В сентябре 2021 года марсоход НАСА Perseverance развернул свой манипулятор, поместил буровую коронку на поверхность Марса и просверлил лунку глубиной около 6 см, чтобы извлечь образец породы марсианского грунта. Позже марсоход запечатал собранный материал в одной из пробирок, имеющихся на его борту.
Пока собранный в пробирку из титана грунт марсоход Perseverance хранит у себя. Так будет продолжаться тех пор, пока НАСА не примет решение о месте их сброса на поверхность Марса.
И хотя до доставки первых образцов марсианского грунта на Землю пройдут еще годы, агентство NASA уже сейчас работает над программой Mars Sample Return. На днях агентство представило анимационное видео, которое демонстрирует основные этапы миссии доставки марсианского грунта. Миссия будет достаточно сложной. Предполагается, что в ходе нее будут задействованы несколько космических аппаратов, потребуется еще как минимум два запуска с Земли и один с Марса.
В рамках миссии Mars Sample Return на Марс будет доставлена посадочная платформа с марсоходом и мини-ракетой. Задача марсохода, который разработает ESA, – собрать оставленные Perseverance пробирки и доставить их на посадочную платформу. Здесь с помощью манипулятора пробирки переместят в носовую часть небольшой ракеты. Предполагается, что высота ракеты будет не более 2,8 м, а диаметр до 57 см. На данный момент NASA рассматривает несколько проектов ракеты, один из которых – это проект космического центра имени Дж. Маршалла. Специалисты центра предложили концепцию твердотопливной двухступенчатой ракеты, макс. массой ракеты – 400 кг, и макс. полезной нагрузкой – около 15 кг.
Ракета должна будет автономно стартовать с пробирками грунта с поверхности Марса и доставить их на орбитальный аппарат. Инженерам необходимо будет обеспечить совпадение траектории движения ракеты с траекторией корабля на орбите Марса, чтобы капсула с образцом могла быть перенесена на орбитальный аппарат.
Внутри орбитального аппарата капсула будет подготовлена к доставке на Землю. Для этого с помощью манипулятора ее герметично запечатают внутри чистого контейнера, проведут стерилизацию контейнера, а сам контейнер поместят в капсулу для входа в атмосферу Земли. Запуск миссии ожидается в 2028 году.
Но прежде, чем это произойдет, ученые и инженеры должны будут решить несколько проблем.
И одна из них – это проблема обеспечения сохранности образцов для тщательного изучения с одновременным применением экстремальных мер стерилизации их контейнеров для хранения. Это необходимо, чтобы гарантировать, что на Землю не будет доставлено ничего опасного с Марса.
Маловероятно, что в доставленном грунте окажутся живые марсианские организмы. Однако, НАСА все равно придется принять меры, чтобы марсианские образцы оставались герметично запечатанными на протяжении всего путешествия.
NASA предстоит решить проблему, как именно герметизировать и стерилизовать контейнер, не повредив образцы горных пород внутри него. Один из методов, которые команда в настоящее время тестирует, - это пайка. Пайка поможет запечатать контейнер при достаточно высокой температуре, чтобы стерилизовать любую пыль, которая может остаться в шве. В тоже время пайка может привести к нагреву образцов внутри контейнера. Поэтому задача NASA – отработать технологию пайки с локальным нагревом.
В будущем подобная технология будет использоваться NASA также при доставке образцов грунта с других небесных тел.
Возможность анализа образцов с Марса здесь, на Земле позволит ученым использовать самое современное оборудование и технологии, которые пока слишком трудно доставить на Марс. Это позволит получить более обширные данные о марсианском грунте, и возможно, даст ответы на интересующие ученых вопросы.
О миссии:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/with-first-martian-samples-packed-perseverance-initiates-remarkable-sample-return-mission/О ракете для старта с Марса:
https://spaceflightnow.com/2020/04/20/nasa-narrows-design-for-rocket-to-launch-samples-off-of-mars/Видеоматериалы: NASA, ESA, SpaceX, JPL NASA