НАСА начинает пересмотр архитектуры миссии по возврату образцов с Марса

Уверен, что многие из вас, уважаемые читатели, слышали о марсоходе "Perseverance", что означает "Настойчивость". Он стартовал с Земли 30 июля 2020 года и спустя примерно семь месяцев благополучно совершил мягкую посадку на Марс в районе кратера Езеро. На сегодняшний день его миссия на Марсе продолжается уже 950 суток. На борту марсохода находится научная аппаратура, позволяющая собирать разнообразную информацию о Красной планете. В том числе первый марсианский вертолет "Ingenuity" ("Изобретательность").

Но, пожалуй, самая интересная и впечатляющая задача, решаемая марсоходом - это сбор образцов грунта в различных точках. Точнее, это лишь небольшая часть грандиозного плана по доставке на Землю образцов марсианского грунта.

Этот план называется Mars sample return (MSR) и выглядит следующим образом. Сначала марсоход "Perseverance" собирает образцы. Эта часть сейчас успешно реализуется. На сегодняшний день уже заполнено 22 из 35 контейнеров, имеющихся на борту. Затем к Марсу, с разницей примерно в 1 год, стартуют два аппарата: орбитальный «Earth Return Orbiter» (ERO), разрабатываемый ЕКА, и спускаемый «Sample Retrieval Lander» (SRL), разрабатываемый НАСА.

Миссия Mars Sample Return в художественном представлении. Источник: NASA/JPL-Caltech

Посадочный модуль SRL будет состоять из стационарной посадочной платформы, марсохода «Sample Fetch Rover» (SFR) и небольшой ракеты под названием «Mars Ascent Vehicle» (MAV). После посадки на Марс, SFR соберёт образцы грунта, полученные "Perseverance" и доставит их к стационарному модулю. Там при помощи специального манипулятора их перегрузят в ракету MAV. Затем MAV стартует с посадочной платформы на орбиту Марса, где и встречается с орбитальным аппаратом ERO. И уже он доставит образцы на Землю.

Как вы уже поняли, простым этот план назвать нельзя. В нем есть большое количество узких мест, в которых может произойти сбой. И тогда все усилия будут напрасны.

И, похоже на то, что проблемы у миссии MSR начались уже сейчас, задолго до старта. По сообщениям информационных агенств НАСА начало работу по пересмотру своего подхода к возвращению образцов с Марса после того, как независимая проверка пришла к выводу, что текущая архитектура возврата образцов с Марса имеет «нереалистичный» бюджет и график.

Этот независимый обзор выявил «почти нулевую» вероятность того, что основные элементы MSR - посадочный модуль для поиска образцов и орбитальный корабль, возвращающийся на Землю - будут готовы к запускам, которые в настоящее время запланированы, в 2027 или 2028 году. При этом затраты на MSR сейчас оцениваются в сумму от 8 до 11 миллиардов долларов, что намного превышает предыдущие прогнозы НАСА. В 2020 году стоимость миссии оценивалась в 3,8 - 4,4 миллиарда. 

Сандра Коннелли, заместитель администратора НАСА по науке, заявила 20 октября на заседании консультативного комитета Аналитической группы программы исследования Марса (MEPAG), что агентство собрало команду для выполнения рекомендаций независимого наблюдательного совета.

«Мы хотим структурировать эту программу так, чтобы она была успешной и сделать это в рамках сбалансированного бюджета», 

— сказала Коннелли.

Создана специальная группа под названием MSR IRB Response Team (MIRT), которая пересмотрит архитектуру миссии возврата образцов с Марса. В эту группу, которая провела стартовое заседание 19 октября, входят пять подкомитетов, занимающихся различными техническими, научными, программными и бюджетными вопросами, связанными с программой.

MIRT должна завершить свою работу к концу марта 2024 года, предложив обновленную архитектуру миссии MSR. Часть этой работы началась еще до начала работы команды: Джефф Грэмлинг, директор MSR в штаб-квартире НАСА, сказал, что одна группа анализировала различные варианты архитектуры в течение последних трех-четырех недель. План, который он изложил, предусматривал выбор двух или трех альтернативных архитектур этой осенью для дальнейшего изучения, которое может включать независимую оценку затрат. По его словам, после того, как агентство выберет новую архитектуру, цель состоит в том, чтобы к концу 2024 года пройти независимую проверку. После чего НАСА примет официальные обязательства по стоимости и графику программы. Ранее НАСА планировало провести данную процедуру этой осенью.

Еще одной проблемой является неопределенность относительно того, какой объем финансирования будет доступен для MSR в 2024 и 2025 финансовых годах. Это связано с более широкими дебатами о финансировании НАСА в целом.

«Мы пока не знаем, что будет выделено на 24-й год, поэтому нам придется немного сбавить обороты, чтобы вписаться в 24-й год, пока мы остановимся и отступим», 

- сказал Джефф Грэмлинг .

Он не уточнил рассматриваемые альтернативные подходы к MSR. В отчете IRB перечислены некоторые из них, которые отложат запуски спускаемого аппарата и орбитального аппарата на 2030-е годы, при этом будут использованы проверенные в полетах технологии, такие как подход к посадке «небесный кран» и марсоход на базе марсохода Mars Exploration Rover, который будет извлекать образцы, кэшированные марсоходом "Perseverance".

По словам представителей агентства, не планируется создавать MSR с чистого листа.

«Мы стремимся максимально использовать ту работу, которую мы проделали на сегодняшний день, но также делаем шаг назад и ищем способы снижения затрат и повышения устойчивости», 

— заявил Грэмлинг.

Обзор альтернативных архитектур будет сосредоточен на нескольких показателях достоинств, включая общие и годовые затраты, технические вопросы и научную ценность пересмотренной миссии. Один из способов снижения затрат и сложности общей архитектуры, который он привел, касается сокращения количества возвращаемых образцов.

Представители НАСА заявили, что будут работать с Европейским космическим агентством, которое отвечает за орбитальный аппарат возвращения на Землю и роботизированную руку для передачи образцов. 

«Наши партнеры из ЕКА тесно вовлечены во все это и также делятся своими мыслями и идеями», 

— сказал Грэмлинг.

Невзирая на все проблемы, представители НАСА полагают, что НАСА должно оставаться приверженным возвращению образцов с Марса, несмотря на текущие проблемы. 

«MSR, очевидно, логически является следующим шагом в нашем лидерстве на Марсе» «Это остается приоритетом НАСА».

 — заявила Коннелли.