Марс образца возвращение ( MSR) миссия предлагаемый космический полет миссию для сбора пыли и скальных образцов на Марсе и вернуть их на Землю. Возврат пробы был бы очень мощным видом исследования, потому что анализ свободен от временных, бюджетных и пространственных ограничений, связанных с датчиками космического корабля.
Было изучено множество концептуальных миссий, но ни одна из них не вышла за пределы стадии изучения. Три наиболее современные концепции для MSR в миссии являются НАСА - ЕКА предложение, китайское предложение, а предложение России, Марс-Грунт. По состоянию на 2021 год, хотя планы НАСА и ЕКА по возвращению образцов на Землю все еще находятся на очень ранней стадии, образцы собираются на Марсе марсоходом Perseverance.
Возвращение образцов с Марса принесет пользу науке, поскольку позволит провести более обширный анализ образцов, чем можно было бы сделать с помощью инструментов, кропотливо перенесенных на Марс. Кроме того, присутствие образцов на Земле позволит использовать научное оборудование для хранения образцов даже через годы и десятилетия после миссии по возврату образцов.
В 2006 году аналитическая группа программы исследования Марса определила 55 важных будущих научных исследований, связанных с исследованием Марса. В 2008 году они пришли к выводу, что примерно половина расследований «в той или иной степени может быть адресована MSR», что делает MSR «единственной миссией, которая добьется наибольшего прогресса в отношении всего списка» расследований. Более того, было обнаружено, что значительная часть исследований не может быть продвинута без возвращенных образцов.
Один из источников образцов Марса - это то, что считается марсианскими метеоритами, которые представляют собой камни, выброшенные с Марса и попавшие на Землю. По состоянию на апрель 2019 года 266 метеоритов были идентифицированы как марсианские из более чем 61000 известных метеоритов. Считается, что эти метеориты с Марса, потому что они имеют элементный и изотопный состав, аналогичный горным породам и атмосферным газам, анализируемым космическими аппаратами на Марсе.
В 1996 году возможность существования жизни на Марсе была поднята, когда считалось, что в марсианском метеорите ALH84001 были обнаружены очевидные микрофоссилии. Эта гипотеза была в конечном итоге отвергнута, но в то время, когда это открытие привело к возобновлению интереса к возвращению образца Марса, были рассмотрены несколько различных архитектур.
По крайней мере, три десятилетия ученые выступали за возвращение геологических образцов с Марса. Одной из первых концепций было предложение « Сбор образцов для исследования Марса» (SCIM), которое включало отправку космического корабля в скользящий проход через верхние слои атмосферы Марса для сбора образцов пыли и воздуха без приземления или выхода на орбиту.
Советский Союз рассматривал миссию по возврату образцов на Марс, Mars 5NM, в 1975 году, но она была отменена из-за неоднократных отказов ракеты N1, которая должна была использоваться для ее запуска. Еще одна миссия по возврату образцов, Марс 5М (Марс-79), запланированная на 1979 год, была отменена из-за сложности и технических проблем.
Программа исследования Марса НАСА рассмотрела концепцию миссии по возвращению образцов к 2008 году, но была отменена после пересмотра программы. Летом 2001 года Лаборатория реактивного движения (JPL) запросила концепции миссии и предложения от команд, возглавляемых отраслью ( Boeing, Lockheed Martin и TRW ). Следующей зимой JPL обратилась с аналогичными запросами к некоторым университетским факультетам аэрокосмической техники ( Массачусетский технологический институт и Мичиганский университет ). Десять лет спустя концептуальная миссия NASA-ESA была отменена в 2012 году.
Соединенных Штатов Америки Exploration Программа Марс, сформированная после Марса наблюдателей «с недостаточностью в сентябре 1993 года, поддержал возвращение образца Mars. Одна архитектура была предложена Гленном Дж. Макферсоном в начале 2000-х годов.
В начале 2011 года США Национальный исследовательский совет «s Планетоведение Decadal обследования, которые изложены приоритеты планирования миссии на период 2013-2022 годы, объявлена кампания MSR ее наивысшим приоритетом Flagship миссии на этот период. В частности, он одобрил предложенную миссию Mars Astrobiology Explorer-Cacher (MAX-C) в «описанной» (менее амбициозной) форме. Этот план миссии был официально отменен в апреле 2011 года. В сентябре 2012 года группа планирования программы Mars одобрила возврат образца после оценки долгосрочных планов Mars.
Ключевым требованием к миссии марсохода Mars 2020 Perseverance было то, что он должен помочь подготовить НАСА к его кампании MSR. Эта работа потребует три дополнительных транспортных средств: письмо на орбитальный аппарат, выборки ровер, и два этапа, твердотопливных Mars Ascent Vehicle (MAV).
В середине 2006 года Международная рабочая группа по архитектуре Марса для возврата образцов (iMARS) была создана Международной рабочей группой по исследованию Марса (IMEWG) для определения научных и инженерных требований спонсируемой на международном уровне и выполняемой миссии по возврату образцов с Марса в сроки 2018–2023 гг.
В октябре 2009 года НАСА и ЕКА учредили Совместную инициативу по исследованию Марса, чтобы продолжить программу ExoMars, конечной целью которой является «возвращение образцов с Марса в 2020-х годах». Первая миссия ExoMars будет запущена в 2018 году с неопределенными миссиями по возвращению образцов в период 2020–2022 годов. Отмена кэширующего марсохода MAX-C и последующий уход НАСА с ExoMars отодвинули миссию по возврату образцов на неопределенный срок. Из-за бюджетных ограничений миссия MAX-C была отменена в 2011 году, а общее сотрудничество - в 2012 году. Этот вывод был охарактеризован как «травмирующий» для научного сообщества.
В сентябре 2012 года НАСА объявило о своем намерении продолжить изучение нескольких стратегий доставки образца Марса на Землю - включая сценарий нескольких запусков, сценарий одного запуска и сценарий с несколькими роверами - для миссии, начавшейся уже в 2018 году. Десятки образцов будут собраны и сохранены марсоходом Mars 2020 и останутся на поверхности Марса для возможного последующего извлечения. «Марсоход» будет извлекать образцы тайников и доставить их на марсианский восходящий аппарат (MAV). В июле 2018 года НАСА заключило контракт с Airbus на производство концепта «марсохода».
MAV будет запущен с Марса и выйдет на орбиту 500 км и встретится с новым орбитальным аппаратом Марса. Контейнер с образцом будет перемещен на космический корабль (EEV), который доставит его на Землю, войдет в атмосферу на парашюте и твердой почве для извлечения и анализа в специально созданных безопасных лабораториях.
Несколько лет спустя, орбитальный аппарат Mars будет запущен, после чего спускаемого аппарата, несущего два этапа, твердотопливный Mars Ascent Vehicle (MAV). Посадочный модуль принесет небольшой и простой «марсоход», единственной функцией которого будет извлечение контейнеров с пробами из тайников, оставленных на поверхности, или непосредственно с марсохода Perseverance, и возврат их в посадочный модуль, где он будет загружен на платформу. MAV для доставки на орбитальный аппарат и отправки на Землю.
Такой дизайн упростил бы график всего проекта, дав диспетчерам время и гибкость для выполнения необходимых операций. Кроме того, программа может полагаться на успешную систему посадки, разработанную для Марсианской научной лаборатории, что позволяет избежать затрат и рисков, связанных с разработкой и испытанием еще одной системы посадки с нуля.
В апреле 2018 года НАСА и ЕКА подписали письмо о намерениях, которое может стать основой для миссии по возврату образцов на Марс. В июле 2019 года была предложена архитектура миссии по возвращению образцов на Землю к 2031 году.
В апреле 2020 года была представлена обновленная версия миссии:
Марс 2020 Perseverance RoverМарсоход Perseverance 2020 года в феврале 2021 года приземлился в кратере Джезеро, который, казалось, был древним дном озера, подходящим для отбора проб с земли, который, мы надеемся, покажет, был ли Марс в древние времена приютом для жизни.
Взятые образцы | Дата | СОДЕРЖАНИЕ | Название Рока | Место нахождения | Примечания |
---|---|---|---|---|---|
Трубка 1 | 7 июля 2021 г. | Свидетельская трубка | N / A | Подразделение North Séítah | Это было сделано как «пробный прогон» для подготовки к последующим попыткам отбора проб и не преследовало цель отобрать пробы породы. |
Трубка 2 | 5 августа 2021 г. | Атмосферный газ | Рубион | Грубый блок с трещинами в полу | Попытка пробовать камень, но безуспешно |
Трубка 3 | 1 сентября 2021 г. | Образец почвы | Рошетт | Цитадель, юнит Южная Сейта | Первый удачный образец. |
Трубка 4 | 8 сентября 2021 г. | Образец почвы | Рошетт | Цитадель, юнит Южная Сейта | Сэмпл из той же породы, что и предыдущий. |
Китай рассматривает возможность миссии по возврату образцов с Марса к 2030 году. С 2017 года планируется запустить большой космический корабль, который сможет выполнять все этапы миссии, включая сбор образцов, подъем с Марса, сближение на орбите Марса и обратный полет. на Землю. Для такой миссии потребуется сверхтяжелая ракета-носитель Long March 9. Необходимые технологии были протестированы во время миссии Tianwen-1, запущенной в 2020 году. Альтернативный план, объявленный в 2019 году, предполагает использование миссии 2020 HX-1 для кэширования образцов для извлечения в 2030 году. Эти образцы будут извлекаться спускаемым аппаратом для сбора образцов с Марса. восходящий аппарат, запущенный в ноябре 2028 года на Long March 3B и собранный на орбите Марса с помощью орбитального аппарата Earth Return Orbiter, запущенного на Long March 5 также в ноябре 2028 года с возвращением на Землю в сентябре 2031 года.
Франция много лет работала над возвратом образцов. Сюда входили концепции внеземной системы обработки образцов для возвращенных образцов и многочисленные предложения. Они работали над разработкой орбитального аппарата для возврата образцов с Марса, который будет захватывать и возвращать образцы в рамках совместной миссии с США или другими европейскими странами.
9 июня 2015 года Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) обнародовало план под названием Martian Moons Exploration (MMX) по извлечению образцов с одной из лун Марса. Эта миссия будет основываться на опыте, который будет получен в миссиях Hayabusa2 и SLIM. Из двух лун орбита Фобоса ближе к Марсу, и на ее поверхности могли быть прилипшие частицы, вылетевшие с красной планеты; таким образом, образцы Фобоса, собранные MMX, могут содержать материал, происходящий с самого Марса. Запуск с Земли запланирован на сентябрь 2024 года с возвращением на Землю в 2029 году. Япония также проявила интерес к участию в международной миссии по возврату образцов с Марса.
Российская концепция миссии по возврату образцов на Марс - это Mars-Grunt. Он призван использовать наследие дизайна Fobos-Grunt. Планы на 2011 год предусматривали двухступенчатую архитектуру с орбитальным аппаратом и посадочным модулем (но без возможности передвижения), с образцами, собранными из непосредственного окружения посадочного модуля с помощью роботизированной руки.
Поскольку в настоящее время неизвестно, существуют ли формы жизни на Марсе, миссия потенциально может переносить жизнеспособные организмы, что приведет к обратному заражению - внедрению внеземных организмов в биосферу Земли. Научный консенсус состоит в том, что возможность крупномасштабных последствий, будь то патогенез или нарушение окружающей среды, чрезвычайно мала. Возвращенные образцы с Марса будут рассматриваться как потенциально биологически опасные до тех пор, пока ученые не определят, что возвращенные образцы безопасны. Цель состоит в том, чтобы снизить вероятность выброса частицы Марса до менее одной из миллиона.
Предлагаемая НАСА миссия по возврату образцов на Марс не будет одобрена НАСА до тех пор, пока не будет завершен процесс принятия Закона о национальной экологической политике (NEPA). Более того, в соответствии со статьей VII Договора о космосе и, возможно, различными другими правовыми рамками, если произойдет высвобождение организмов, высвободившееся государство или страны будут нести ответственность за любой возникший в результате ущерб.
Частью миссии по возврату проб было бы предотвращение контакта между марсианской средой и внешней стороной контейнера для проб. Чтобы исключить риск выхода из строя парашюта, в настоящее время планируется использовать систему тепловой защиты для амортизации капсулы при ударе (на предельной скорости ). Контейнер для образца будет спроектирован так, чтобы выдерживать силу удара. Чтобы получить возвращенные образцы, НАСА предложило специально разработанное средство защиты с уровнем биобезопасности 4, устройство для приема возвратных образцов с Марса (MSRRF). Незнание, какими свойствами (например, размером) могут обладать какие-либо марсианские организмы, является сложностью при проектировании такого объекта.
Другие ученые и инженеры, в частности, Зубрины на Марсе общества, утверждали в бахроме журнале космология, что риск загрязнения функционален нуль, и нет нужды беспокоиться. Они ссылаются, среди прочего, на отсутствие каких-либо поддающихся проверке инцидентов, хотя из-за ударов метеоритов между Марсом и Землей произошел обмен триллионами килограммов материала.
Международный комитет против возврата проб с Марса (ICAMSR) - это небольшая правозащитная группа, возглавляемая Барри ДиГрегорио, который выступает против миссии по возврату проб с Марса. Хотя ICAMSR признает низкую вероятность биологической опасности, он считает предлагаемые меры сдерживания недостаточными и небезопасными на данном этапе. ICAMSR требует в первую очередь дополнительных исследований на Марсе и предварительных испытаний на биологическую опасность на Международной космической станции, прежде чем образцы будут доставлены на Землю. ДиГрегорио поддерживает теорию заговора о сокрытии НАСА в отношении открытия микробной жизни посадочными модулями Viking 1976 года. ДиГрегорио также поддерживает крайнюю точку зрения о том, что несколько патогенов, таких как обычные вирусы, происходят из космоса и, вероятно, вызвали массовые вымирания и смертельные пандемии. Эти утверждения, связывающие земные болезни и внеземные патогены, были отвергнуты научным сообществом.