Как NASA собирается доставлять образцы с Марса?

Приближаются сроки начала нового этапа проекта NASA по доставке образцов горных пород с Марса — Mars Sample Return Mission, MSR. Первый этап уже запущен — это и есть марсоход Perseverance. Но как будет происходить операция доставки того, что он насобирал, на Землю? NASA и Европейское космическое агентство работают над деталями операции и недавно выпустили краткий фактлист, где описываются основные её моменты, в частности — планируемые детали приземления контейнера с образцами.

Контейнер должен упасть на Землю в пустыне в западной части США, в регионе под названием «Испытательный и тренировочный полигон штата Юта» (UTTR, Utah Test and Training Range). Это место обладает рядом преимуществ по сравнению с другими предполагаемыми вариантами приземления или приводнения марсианской посылки.

Во-первых, это континентальная территория США, а значит, инфраструктура позволит обеспечить сравнительно лёгкий доступ материала к соответствующим лабораториям. С другой стороны, пустынная местность в Юте — это дополнительный фактор защиты в том очень неблагоприятном случае, если что-то пойдёт не так (например, вдруг марсианская живность сможет вылезти из контейнера… Но более реальная угроза, конечно — проникновение земной среды внутрь; пустыня здесь не панацея, но серьёзно сокращает такие риски). Кроме того, местность изолирована — поблизости нет дорог, также ограничено движение в воздушном пространстве. То есть капсула не врежется в какой-нибудь объект инфраструктуры.

Есть веские причины, почему инженеры NASA не воспользовались другим очевидным решением — сбросить капсулу в океан. Прежде всего это забота о герметичности контейнера: водная среда потенциально могла бы нанести ему вред с большей вероятностью, чем что-либо на суше. Ну и кроме того, в океане есть небольшой шанс, что контейнер утонет и его не смогут найти. Чтобы исключить эти совсем неблагоприятные сценарии, место всё же выбрали на земле.

Пустынная местность также — наиболее подходящее решение, учитывая способ приземления, который выбрали для капсулы MSR. Её планируют замедлять без парашюта, используя только торможение о воздух. Поэтому она врежется в землю на скорости ощутимо большей по сравнению с подобными капсулами, которые спускали с использованием парашюта. Согласно расчётам NASA образцы и контейнер должны пережить столкновение. Если парашют действительно не нужен, это серьёзно облегчает проектирование капсулы и уменьшает её массу. А это — два существенных фактора, учитывая, что капсулу возвращать придётся даже не с Луны, а с Марса.

Но всё равно контейнер при падении сделает в почве небольшой кратер. NASA уже начало испытания приземления образцов. Для этого используется макет контейнера, который сбрасывают со скоростью, примерно ожидаемой для настоящего контейнера. Во время таких испытаний, в частности, оказалось, что при падении контейнер вырывает яму размером 1,3 метра, а выбитый из почвы материал разлетается на 15 метров от места падения.

Далее, предположим, что контейнер и капсула падение пережили. Следующий шаг — транспортировка в лабораторию для изучения, то есть основная цель всей миссии. Пока что точная программа этого этапа не проработана; но в любом случае, когда дойдёт до дела, астрономы придумают лучшее применение капсуле, чем оставить её лежать посреди пустыни штата Юта.