Все эти миры - ваши. Научные поиски внеземной жизни - Джон Уиллис

Нашей следующей целью станет сбор и доставка на Землю образцов из районов, где наблюдались загадочные линии на склонах. Здесь нас будут интересовать признаки существования живой экосистемы, а не окаменелых останков. Возможно, не стоит особо надеяться, что живые организмы благополучно перенесут путешествие до Земли. В доставленных образцах будут искать лишь элементы биологической организации и следы каких-либо химических соединений, которые могут либо служить питательными веществами, либо содержать продукты метаболизма. Однако склоны, на которых наблюдается сезонное таяние (если это не окажется чем-то иным), совершенно непроходимы для наших бравых марсоходов — это крутые осыпи под скальными обрывами. Опять же очень важно попасть в нужное время — кто знает, как долго длятся эти сезонные явления? Повторяются ли они периодически или больше не возобновляются?

Очевидно, что, хотя такая перспектива выглядит заманчиво, доставка образцов с Марса остается очень трудной задачей даже с учетом самых передовых технических достижений НАСА. Можно ограничиться более практичным вариантом — пробурить марсианскую поверхность на несколько десятков сантиметров в глубину до слоя водного льда и посмотреть, что там есть. Но если вы будете просто копать наугад, нужно заранее быть готовым к разочарованию — в этом месте может не оказаться ни таяния, ни скопления органических материалов, ни жизни. С другой стороны, подповерхностный лед встречается почти повсеместно и добраться до него несложно, так что в любом случае имеет смысл положить в контейнер, предназначенный для отправки на Землю, хотя бы парочку образцов такого льда.

Как должна проходить экспедиция по доставке на Землю образцов с Марса? Во многих аспектах она будет походить на эстафетную гонку: каждая новая техническая задача, стоящая перед экспедицией, будет осуществляться независимым аппаратом — орбитальным спутником, марсоходом, взлетным модулем и кораблем, который доставит образцы на Землю, — а контейнер с драгоценными марсианскими образцами должен будет передаваться от одного участника к другому, как эстафетная палочка. Мы уже могли наблюдать за отдельными этапами экспедиции — отправкой орбитальной станции и посадочного модуля, которые совместно исследовали поверхность планеты. Марсоход, аналогичный по конструкции «Кьюриосити», может распознавать и хранить образцы, собранные на различных по типу рельефа участках. Экспедиция займет несколько лет, во время которых будут совершаться долгие переходы по поверхности планеты, для которых автоматический передвижной модуль потребуется оснастить множеством приборов и оборудования. Другими словами, это должен быть большой, полноценный аппарат.

Так как же образцы вернутся на Землю? Вероятно, это будет двухступенчатый процесс. Сначала взлетный модуль доставит образцы с поверхности Марса на околопланетную орбиту. В действительности транспортировка образцов с поверхности на орбиту — ключевое звено во всей последовательности действий. Гравитация против вас, и вам придется заплатить за каждый поднятый килограмм. И 20 кг — это, вероятно, самый минимальный вес груза, который вы хотите доставить на Землю (не забудьте, однако, что сюда также входит вес контейнера, сделанного из высокопрочного материала). Чтобы поднять эту массу на орбиту, вам надо разогнать модуль до скорости почти 5 км/с — это вторая космическая скорость для Марса. Для 20 кг груза вам не потребуется огромная ракета: современные конструкции позволяют обойтись аппаратом весом 400 кг, длиной около 4 м и диаметром около 0,5 м. Отдельная задача — убедиться в том, что после шести месяцев в глубоком космосе, посадки на каменистый грунт и примерно года стоянки на Марсе все системы ракеты функционируют нормально. У вас будет только одна попытка, и надо не растратить ее впустую.

Возможно, вы лелеете мечту о грузе большей массы, скажем, о 200 кг марсианских пород. Но для этого потребуется не ракета, а просто чудовище — до 1500 кг весом и 6 м в длину. Это очень много да плюс еще наземный модуль. Масса «Кьюриосити» — 900 кг, и перед вами стоит сложная задача — доставить большую ракету с возвратным модулем на поверхность планеты. Так что, наверно, 20 кг — предел мечтаний. В этот окончательный вариант могут входить образцы, собранные из разных мест с разными формами рельефа, чтобы ученые получили больше материала для исследований.

Выйдя на орбиту, взлетный модуль должен выполнить автоматическую стыковку и передать на борт космического корабля ценный груз, после чего корабль отправится в обратный путь. Ему придется воспользоваться ракетным двигателем, чтобы добраться до Земли, выйти на орбиту и доставить контейнер с образцами на поверхность нашей планеты. Это тоже непросто: когда запущенный НАСА аппарат «Стардаст» или космический аппарат «Хаябуса» Японского агентства аэрокосмических исследований доставляли образцы астероидного грунта и кометной пыли на Землю, они входили в атмосферу на очень высокой скорости — 12 км/с. Такая скорость грозит перегревом и создает риск потери образцов. Если парашют не выдержит и капсула расколется, тогда — «Хьюстон, у нас проблемы!»

Существует бюджетный вариант доставки образцов на Землю, не связанный с высокими рисками. Это частный космический корабль многократного использования «Драгон», который может применяться в качестве грузового корабля для возврата контейнера на Землю. Те из вас, кто читал роман «Штамм Андромеды»[10], помнят о целом ряде проблем, связанных с попаданием инопланетного материала на Землю, особенно образцов, которые могут содержать биологический материал. Думаю, нет смысла напоминать о том, что марсианские материалы не должны вступать в контакт с земной средой: вам придется прибегнуть ко множеству ухищрений, чтобы сохранить образцы в первозданном виде, и сразу после их прибытия на Землю расслабляться еще рано. Образцы должны закончить свой путь в специально подготовленной аналитической лаборатории, и тогда уже начнется их изучение.

На первый взгляд все это выглядит заманчиво, но произойдет ли это в действительности? В 2005 г. НАСА и ЕКА осознали, что задача доставки образцов на Землю не по силам какому-то одному космическому агентству. В самом деле, каждый компонент предполагаемой экспедиции — орбитальный спутник, планетоход и марсианский взлетный модуль — сам по себе флагманская миссия с бюджетом, значительно превышающим $1 млрд. Если добавить сюда еще и потребность в специализированной лаборатории для обработки образцов на Земле, общий бюджет проекта может превысить $7 млрд. Но то, что начиналось как многообещающее партнерство по осуществлению многокомпонентной совместной миссии по доставке на Землю марсианских образцов, было загублено 20 %-ным сокращением бюджета НАСА на автоматические полеты в 2011 г., не оставлявшем никаких перспектив.

Финансовые проблемы вынудили HАСА отложить осуществление экспедиции по доставке образцов. Наука никуда не делась, равно как и ученые, которые верят, что такая экспедиция откроет перед нами новые горизонты познания. И НАСА, и ЕКА планируют до 2020 г., каждое по отдельности, послать на Марс планетоход класса «Кьюриосити». Учитывая ограниченный объем средств, выделяемый на исследование Солнечной системы, такое дублирование представляется исключительно неэффективным расходованием денег.