовят аппарат к 54-му полёту.

Вертолёт Ingenuity на Марсе 2 августа 2023 года. Источник изображений: NASA/JPL-Caltech

«Команда миссии марсианского вертолёта планирует проведение 54-го, короткого полёта аппарата на высоте 5 метров в течение 25 секунд», — говорится в сообщении JPL в Twitter от 3-го августа.

Потеря связи с марсианским вертолётом Ingenuity произошла 26 апреля. После 52-го полёта в кратере Езеро 1,8-килограммовый винтокрылый аппарат прекратил передачу данных. Как пояснили позже в NASA, та часть кратера, по которой продвигаются ровер Perseverance и вертолёт Ingenuity, имеет очень неровный ландшафт, способный создавать радиопомехи. Как считают инженеры, проблема возникла из-за высокого холма, оказавшегося между вертолётом и ровером. Связь с вертолётом была восстановлена 28 июня, как только обе машины оказались в прямой видимости друг от друга.

Кадры посадки вертолёта Ingenuity, полученные 3 августа 2023 года

Проведение 53-го полёта вертолёта Ingenuity было изначально запланировано специалистами Лаборатории реактивного движения NASA не ранее 22 июля. В его рамках машину собирались поднять на высоту 10 метров. В разряженной атмосфере Марса аппарат должен был провести 2 минуты и 16 секунд, преодолев в общей сложности расстояние в 203 метра вдоль поверхности кратера Езеро и развив максимальную скорость в 2,5 метра в секунду. На момент данной публикации команда миссии ещё не сообщила детали о фактическом времени полёта, преодолённом расстоянии, высоте и скорости движения аппарата в рамках 53-го полёта.

Марсоход Perseverance и вертолёт Ingenuity совершили высадку на Марс в феврале 2021 года, вскоре после этого вертолёт выполнил первую миссию, состоявшую из пяти полётов — для демонстрации того, что исследования с воздуха вполне возможны и в разреженной атмосфере Марса. После этого вертолёт начал выполнять регулярные вылеты, в ходе которых он служит разведчиком для Perseverance.

NASA сообщило о первых огневых испытаниях ракетных двигателей, предназначенных для пуска с другой планеты. В районе 2030 года вооружённая этими двигателями двухступенчатая ракета будет стартовать с поверхности Марса, чтобы впервые доставить на Землю образцы грунта иной планеты. Изучение образцов на Земле поможет ответить на главную загадку Марса: была ли на нём жизнь, и что с ней могло произойти?

Источник изображений: NASA

Запуск миссии Mars Sample Return запланирован на июнь 2028 года. Генеральная защита проекта ракеты состоится летом следующего года. На сегодня испытаны отдельные элементы программы, включая конструкции двигателей первой и второй ступени.

Проектированием твердотопливных двигателей SRM1 и SRM2 по контракту с NASA занимается компания Northrop Grumman Systems. Саму возвращаемую ракету Mars Ascent Vehicle (MAV) проектирует и будет изготавливать компания Lockheed Martin. Ракета прибудет на Марс на посадочном модуле. Полёт займёт около двух лет. Загрузка образцов с ровера в ракету Perseverance будет продолжаться около года. Если марсоход к этому времени сгинет в песках Красной планеты, образцы к ракете из хранилища на открытом воздухе доставит вертолёт (раньше для этого хотели использовать ровер).

К двигателям ракеты для возвращения образцов с Марса предъявляются особые требования. Так, двигатель первой ступени должен нести морозоустойчивые дюзы, что ещё не было испытано на практике. Первые огневые испытания двигателя и дюз при температуре -20 °C в вакуумной камере показали, что инженеры на правильном пути.

Двигатель второй ступени тоже будет необычным. Для стабилизации полёта и для вывода ракеты на нужную орбиту он будет вращаться вокруг своей оси. Очень нетривиальное решение! И испытания подтвердили выбранные для его изготовления конструкторские решения.

На очереди испытания других узлов и компонентов программы. Остаётся надеяться, что финансовые проблемы NASA не остановят этот проект.

NASA сообщило подробности о жилых модулях для лунных и марсианских миссий. Решения для марсианских миссий будут обеспечивать жизнедеятельность астронавтов более тысячи дней. Первый модуль, названный Surface Habitat (SH), является центральным в лунных миссиях Artemis, поскольку станет основным местом проживания астронавтов. SH будет способен поддерживать 30-дневные миссии для двух человек, а также рассчитан на размещение до четырёх астронавтов на короткое время, например, при смене экипажей.

Источник изображений: NASA

SH будет размещён неподалёку от места посадки миссий Artemis. Ожидается, что одновременно на Луне будут работать четыре астронавта: двое будут жить в SH, а двое — в корабле материально-технического обеспечения. Транспортировка между посадочной платформой и SH будет осуществляться на луноходе. NASA планирует развивать SH таким образом, чтобы он мог поддерживать жизнедеятельность четырёх членов экипажа в течение 60-дней, а также выдерживать длительные периоды бездействия модуля.

Кроме того, SH будет работать как система жизнеобеспечения лунного корабля. В этом случае лунный корабль будет пристыковываться к SH и перекачивать на него продукты жизнедеятельности и конденсат. В результате их переработки вода и газы, способные поддерживать жизнь астронавтов, будут поступать обратно на корабль. Помимо этого, SH должен будет выдерживать длительные периоды нахождения в тени, продолжающиеся более ста суток.

SH будет работать совместно с базовым лагерем NASA Artemis Base Camp. В космическом агентстве положительно оценивают возможности программы Artemis по увеличению времени пребывания и работы астронавтов на Луне. Для миссии Artemis будет использован южный полюс Луны, где световой день длится до 200 суток, в то время как астронавтам Apollo приходилось довольствоваться 14 сутками светового дня на экваторе и возвращаться на Землю до истечения этого срока.

Всё это поможет NASA в подготовке к миссиям по исследованию Марса и позволит моделировать марсианские миссии на Луне, работая с новым модулем Mars Transit Habitat (MTH). На этапе тренировок экипаж будет связываться с MTH напрямую или через орбитальную лунную космическую станцию «Лунные врата» (Lunar Gateway). Затем астронавты будут спускаться на поверхность Луны и работать там, как если бы они работали на Марсе. После завершения работы астронавты будут возвращаться в MTH и совершать обратный путь на Землю.

В целом, некоторые конструктивные особенности SH, такие как режим покоя, защита от пыли, выработка и хранение энергии, будут применяться и в будущих миссиях на Марсе. NASA также сообщило, что MHT будет перевозить четыре экипажа в течение 1200 дней на Марс и обратно. Связь с экипажем во время марсианской миссии будет осложнена длительными задержками до 24 минут. Также инженерам NASA придется решить проблемы, связанные с бездействием жилых модулей на время отсутствия астронавтов.

Новые подробности NASA о проектах жилых модулей для астронавтов вселяют надежду на дальнейшее исследование космоса. Разработка таких сложных систем требует колоссальных усилий, передовых технологий и ресурсов, но результаты стоят всех усилий, ведь они приближают нас к величайшим достижениям человечества — исследованию других планет и глубокому пониманию Вселенной.

Сенат США не одобрил в полном объёме запрос NASA о выделении средств на амбициозную миссию по доставке на Землю образцов грунта и камней с Марса. Если аэрокосмическое агентство запрашивало $949 млн на поддержку миссии Mars Sample Return (MSR) на 2024 фискальный год, то сенаторы решили предоставить только $300 млн, да и сама миссия в целом может оказаться под угрозой.

Источник изображения: NASA

По мнению сенаторов, вызывают озабоченность технические проблемы, связанные с MSR и их потенциальное влияние на другие миссии агентства. Известно, что на миссию уже потрачено $1,7 млрд, но сроки её завершения, вероятно, будут перенесены, что угрожает реализации других проектов. Более того, заявляется, что законодатели могут отменить даже выделение $300 млн, если NASA не предоставит Конгрессу США гарантии, что общая стоимость миссии не превысит $5,3 млрд. Тогда средства перераспределят в пользу программы Artemis по освоению Луны.

Недавно появилась информация, что стоимость миссии по возвращению образцов с Марса продолжает расти и в NASA обсуждают сценарии, при которых она достигнет $9 млрд. Кроме того, под большим вопросом способность NASA и подведомственной ему Лаборатории реактивного движения (JPL) подготовить посадочный модуль к запуску в 2028 году. Некоторые учёные считают, что марсианская миссия буквально пожирает фонды, выделяемые для других проектов и её финансирование может вовсе выйти из-под контроля.

Американские законотворцы считают, что, если реализация миссии не уложится в $5,3 млрд, вероятно, её не следует завершать вовсе. Впрочем, пока речь не идёт об окончательном решении. Нижняя палата Конгресса США тоже должна определить бюджет на новый фискальный год, после чего обе палаты должны достичь консенсуса относительно окончательного бюджета этой осенью.

Perseverance. Источник изображения: NASA

Важное влияние окажет и работа Институционального наблюдательного совета (IRB), собранного NASA для оценки миссии и предложения вариантов для её успешного завершения. Окончательный доклад совет подготовит в августе или сентябре. Группа независимых учёных может обеспечить NASA и Конгресс информацией о том, не стоит ли вообще свернуть реализацию программы или каким образом можно её скорректировать. Другими словами, может оказаться, что ровер Perseverance напрасно трудился, собирая образцы, поскольку на их доставку просто не хватит денег.

Конгресс уже ставил под угрозу реализацию проекта «Джеймс Уэбб» в 2011 году, но тогда научное сообщество сплотилось для защиты легендарного телескопа. С марсианским проектом этого может не случиться, поскольку, несмотря на его медийную привлекательность, с научной точки зрения он имеет гораздо более «локальное» значение для многих учёных.

Учёные NASA опубликовали в журнале Nature работу, в которой сообщили об обнаружении марсоходом Perseverance органических молекул на поверхности Красной планеты. Это ещё не обнаружение биологической жизни на Марсе, как мы её знаем по Земле, но приличный шанс рано или поздно открыть инопланетную биологию.

Источник изображений: NASA

Марсоход имеет два прибора для обнаружения органики на Марсе. Это PIXL («Планетарный инструмент для рентгеновской литохимии») и SHERLOC («Сканирование обитаемых сред с помощью комбинационного рассеяния и люминесценции для органических и химических веществ»). С помощью прибора PIXL марсоход уже находил органические молекулы в марсианских породах. Находка таковых с помощью ультрафиолетового рамановского спектрометра SHERLOC подтверждает первое открытие и служит дополнительным аргументом, что на Марсе в древности могла существовать биологическая жизнь.

К сожалению, это открытие не может быть однозначным подтверждением существования жизни на Марсе. Органические молекулы в виде соединения углерода и водорода, например, могут возникать в ходе естественных реакций веществ из неорганической химии. Более точно ответить на вопрос происхождения обнаруженной органики учёные смогут только после того, как изучат образцы с помощью целого комплекса инструментов, что возможно только на Земле. Однако произойдёт это не раньше середины 30-х годов, когда миссия по доставке образцов марсианских пород вернёт их (если сможет!) на Землю.

Концепция миссии по возврату марсианских образцов на Землю

Марсоход Perseverance исследует на Марсе кратер Езеро, который в древности мог быть озером. Он изучает осадочные породы в месте предполагаемой дельты реки доисторического Марса. На Земле в таких местах за миллионы лет образуются характерные наслоения из отходов жизнедеятельности микробов. Если на Марсе была микробная жизнь, то кратер Езеро — это перспективное место для обнаружения её следов. Находки органических молекул и их привязка к породам, образованным 3–4 млрд лет назад в какой-то степени подтверждает верность выбранной стратегии. Но точного подтверждения этому придётся подождать не менее 10 лет.

Китайский марсоход «Чжужун» (Zhurong) обнаружил доказательства резкого изменения климата на Марсе, произошедшего 400 000 лет назад. Они представлены в виде тёмных хребтов, расположенных поверх светлых дюн в песках равнины Утопия (Utopia Planitia), которую исследовал марсоход.

Снимок поперечных эоловых гребней (TAR) в дюнном поле на Марсе вблизи плато Большой Сирт (Syrtis Major), полученный космическим аппаратом NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Источник изображения: NASA/JPL–Caltech/University of Arizona

Учёные под руководством Ли Чуньлая (Li Chunlai) из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук (NAOC) использовали приборы марсохода в сочетании со снимками высокого разрешения с китайского марсианского орбитального аппарата «Тяньвэнь-1» (Tianwen-1), чтобы поближе рассмотреть большие песчаные дюны вблизи места посадки ровера «Чжужун» в мае 2021 года.

Дюны, имеющие форму полумесяца, подвергались эрозии на протяжении сотен тысяч лет, и на вершине дюнных полей образовались длинные тёмные гребни, известные как поперечные эоловые хребты (TAR). Они расположены под другим углом, нежели хребты дюн, сформированных действием ветра. TAR наблюдались по всему Марсу в нижних средних широтах, но глобальные модели циркуляции атмосферы, описывающие направление ветров на Марсе, до сих пор не могли объяснить, как могли образоваться поперечные эоловые хребты.

Как изменились ветры на Марсе, когда ледниковый период подошёл к концу, сформировав длинные хребты под другим углом к дюнам. Источник изображения: nao.cas.cn

В ходе исследования дюн марсоход «Чжужун» обнаружил, что их серповидные тела состоят из более светлого материала под более тёмным материалом, образующим TAR. С орбиты «Тяньвэнь-1» наблюдал 2262 светлых дюны по всему Марсу, и, судя по количеству кратеров, образовавшихся на вершине дюн, исследовательская группа предполагает, что они сформировались между 2,1 млн и 400 000 лет назад. Это означает, что тёмные TAR должны были образоваться на их вершине в течение последних 400 000 лет.

Эти даты совпадают с началом и концом последнего крупного ледникового периода на Марсе. То, что TAR сформировались под другим углом к дюнам, означает, что направление ветра в нижних средних широтах должно было измениться с окончанием ледникового периода.

Ледниковый период начинался и заканчивался из-за изменений угла, под которым вращается Марс, вызванных циклами Миланковича (Milankovitch cycles). Эти циклы связаны с периодическим смещением оси вращения планеты относительно плоскости её орбиты, вызванным совместным воздействием гравитации Солнца, Юпитера и других планет, а также формой и прецессией орбиты планеты.

И Земля, и Марс испытывают эти циклы, которые соответствуют климатическим сдвигам. В случае с Марсом угол его вращения (называемый наклонностью) изменялся от 15 до 35 градусов в период от 2,1 млн до 400 тысяч лет назад, что внесло хаос в его климат. Сегодня наклонность Марса составляет около 25 градусов.

Несколько удивительно, что ледниковый период на Марсе протекал не совсем так, как на Земле. Обычно марсианские ледниковые периоды характеризуются потеплением на полюсах и перемещением водяных паров и пыли в средние широты, где они оседают. Во время последнего ледникового периода эта вода и пыль образовали слой толщиной в несколько метров, который до сих пор остаётся под поверхностью в отдельных местах ниже 60 градусов широты и почти везде выше 60 градусов.

Нынешняя геологическая эпоха на Марсе, известная как Амазонская эпоха (Amazonian epoch), началась примерно между 3,55 и 1,88 млрд лет назад. В этот период на Марсе происходили столкновения с метеоритами и астероидами, но их скорость была низкой. Этот период характеризуется холодными условиями, в целом схожими с теми, что существуют на Марсе сегодня.

«Понимание климата Амазонской эпохи необходимо для объяснения современного марсианского ландшафта, резервуаров летучих веществ и состояния атмосферы, а также для связи этих современных наблюдений и активных процессов с моделями древнего климата Марса. Наблюдения за современным климатом Марса могут помочь уточнить физические модели эволюции марсианского климата и ландшафта и даже сформировать новые парадигмы», — говорится в заявлении Ли Чунлая (Li Chunlai) из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук.

Между тем, марсоход «Чжужун» впал в спячку во время долгой северной марсианской зимы. На данный момент он ещё не активирован, и его судьба остаётся неопределённой.

Марсианский вертолёт Ingenuity, хранивший радиомолчание более двух месяцев, 28 июня связался с диспетчерами NASA при посредничестве марсохода Perseverance. Речь идёт о первом сеансе связи с 26 апреля — тогда после 52-го полёта в кратере Езеро 1,8-килограммовый вертолёт прекратил передачу данных.

Фотография, сделанная вертолётом во время 51-го вылета 23 апреля. Источник изображения: NASA

Как сообщили представители подведомственной NASA Лаборатории реактивного движения, та часть кратера, по которой продвигаются ровер Perseverance и вертолёт Ingenuity, имеет очень неровный ландшафт, способный создавать радиопомехи. Как считают инженеры, проблема возникла из-за высокого холма, оказавшегося между вертолётом и ровером.

Изначальная цель Ingenuity — держаться впереди Perseverance, в результате чего вертолёт может иногда выходить за пределы зоны стабильного контакта. Учёные подчеркнули, что очень рады подтверждению успешного завершения 52-го полёта, в ходе которого вертолёт преодолел 363 м в течение 139 секунд. Основной целью вылета было изменение позиции вертолёта и съёмка очередных фото для команды исследователей.

Полученные данные телеметрии свидетельствуют о том, что вертолёт продолжает оставаться в хорошем состоянии, и если это подтвердят дальнейшие проверки, он сможет совершить очередной вылет в ближайшие недели.

Как известно, Perseverance и Ingenuity совершили высадку на Марс в феврале 2021 года, вскоре после этого вертолёт выполнил первую миссию, состоявшую из пяти полётов — для демонстрации того, что исследования с воздуха вполне возможны и в разреженной атмосфере Марсе. После этого вертолёт начал выполнять регулярные вылеты, в ходе которых он служит разведчиком для Perseverance.

Вся связь с Ingenuity осуществляется при посредничестве Perseverance, выступающего в роли своеобразного ретранслятора, через который данные передаются на Землю и обратно. Перебои со связью у Ingenuity возникают не в первый раз. В начале апреля, например, вертолёт замолчал на шесть дней.

В ходе Парижского авиасалона космические агентства Франции, Германии и Японии подписали соглашение, которое позволит запустить в космос франко-германский ровер IDEFIX, предназначенный для работы на марсианском спутнике Фобос, на борту японского космического аппарата Martian Moon eXploration (MMX), предназначенного для исследования того же спутника в рамках общей миссии.

MMX, иллюстрация. Источник изображения: JAXA

Хотя Марс за полвека исследований уже посетило огромное число орбитальных и посадочных модулей, марсоходов и других космических аппаратов, ни один аппарат до сих пор не высадился на местных лунах — Фобосе и Деймосе. Предпринимались попытки изучения «внутренней» луны — Фобоса, но они закончились неудачами. Достаточно вспомнить российский проект «Фобос-Грунт», завершившийся на дне океана более 10 лет назад. Тем не менее, интерес к этому небольшому (22 км в диаметре) небесному телу не пропадает — с момента открытия в 1877 году строятся всё новые теории о его природе. В частности, ещё в 1950-е годы странные орбитальные параметры объекта, вращающегося вокруг Марса трижды за день, а также параметры его яркости, привели к рождению теории о том, что спутник — искусственного происхождения и в своё время построен вымершей марсианской расой.

На сегодня с Фобосом связаны две основные теории. Согласно первой, он представляет собой скопление обломков, оставшихся после формирования Марса и/или захваченных у пролетающих астероидов. Согласно второй, местная луна появилась в результате столкновения с Марсом массивного небесного тела — ещё на заре формирования Солнечной системы. Для поиска некоторых ответов японское аэрокосмическое агентство JAXA намерено организовать отправку к Фобосу аппарата MMX в следующем году — именно тогда Земля и Марс будут в наилучшей позиции друг относительно друга для полёта. Когда MMX достигнет Марса, он постепенно выйдет на орбиту вокруг Фобоса. Поскольку поле тяготения луны составляет всего 1/1000 земного, фактически о «заданной» гравитацией орбите не может быть и речи — речь идёт о т.н. «квазиспутниковой орбите» (QSO), которая будет искусственно поддерживаться космическим аппаратом.

IDEFIX, иллюстрация. Источник изображения: DLR

Создаваемый немецким аэрокосмическим агентством DLR и французским CNES ровер IDEFIX массой 25 кг, похожий на чёрный ящик с четырьмя колёсами, будет высажен на поверхности Фобоса. Передвижение вряд ли будет простым, поскольку гравитация на поверхности мала настолько, что подпрыгнувший человек мог бы улететь в космос. Другими словами, роверу потребуются колёса, способные буквально «вгрызаться» в местный грунт. Кроме того, IDEFIX получит специальную автономную систему навигации.

Ровер с питанием от солнечных элементов будет применять радиометр miniRAD и спектрометр RAX для изучения температурных особенностей и минерального состава марсианской луны, также будут установлены камеры для поиска площадок для посадочного модуля MMX для сбора 10 г образцов роботизированной рукой. Образцы грунта отправятся на Землю.

Сейчас происходит финальная сборка компонентов ровера, которая должна быть закончена в ближайшие пару месяцев, после чего его доставят в Японию для сопряжения с модулем MMX с помощью специальных креплений.