Астрономия

В конце 2025 года Национальные академии наук, инженерии и медицины США представили доклад, посвященный будущим пилотируемым миссиям к Марсу. В документе подробно описаны причины, по которым людям стоит отправиться на Красную планету, а также технологии, способные приблизить человечество к первой высадке.

Четвертая планета от Солнца — единственный мир в Солнечной системе, «населенный» роботами: ее поверхность бороздили более двух десятков аппаратов, включая миссии СССР, NASA, ESA и КНР. На сегодняшний день активными остаются два марсохода NASA — Perseverance, продолжающий сбор образцов в кратере Езеро и настоящий «ветеран» Curiosity — последний трудится на поверхности целых 13 лет.

Спутник Perseverance — вертолет-разведчик Ingenuity — завершил полеты после жесткой посадки в январе 2024 года, однако некоторые системы аппарата продолжали передавать данные еще несколько месяцев. Наблюдения за атмосферой и поверхностью Красной планеты также ведут орбитальные аппараты Mars Reconnaissance Orbiter, Tianwen-1, MAVEN и ExoMars Trace Gas Orbiter.

Данные, полученные с помощью этих миссий, легли в основу доклада «Научная стратегия исследования Марса человеком» («A Science Strategy for the Human Exploration of Mars»), опубликованного на сайте Национальных академий наук, инженерии и медицины США. Документ, объемом 240 страниц, описывает трехэтапную программу подготовки человека к высадке на Марс и определяет 11 научных целей, которые должны лечь в основу будущих экспедиций.

Главные научные цели пилотируемых миссий к Красной планете:

Авторы подчеркивают, что исследование Красной планеты — не просто демонстрация технологических возможностей, а фундаментальный шаг в понимании происхождения жизни во Вселенной и будущего Земли.

Стратегия, предложенная академиками, сочетает роботизированные и пилотируемые миссии: сначала — орбитальные и автоматические операции по сбору образцов и поиску ресурсов, а затем — высадка экипажа для детальных исследований и создания устойчивой инфраструктуры.

Первый этап предполагает проведение орбитальных миссий, которые должны проверить технологии посадки, выживания и возвращения экипажа. Второй — создание инфраструктуры на марсианской орбите и отработка взаимодействия между роботами и людьми. Высадку предусматривает третий этап — с длительным пребыванием экипажа на поверхности и использованием местных ресурсов для жизнеобеспечения.

Основой для получения кислорода и топлива может стать содержащаяся в подповерхностном льду вода, а реголит — материалом для строительства защитных укрытий. Подход, по мнению авторов, позволит резко снизить зависимость от поставок с Земли и обеспечить автономность миссии.

Особое внимание исследователи уделили защите здоровья астронавтов: радиоактивное излучение, пониженная гравитация и длительная изоляция создают серьезные риски, требующие новых медицинских и инженерных решений. Для имитации земного притяжения ученые предложили разработать вращающиеся жилые модули, а в качестве естественного защитного радиационного экрана использовать марсианский грунт. Поддержать здоровье экипажа можно путем создания новых психофизиологических протоколов и автономных систем медицинского мониторинга.

Отдельная глава посвящена вопросам биологической безопасности. Поскольку возврат образцов с Марса должен происходить в условиях абсолютной стерильности — чтобы исключить малейшую возможность попадания на Землю неизвестных микроорганизмов — академики настаивают на разработке международных стандартов по изоляции биоматериалов. Не менее важна и работа в обратном направлении: напомним, в 2024 году образцы грунта с астероида Рюгу «заразились» земной жизнью.

Приоритетный сценарий включает создание лаборатории на поверхности Марса и разработку протоколов доставки образцов на Землю после каждой миссии, а также предполагает серию из трех высадок: кратковременная (30 марсианских суток), грузовая безэкипажная и длительная (300 суток). Все миссии должны проходить в пределах одной исследуемой зоны диаметром около 100 километров, включающей древние лавовые регионы и районы, подверженные пылевым бурям.

Другие сценарии предусматривают более гибкие маршруты: от миссий, сосредоточенных исключительно на поиске жизни, до трех коротких экспедиций в разные регионы планеты, например, в зоны осадочных пород, ударных кратеров или древних ледников.

Подготовительным этапом к освоению Красной планеты станут миссии на окололунную орбиту и к астероидам в 2030-х годах. По расчетам, первая пилотируемая миссия к марсианской орбите может состояться в 2039 году, а высадка на поверхность — примерно к середине века. Для реализации проекта потребуется плотное международное сотрудничество, а также совместная работа NASA, ESA и таких частных компаний, как SpaceX и Blue Origin.

Несмотря на огромный масштаб задач — создание новой энергетической инфраструктуры, систем жизнеобеспечения и логистики для поддержания экипажа на протяжении нескольких лет — выгоды от такой программы, по мнению академиков, выходят за рамки «освоения космоса». Технологии, созданные для будущих марсианских экспедиций уже сегодня способствуют развитию медицины, энергетики и робототехники на Земле.

Отметим, в научных и инженерных кругах подобные планы нередко подвергают сомнению: как ранее рассказывал Naked Science, оптимистичные заявления Илона Маска о запуске Starship к Красной планете в 2029 году остаются на уровне теории. Во-первых, корабль не совершил ни одного межпланетного испытания, а во-вторых, испытания двигателей и тепловой защиты далеки от серийного уровня. Более того, эксперты NASA и ESA отмечают, что современные системы энергоснабжения, защиты от радиации и медицинской поддержки экипажа не готовы к длительному полету (продолжительностью два-три года).

Доклад, судя по всему, призван вернуть разговор о пилотируемых миссиях на Марс из области мечтаний в сферу практической науки. В конечном итоге между фантазией и реальностью — целая пропасть: десятилетия исследований, сотни миллиардов долларов и непрекращающееся международное сотрудничество. Ученые предлагают рассматривать путь к четвертой планете как многоэтапный и сложный процесс, где каждая миссия станет испытанием новых технологий и границ человеческих возможностей.