Следующий зонд НАСА из программы New Frontiers может вернуть первые образцы материи с кометы Чурюмова-Герасименко или попытается найти следы жизни и оценит вероятность ее возникновения на Титане, спутнике Сатурна, сообщили ученые на пресс-брифинге космического управления в Вашингтоне.
"Титан — уникальная планета с плотной атмосферой, озерами, морями из углеводородов, сложным климатом и круговоротом веществ. Мы хотели бы продолжить дело "Кассини" и "Гюйгенса" и понять, есть ли все "кирпичики жизни" на его поверхности и может ли жизнь существовать там. В отличие от других посадочных модулей, наша "стрекоза" сможет перелетать с места на место, перемещаясь на сотни километров", — рассказала Элизабет Тертл (Elizabeth Turtle), руководитель миссии DragonFly.
Ядерный межпланетный вертолет
Подобный проект, если он победит в конкурсе, станет крайне необычным и новым для НАСА. В отличие от всех остальных миссий подобного рода, таких как посадочная платформа "Финикс", "Гюйгенс", InSight и множество советских венерианских станций, DragonFly благодаря двум особенностям сможет перемещаться с места на место.
Первая из них — ядерная энергетическая установка, способная снабжать модуль энергией на протяжении многих лет. Вторая — набор из восьми мощных пропеллеров, способных поднимать тяжелый аппарат в плотный воздух Титана. Это делает DragonFly очень похожим на вертолет или дроны, за исключением того, что он приспособлен для работы в гораздо более суровых условиях.
Благодаря мощной энергетической установке, данные с DragonFly, как отметила Тертл, будут передаваться напрямую на Землю. Сама "ядерная стрекоза" будет оснащена четырьмя блоками научных инструментов, предназначенных для всестороннего изучения Титана.
Помимо "стандартного" спектрометра, предназначенного для изучения химического состава атмосферы и верхних слоев грунта Титана, на борту DragonFly будут установлены дрель, анализаторы грунта, гамма- и нейтронный спектрометр, способные получать данные по структуре недр Титана на глубине в несколько метров, а также набор метеорологических датчиков и сейсмометр.
Как ожидает Тертл, в случае окончательного одобрения и запуска миссии в середине 2025 годов, DragonFly прибудет к Титану в 2034 году и проработает на его поверхности несколько лет.
По следам "советской" кометы
Второй миссией, которая может стать первым проектом в рамках нового этапа развития программы New Horizons, может стать зонд CAESAR – первый аппарат НАСА, который заберет пробы органики и летучих веществ с поверхности кометы и вернется назад на Землю.
"Кометы можно назвать самыми важными, но при этом наименее изученными объектами Солнечной системы. Они содержат в себе те вещества, из которых была "слеплена" наша планета, а также они были главными поставщиками органики для Земли. Что отличает кометы от других тел Солнечной системы? В их недрах до сих пор содержатся летучие вещества, которые присутствовали в Солнечной системе в момент ее рождения", — заявил Стив Сквайрс (Steve Squyres), руководитель проекта CAESAR.
Эта миссия, как отметил Джим Грин (Jim Green), руководитель планетологического отделения НАСА, будет отправлена к хорошо изученной комете, в окрестностях которой уже побывал другой зонд, европейская миссия "Розетта". Речь идет о комете 67Р, открытой в 1969 году Климом Чурюмовым и Светланой Герасименко.
Подобное решение, по словам представителей НАСА, позволит убить сразу трех зайцев – оно удешевит миссию, сделает ее более безопасной и ускорит ее запуск. Как отметил Сквайрс, другим подобным приемом станет установка капсулы для забора и возврата грунта на Землю, которая была разработана японским космическим агентством для зонда "Хаябуса".
"Причина этого, на самом деле, очень проста – нам нужна такая капсула, которая бы продолжала удерживать летучие вещества с кометы в замороженном виде на протяжении всего полета, вплоть до касания поверхности Земли. Капсула с "Хаябусы" имеет особый тепловой щит, который препятствует ее прогреву до нескольких сот градусов Цельсия, что произошло бы при использовании наших технологий", — пояснил ученый.
По планам НАСА, CAESAR будет оснащен ионным двигателем, и он достигнет кометы Чурюмова-Герасименко относительно быстро. Образцы ее материи, как надеется Сквайрс, вернутся на Землю в 2038 году.
Гонка продолжается
Программа New Frontiers была запущена НАСА в начале 2000 годов с целью создания серии зондов "средней" ценовой категории, предназначенных специально для изучения далеких планет и прочих объектов на дальних подступах Солнечной системы. Ее родоначальником послужил зонд New Horizons, успешно запущенный в январе 2006 года и достигший Плутона в июле 2015 года. За ним последовали зонды Juno и OSIRIS-REx, отправленные в космос в августе 2011 года и в сентябре 2016 года.
Как правило, типичный "ценник" подобной миссии составляет около 800 миллионов – 1 миллиарда долларов США, что примерно в два раза больше стоимости "легких" миссий в рамках программы Discovery, и в 2-4 раза меньше бюджета "флагманских" автоматических станций и космических телескопов НАСА.
Подобный бюджет позволяет устанавливать на зонды достаточно обширный набор инструментов и долгоживущие радиоизотопные источники питания, однако по возможностям и срокам жизни такие зонды все же уступают таким флагманам, как "Кассини", "Галилео" и "Вояджерам".
В отличие от проектов класса Discovery, при объявлении конкурса на новую миссию класса New Frontiers НАСА оглашает определенный список задач, которые будет решать подобный зонд, и не принимает других предложений. В этом году в их число попали проекты по возврату образцов материи с комет и с южного полюса Луны, миссии по изучению водных лун Сатурна, самого "властелина колец", троянских астероидов и Венеры.
В общей сложности к маю этого года в НАСА поступило 12 предложений от ученых, и в сентябре этого года Грин намекнул, что очень серьезные шансы на победу имеют проекты, связанные с Сатурном и его лунами, "осиротевшими" после трагической гибели "Кассини" в атмосфере планеты-гиганта.
Это предсказание наполовину исполнилось – миссия к Титану действительно попала в число победителей, однако проект по изучению Энцелада, ELSAH, попал лишь в число "перспективных" идей, чьи технологии НАСА будет активно разрабатывать в будущем. Компанию ему составит венерианский зонд VICI, от создания которого НАСА отказалось, по словам Грина, из-за слишком суровых условий на поверхности Венеры.
На этом конкуренция между DragonFly и CAESAR не прекращается – как отметил Грин, лишь одна миссия будет выбрана для первого этапа реализации программы и отправки в космос не позже 2025 года.
"Это самая сложная программа для руководителей миссий с точки зрения победы в конкурсе – мы запускаем всего две таких миссии каждые 10 лет. Сегодня мы выбрали две миссии из дюжины, которые будут участвовать в отборе дальше. У них будет год, чтобы проработать детальный план миссии и представить его к январю 2018 года, и в июле 2019 одна из них будет выбрана для запуска в середине следующего десятилетия", — заявил представитель НАСА.
Как отметил Томас Цурбухен (Thomas Zurbuchen), один из руководителей научного отдела НАСА, агентство пока не решило, какие именно ракеты будут использоваться для запуска той или другой миссии. При этом он уверен, что к тому моменту, когда начнется разработка этих зондов, тяжелая ракета-носитель SLS и частные космические "тяжеловозы" будут готовы к пуску нового поколения межпланетных зондов США.
