Почему столько финансирования направляется на изучение Марса
Три правительственных агентства в мире готовятся вернуться на Марс этим летом. Помимо Китая и Объединенных Арабских Эмиратов, Соединенные Штаты тоже планирую посадить на красную планету марсоход НАСА Perseverance вместе с небольшим экспериментальным вертолетом Ingenuity. Однако главная задача этого марсохода будет состоять в обнаружении и захвате некоторых образцов, которые в будущем люди или роботы смогут доставить на Землю.
Планетарное научное сообщество будет приветствовать эти миссии. Однако многие исследователи начали все громче задавать такой вопрос: почему мы опять возвращаемся на Марс? Поэтому мы пригласили Ребекку Бойл и Дэвида Брауна, двух журналистов (они посвятили значительную часть своей карьеры проведению интервью с исследователями космоса как в НАСА, так и в университетах) для обсуждения вопроса о том, почему Марс, планета, давно утратившая свою атмосферу, поглощает, похоже, так много кислорода — и бюджетных ресурсов — в тех помещениях и кабинетах, где решаются вопросы об исследовании нашей Солнечной системы.
Ребекка Бойл: Итак, мы возвращаемся на Марс. И вновь направляем туда еще один марсоход. Вероятно, даже два, если миссии НАСА и Китая окажутся успешными. (Вздыхает). Нельзя сказать, что это вызывает разочарование. Но, если взять миссию НАСА Perseverance, то возникает ощущение дежавю, чего-то уже виденного и очень похожего на успешную миссию марсохода Curiosity в 2011 году. Я много писала о значении изучения Марса, особенно процессов, похожих на наши землетрясения, и это для нас имеет большое значение. Но даже у меня возникает вопросы: А что у нас на очереди в процессе изучения Солнечной системы? Не блокируют ли экспедиции на Марс другие важные направления в изучении космического пространства.
Дэвид Браун: Наших исследователей ожидает вся Солнечная система. Начиная с 2001 года, НАСА направило восемь подряд экспедиций к Марсу, в том числе пять с посадкой на Красную планету. Человечество сегодня располагает на своих серверах целой библиотекой данных о Марсе, но пока ни у кого еще не было времени изучить весь этот накопленный массив информации. С другой стороны, данные, полученный космическими аппаратами в результате коротких встреч с Лунами Юпитера или с ледяными гигантами Ураном и Нептуном, «выжаты досуха».
Ребекка Бойл: И это сделало историю об изучении Марса самореализующимся проектом. Те роботы, которые мы направили на Марс, оказались, в целом, исключительно успешными, и мы получили данные о существовавшем раньше на этой планете большом количестве воды, в том числе там существовали поймы, в которых какие-то жизненные формы могли появляться на поверхности. Мы получили также информацию о ледовых шапках на Марсе, о снеге из двуокиси углерода, о внутренней геологии, о разряженной атмосфере, а также о поверхности, подверженной разрушительному воздействию ветров.
Каждое новое открытие в отношении Марса ставит новые вопросы, и в результате возникает здоровая экосистема в области исследования Марса. Некоторые специалисты устраиваются на работу в исследовательские центры, где у них появляются финансирование для аспирантов и для продолжения исследований после защиты диссертации, и в результате появляется все больше вопросов о Марсе. И таким образом исследования Красной планеты продолжаются.
Однако в последние несколько лет все громче звучат голоса тех людей, которые призывают НАСА обратить свои взоры в другую сторону. Это может быть Венера, или Титан, спутник Сатурна, или удаленная, безликий бирюзовый диск орбиты Урана — только не Марс, все, что угодно, только не Марс, куда мы направляем самодвижущиеся роботы в течение уже почти двух десятилетий.
Дэвид Браун: В течение многих лет НАСА рассматривало Марс как свою собственную космическую программу со своими собственными направлениями и приоритетами. Раз в два года какие-то аппараты направлялись в сторону Красной планеты. Но затем, начиная с 2010 года, программа по исследованию Марса из-за сокращения финансирования была включена в общий портфель планетарных исследований НАСА. Неожиданным образом другие миры были уничтожены багровой «Звездой смерти» (Death Star).
Марсоход Curiosity стал причиной превышения бюджета почти на миллиард долларов, и в результате другие проекты лишились части своего финансирования. Проект миссии Perseverance тоже превысил свой бюджет, и если так будет продолжаться, то и другие миссии, направляемые для сбора образцов с помощью марсоходов, будут делать то же самое.
Хотя существует много неясного относительно планов по возвращению образцов — следующая миссия может быть совместной с европейцами, или только астронавты НАСА полетят к Красной планете, или мы заплатим компании SpaceX, и она направит туда свой корабль, — планетарное научное сообщество уже пришло к выводу о том, что такого рода многомиллиардная «флагманская» миссия будет иметь самый большой приоритет.
Это решение уже привело к отказу от строительства космического аппарата, который предполагалось отправить на орбиту Европы, спутника Юпитера с возможными морями (более дешевый аппарат Europa Clipper будет запущен в этом десятилетии). Хотя шок еще не прошел, НАСА сделало выбор в пользу спускаемого модуля InSight, отказавшись при этом от хорошо зарекомендовавшего себя и менее дорогого аппарата класса Discovery, который предполагалось посадить как лодку на Титан, на самый большой спутник Сатурна, чтобы он смог там поплавать по его морям, состоящим из жидкого метана.
Ребекка Бойл: Покойся с миром, аппарат для исследования Титана (Titan Mare Explorer). Тем временем на фоне споров планетарных исследователей о том, как финансировать свои миссии, некоторые геологи стали с вожделением посматривать на Венеру, вторую планету по удаленности от Солнца.
Венера имеет примерно такие же размеры, как Земля, у нее гористая поверхность, и она имеет атмосферу. Кроме того, ее орбита вокруг Солнца находится в той зоне, где температура вполне способствует образованию жидкой воды — и, возможно, даже жизни.
«Моя докторская диссертация была посвящена вулканам на Марсе. Я участвую в разработке трех проектов относительно Марса. Это не означает, что я как-то недооцениваю Марс — это удивительный мир, — сказал Пол Бирн (Paul Byrne), планетарный исследователь из Университета штата Северная Каролина (North Carolina State University). — однако это не единственный удивительный мир».
По его словам, он имеет возможность изучать облака Венеры и ее атмосферу, поскольку его преподавательская должность в университете покрывает всю его заработную плату и все его обязательства. Но этого нельзя сказать о других ученых, которые вынуждены полагаться на гранты и финансируемые из федерального бюджета программы для того, чтобы заниматься сбором данных.
Даже в других странах Венера не получает того внимания, которого удостаиваются другие миры. Д-р Бирн сообщил мне о том, что его встречи в октябре прошлого года в Москве были сфокусированы на будущих полетах к Венере, в том числе обсуждался проект создания увеличенного и модернизированного советского посадочного модуля — пока это единственный космический аппарат, работавший на поверхности Венеры (последний из них, «Венера 12» проработал 110 минут). Лишь два российских геолога присутствовали на этой встрече.
«Среди молодых российских ученых так же, как у нас, нет традиций по изучению Венеры, — сказал он. — Проекты по изучению этой планеты не получили необходимой поддержки. Марс перетянул на себя все внимание. По его словам, те люди, которые получали финансирование для изучения Венеры, за редкими исключениями» ушли на пенсию ли занимаются теперь другими проектами.
Мы знаем, что на Марсе в какой-то период его истории была вода, но ее там уже давно нет. В отличие от этого, на Венере, возможно, совсем недавно существовали океаны, существовали значительно дольше, и там, может быть, существовала жизнь в течение миллиардов лет.
«Почему мы не направляем туда космические аппараты?» — спрашивает Бирн.
Действительно, почему?
Дэвид Браун: Давно уже надо было направить зонды для изучения верхних слоев атмосферы Венеры. Конечно, после завершения программы космических челноков в портфеле НАСА нет ничего (за исключением недавнего запуска компанией SpaceX космического корабля на Международную космическую станцию), что можно было бы сравнить с восторгами по поводу планетарной научной программы.
Аппараты New Horizons, пролетевшие вблизи Плутона, миссия Cassini к Сатурну, потрясающие снимки Юпитера на голубом фоне, сделанные аппаратом Juno, — об этих проектах НАСА люди говорят, и они говорят о планетарной науке.
Возможно, исключением является космический телескоп Hubble, который передает такое большое количество потрясающих изображений, что они уже становятся постоянными яркими элементами цветовой культурной статики. Мы даже больше не замечаем этого, что является свидетельством успеха этой программы.
Ребекка Бойл: На мой взгляд, то же самое можно сказать об изображениях Марса, в определенном смысле. Мы получаем их в живых красках с конца 1990-х годов, и они тоже стали статикой в определенном смысле. Зонд Curiosity имеет фотокамеру высокого разрешения, и людей захватывали те невероятные изображения, которые были получены после его посадки в 2012 году, но сегодня они на них почти никто не обращает внимания.
Я раньше проверял наличие новых изображений, используя для этого программу под названием «Полуночные планеты» (Midnight Planet), которая была разработана программистом Майклом Говардом (Michael Howard). Он загружал эти изображения в необработанном виде, как они передавались через антенный комплекс Deep Space Network. Было очень интересно наблюдать за тем, что видели эти марсоходы, и все это происходило почти в реальном времени. Однако г-н Говард прекратил обновление своего сайта почти год назад и оставил такое сообщение: «Я теперь занимаюсь другими проектами в жизни».
Я обнаружил это только потому, что я впервые решил проверить наличие обновлений после перерыва, продолжавшегося больше года. Ничего себе, заявление, не так ли? Нас уже не приводят в восторг получаемые ночью изображения с Марса. С Марса!
Марсоход Curiosity, совершивший посадку на Марсе, был первой миссией такого рода в эпоху социальных сетей, и люди во всем мире наблюдали за ним в Twitter, по телевидению и на площади Таймс-сквер. Это было потрясающе. Но сегодня такого большого внимания уже нет.
Это происходит потому, что Марс уже выглядит достаточно изученным? Пока мы вынуждены довольствоваться ожиданием того, как публика отреагирует на лодку на Титане или на что-нибудь в этом роде.
Дэвид Браун: По крайней мере, в настоящее время ведутся работы по созданию квадрокоптера для Титана. Проблема для остальной части Солнечной системы состоит в том, что буква «Н» в НАСА не означает «научный». Это Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства занимается прежде всего подготовкой полетов человека в космос. Именно туда направляются основные потоки денег, а роботизированные миссии на Марс являются естественными бенефициарами этого процесса. Астронавты не могут попасть на Европу, на спутник Юпитера с использованием современных технологий, и они не могут высадится на Венеру. Однако человек в скафандре может выжить на Марсе, а это означает, что каждое направление роботов на Марс относится не только в маловразумительным вопросам геологии или к изучению эоловых отложений. На самом деле, каждая направляемая на Марс миссия — это подготовка к полету человека. Каждый доллар, потраченный на марсоходы, сокращает те риски, с которыми неизбежно столкнуться астронавты в будущем.
В культурном отношении Марс имеет очень важное значение для НАСА, и так было с момента создания этого управления. Программа доставки человека на Марс, которая была разработана еще до программы «Аполлон» (Appollo), стала естественным следствием реализации лунной программы. Чтобы стать мультипланетарным агентством, НАСА должно было иметь многоразовые космические челноки, космическую станцию, ракеты, по крайней мере, такие же мощные, как «Сатурн 5», а также другую расположенную в космосе инфраструктуру. Хотя славных дней по финансированию программы «Аполлон» больше нет, фундаментальные элементы по изучению Марса все еще сохраняются — все эти элементы были созданы, хотя на это было потрачено значительно больше времени.
Ребекка Бойл: Еще одна причина — это частные компании. Достаточно просто отправить что-нибудь к Марсу — через каждый 26 месяцев эта планета находится на той же стороне по отношению к Солнцу, что и Земля. И поэтому полет занимает всего полгода.
Примерно по тому же графику Илон Маск, генеральный директор компании SpaceX, делает смелое и туманное заявление о своих планах относительно запуска круизных кораблей на Марс, в которых будут находится люди, которые, судя по всему, останутся на этой планете навсегда. Несколько лет назад один голландский стартап под названием Mars One попытался запустить реалити-шоу о жизни поселенцев на Красной планете, но обанкротился.
Хотя условия на Марсе ужасные, это наименее неблагоприятное место, за исключением, возможно, Луны. Создается впечатление, что до Марса можно добраться. И реальными кажутся следы человека, оставленные на красном реголите. Именно поэтому мы уже в течение нескольких поколений после завершения программы «Аполлон» вновь и вновь видим следы гусеничных роботов на красном реголите.
Дэвид Браун: В определенном смысле, марсоход Perseverance служит подтверждением самой жесткой критики в отношении программы по изучению Марса. Она была представлена как относительно недорогая и основанная на повторном использовании материалов, разработанных для марсохода Curiosity, а также для спускаемого аппарата, в том числе с использованием имевшихся запасных деталей, но с другим набором научных инструментов.
В конечном итоге бюджет проекта Perseverance был превышен более чем на 500 миллионов долларов — и в этот проект был добавлен еще вертолет!
Почти все узлы были модернизированы. Марсоход имеет теперь другие размеры, а также получил новые колеса, шасси и камеру. Не был даже использован запасной тепловой экран. Что касается стоимости проведенных работ, то эта амбициозная модернизация сопоставима с финансированием целой миссии класса Discovery, и это вызвало проблемы при реализации других крупных программ в портфеле НАСА.
Однако российский опыт с Венерой во многом объясняет необходимость для НАСА в расширении инжиниринговых работ по связанной с Марсом программе. Прекратить производство пускаемых на Марс модулей, прекратить реализацию таких смелых проектов как вертолеты — все это означает потерю институциональных знаний, необходимых для успешного изучения Красной планеты. Соединенные Штаты запускают астронавтов в космос с 1961 года, но после того как мы остановили полеты, потребовалось почти десять лет для того, чтобы понять, как начать вновь это делать.
Ребекка Бойл: Запутанность и разочарование, связанные с программой полетов на Марс, является свидетельством главной экзистенциальной борьбы внутри НАСА. Как вы уже сказали, НАСА всегда было агентством астронавтов, а подготовка пилотируемых полетов — это его ДНК. Но когда президентские администрации меняют исследовательские программы через каждые четыре или восемь лет, то становится сложнее разрабатывать планы на длительный срок. НАСА нуждается в каком-то месте, куда можно направлять космические корабли, и Марс является естественным следующим шагом после Луны.
Однако это Управление и страна в целом должны, вероятно, задать такой вопрос: А что, в действительности, мы хотим получить в будущем? Мы хотим доставить на Землю кусок породы, который позволит нам расширить наши знания о ранней истории Марса? Или, может быть, нам очень повезет, и мы сможем доставить кусок горной породы с окаменелыми свидетельствами существования бактерий? Или речь идет просто о дополнительных доказательствах, включая осадочные слоистые породы на Марсе, того, что Марс представляет для нас достаточный интерес, и людям имеет смысл рисковать для того, чтобы в один прекрасный день вступить на его поверхность?
Дэвид Браун: «Долгосрочные программы» — в этом сила исследования Марса в целом, а также великая тайна этих миссий. Никто не знает, когда именно собранные аппаратом Perseverance образцы будут доставлены на Землю. Возможно, эти емкости будут засыпаться красной пылью в течение 15 лет, и только после этого роботы захватят их и отправят на Землю. Вопрос о существовании жизни на Марсе — в настоящее время или в прошлом — поднимался, отвергался и вновь начинал обсуждаться с момента посадки модуля Viking в 1976 году и до обнаружения марсоходом Curiosity метана в 2019 году.
Возможно, собранные образцы позволят получить ответ на этот вопрос, сказал в беседе со мной д-р Тим Маккой (Tim McCoy), куратор коллекции метеоритов Смитсоновского института (Smithsonian Institution), и те образцы, которые НАСА намерено получить, могут, в конечном счете, оказаться не очень полезными для науки.
«Откуда мы знаем, что они смогут нам сказать по поводу тех вопросов, которые будут существовать через 15 или через 20 лет?» — спросил он. По его мнению, планетарное научное сообщество может перейти к совершенно другому набору вопросов к тому времени, когда марсианская грязь будет доставлена в земные лаборатории.
Ребекка Бойл: Я надеюсь, что аппарат Perseverance, начав исследовать Марс, обнаружит самые интересные породы в Солнечной системе. Но нам остается только ждать, тогда как существует очень много других мест, где мы еще не были.
Я большой сторонник изучения Луны, и я хотела бы чтобы мы туда вернулись и взяли там образцы породы с самого большого кратера в Солнечной системе, из бассейна Южный полюс — Эйткен. Я хотел бы стать свидетелем создания облачного города из космических кораблей на орбите Венеры. И я, на самом деле, очень хочу, чтобы был реализован проект с этой лодкой на Титане.
Дэвид Браун: Давно пора отправить флагманскую миссию на Венеру. Наличие условий над ее облаками, похожих на земные, делают обнаружение там жизни лишь вопросом времени. Ледяные гиганты тоже заслуживают проведения исследований, а такие изобретательные миссии как космический аппарат Trident, направленный к Тритону, спутнику Нептуна, доказывают, что это можно делать, имея относительно небольшие бюджеты. Сегодня мне нравится, что вопрос о посадке на Марс аппарата с ядерной установкой не вызывает большого энтузиазма. В 1980-х когда проблемы с финансированием заставили планетарное научное сообщество бороться за выживание. А сегодня мы живем в золотом веке космических исследований.
