Живий космос. Хто побудує першу село на Місяці

Місячна село

У минулому році Європейське космічне агентство (ESA) оголосило про бажання побудувати постійну місячну базу Moon Village ("Місячна село"). Проект може стати новим кроком на шляху освоєння далекого космосу після того, як в 2024 р. припиниться підтримка обслуговування Міжнародної космічної станції.

Місячна село є частиною концепту "Космос 4.0" керівника ESA Йоганна-Дітріха Вернера. Цей концепт знаменує нову епоху, в якій космічні дослідження більше не будуть бути прерогативою державних компаній, а стануть відкритими і для приватних організацій.

Концепт "Космос 4.0" отримав світову підтримку. На його користь висловились не тільки всі 22 члени ESA, але і ряд інших країн. Після численних живих сесій обговорень (у тому числі і за дуже виснажливим питань фінансування) проект концепту "Космос 4.0" зміг зібрати понад 10 млрд євро зарезервованих коштів.

ESA має намір для будівництва колонії використовувати технології 3D-друку і матеріали з місячного реголіту. Доставити необхідне обладнання буде нескладно: політ на Місяць займає всього три дні.

Місія "Чан'е-4"

Освоювати Місяць збирається і Китай, який вже давно поклав око на головний супутник Землі. Китайське космічне агентство у межах своєї місячної програми (вона названа програмою Чан'е в честь Чан'е – китайської богині Місяця) посадило у 2013 р. на Місяць модуль "Чан'е-3". Це була перша м'яка посадка на Місяць за останні більш ніж 40 років. М'якою вважається посадка, яка не призводить до руйнування конструкцій і систем об'єкта і зберігає можливість його подальшого функціонування.

Наступний етап програми Чан'е – амбітний план висадки в 2018 р. автоматичної наукової станції на зворотному боці Місяця (це півкуля нашого головного супутника завжди отвернуто від Землі). З моменту першої фотографії зворотної сторони Місяця, зробленої в 1959 р., ніхто туди не намагався здійснити посадку. У січні 2016 р. китайські ЗМІ повідомили про бажання керівництва країни здійснити туди м'яку посадку. Цей план був офіційно підтверджений в кінці року. "М'яка посадка на зворотний бік Місяця буде здійснюватися за допомогою посадкового модуля "Чан'е-4", який згодом займеться науковою роботою. Реалізація космічної місії "Чан'е-4" дозволить нашій країні зробити великий стрибок у розвитку космонавтики і перейти з розряду наздоганяючих країн з питань вивчення Місяця до лідируючим", – заявив керівник програми Чан'е Лю Цзичжун.

Марсіанські гонки

Слідом за Місяцем китайці мають намір підкорити Марс. У 2020 р. Китай планує відправити туди місію, що складається з орбітального апарата, спускного апарата і марсоходу. А до 2030 р. готується наступна місія, чиїм завданням буде зібрати зразки з Червоної планети і транспортувати їх на Землю. Здійснити пілотований політ на Марс китайці обіцяють у строк до 2060 р.

Тим часом ESA в рамках місії ExoMars має намір до 2020 р. посадити на Червоній планеті новий марсохід, оснащений буром і різними науковими інструментами, які допоможуть вченим з'ясувати будову планети, а також провести экзобиологический і геохімічний аналіз. Головне завдання марсохода – безпосереднє вивчення поверхні і атмосфери Марса в околиці району посадки, пошук сполук і речовин, які могли б свідчити про можливе існування життя на планеті.

А в США Національна аерокосмічна адміністрація (NASA) вже отримала від конгресу підтвердження виділення необхідного бюджету для здійснення пілотованих місій на Марс. Перед тим, як відправитися на Марс, необхідно вирішити безліч питань і завдань. Найважливіші з них – модернізація та проведення випробувань технологій систем життєзабезпечення, а також завершення проекту будівництва Space Launch System (SLS) – багатопрофільної надважкої ракети-носія, яку збираються використовувати для польотів на Місяць і Марс. Перший тестовий запуск системи планується здійснити наприкінці 2018 р.

Перед відправкою людей на Марс NASA хоче запустити кілька безпілотних космічних місій. Першою серед них буде InSight, запуск якої намічений на 2018 р. Завдання місії буде полягати в доставці на Марс дослідного посадкового модуля для вивчення внутрішньої будови і складу Червоної планети.

У 2020 р. NASA планує висадити новий марсохід. Він, за повідомленням NASA, "буде оснащений ретельно відібраним передовим науковим обладнанням для виконання безпрецедентних наукових завдань".

Колонія SpaceX

Стати учасником марсіанської перегонів має намір американська компанія SpaceX. Її власник Ілон Маск в кінці вересня 2016 р. представив докладний план колонізації Червоної планети.

За розрахунками Маска, людству знадобиться від 40 до 100 років, щоб перейти від посадки на Марсі судна, повного колоністів, до створення ланцюгової цивілізації. Флот кораблів, здатних перевозити по 100 і більше осіб, відлітаючий кожні два роки, міг би за цей час населити марсіанські міста.

І в цьому Маску допоможе Interplanetary Transport System. Поїздка буде проходити так: спочатку космічний апарат злітає з майданчика 39A на острові Меррітт в штаті Флорида, наданої для запусків SpaceX. Потім космічний апарат і перша ступінь розділяються. Апарат відлітає на орбіту, а перша щабель повертається на Землю через 20 хвилин. На Землі вона сідає знову на стартовий майданчик, і на її верхівку вмощується паливний бак. Ракета знову злітає, вже з паливом. Потім з'єднується з космічним апаратом, заправляючи його на орбіті. І, нарешті, вся ця конструкція летить на Марс. По дорозі людей будуть розважати забави в невагомості, фільми, ігри, ресторан та інші задоволення в каютах.

Досягнувши Марса, апарат сяде на поверхню, гальмуючи з допомогою ретротяги. Пасажири будуть використовувати його, а також вантаж та обладнання, яке буде доставлено на Марс заздалегідь, щоб заснувати постійну колонію. З часом люди зможуть повернутися: це не буде подорож в один кінець.

Вся ця ідея виглядає надто амбітною. Однак SpaceX не сидить склавши руки і вже проводить активну підготовку до запуску своєї першої безпілотної місії на Марс Red Dragon в травні 2018 р., з перспективою першої пілотованої місії в 2025 р.

Розвідка Психеї

4 січня 2017 р. NASA оголосила про відбір двох місій для вивчення раніше недосліджених астероїдів. Одна з них, місія Psyche, повинна стартувати у 2023 р. Вона буде розвідувати дуже великий і рідкісний об'єкт в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. Це астероїд Психея, який був відкритий ще в 1852 р. італійським астрономом Аннібале де Гаспарисом і названий на честь Психеї – уособлення душі в давньогрецькій міфології.

Якщо вірити, що душа – це те, що залишається після смерті, то назву астероїда може виявитися дивно точним. В кінці XX ст. радіолокаційні дослідження виявили дуже висока, до 90%, вміст заліза і нікелю в породах Психеї. Таким чином, це найбільший металевий астероїд в поясі між Марсом і Юпітером, і це дало підстави для припущень, що Психея являє собою металеве ядро коли існувала планети, згодом зруйнованої в результаті зіткнення з іншим великим об'єктом. Ще на початку XIX ст. німецький астроном Генріх Ольберс припустив, що пояс астероїдів утворився в результаті небесної катастрофи, що зруйнувала гіпотетичну планету Фаетон.

Місія Psyche дозволить пролити світло на цю загадку і взагалі на ранню історію Сонячної системи. Але ще ця місія допоможе оцінити перспективи промислового освоєння Психеї. Цей астероїд має, за останніми даними, діаметр 253 км і щільність, майже як у заліза. По суті, це величезний шматок металу, що містить заліза і нікелю у багато тисяч разів більше, ніж було добуто людством за всю свою історію.

Космічні троянці

Інша місія, відібрана NASA, називається Lucy ("Люсі"). Таким самим ім'ям була названа жінка з племені австралопітеків, що жила 3,2 млн років тому і розкопана в 1974 р. Місія Lucy повинна стартувати в 2021 р. і буде вивчати ще більш древні артефакти – так звані троянські астероїди Юпітера. Це не супутники газового гіганта, вони обертаються навколо Сонця приблизно по тій же орбіті, що і Юпітер, відстаючи від нього або випереджаючи його на багато тижнів. Місія Lucy в 2025-2033 рр. обстежує шість троянців.

"Це унікальна можливість, – говорить керівник наукової програми Lucy д-р Гаролд Ф. Левінсон з Південно-західного дослідницького інституту (SwRI) в Боулдері, штат Колорадо. – Оскільки троянці являють собою залишки початкового матеріалу, який сформував зовнішні планети, вони можуть дати життєво важливі ключі до розшифрування історії Сонячної системи. Місія Lucy, як і викопна жінка, на честь якої вона названа, буде революціонізувати розуміння нашого походження". Д-р Катрін Олкин з SwRI додає: "Розуміння причин розходжень між троянцями забезпечить унікальні і важливі знання про походження планет, джерелах летких речовин і органічних сполук на планетах земної групи і про еволюцію планетної системи в цілому".

Секрети Юпітера

На 2017 р. припадає основна частина дослідницької програми космічного зонда Juno ("Юнона"). Він був запущений NASA 5 серпня 2011 р., вийшов на орбіту навколо Юпітера 5 липня 2016 р., а в лютому 2018 р. буде зведено з орбіти і направлений в атмосферу газового гіганта, де згорить. Зроблено це буде для попередження зіткнення у майбутньому з яким-небудь з великих супутників Юпітера, на яких допускається можливість існування життя, тому забруднення їх земними мікробами (вони напевно є на "Юнону") вкрай небажано.

П'ятирічне подорож обійшлася більше ніж в $1 млрд і вважається одним з найскладніших проектів, які вдалося здійснити NASA. Також "Юнона" стала одним з найбільш далеко дітей, що залазять космічних апаратів, що використовують енергію сонця, засвідчивши таким чином істотний прогрес в області сонячних батарей.

Протягом 20 місяців "Юнона" повинна здійснити 37 повних обльотів навколо Юпітера і вивідати деякі секрети цього газового гіганта. Серед них, наприклад, будуть дані про те, як утворюються такі планети, як Юпітер, і мають вони тверде ядро. Крім того, апарат складе карту магнітного поля планети, виміряє рівень вмісту води, кисню і аміаку в атмосфері Юпітера, а також буде вести спостереження за полярними сяйвами газового гіганта. Вивчення Юпітера крупним планом може дати нове розуміння походження Сонячної системи. Апарат вже почав передавати дані і знімки на Землю. Аналіз інформації, отриманої від "Юнони", займе кілька років.

Життя на Енцеладі

15 вересня 2017 р. в атмосфері Сатурна має згоріти космічний корабель Cassini ("Кассіні"), який прибув до цієї планеті ще 30 червня 2004 р. Таке завершення місії "Кассіні" заплановано з тих же міркувань, що і майбутня через рік загибель "Юнони" при падінні в атмосферу Юпітера. Вчені не хочуть випадково забруднити земним біоматеріалом якийсь із супутників Сатурна, на яких може існувати життя. До речі, "Кассіні" за час своєї більш ніж 12-річної місії ретельно вивчив ці супутники і значно зміцнив підозри, що на деяких з них сприятливі умови для виникнення життя.

Зокрема, завдяки "Кассіні" стало ясно, що одне з кілець Сатурна, так зване кільце E-Ring, насправді зроблено з кристалів льоду, викинутих Энцеладом – супутником з неймовірно сильною криовулканической активністю. Обліт "Кассіні" підтвердив, що Енцелад насправді викидає воду і вуглеводні у космос, де вони швидко виходять на орбіту навколо Сатурна. Мало того, що "Кассіні" зробив шикарні знімки цих викидів льоду, пізніше місія підтвердила, що вони виходять з величезних океанів, приховані глибоко під крижаною кіркою Енцелада. І в цих океанах цілком може існувати життя, навіть і високоорганізована.

У грудні 2016 р. на конференції Американського геофізичного союзу (AGU) був представлений Enceladus Life Finder (ELF) – запропонований NASA новий клас дослідницького космічного апарату, суть завдання якого полягає власне в самій його назві: пошук життя на Енцеладі. ELF має знизитися на висоту 50 км над південним полюсом Енцелада, де наявні тріщини в крижаній кірці супутника випльовують у космос моментально замерзаючу воду підлідного океану.

Пірнувши в гейзери південного полюса Енцелада, ELF зможе зібрати зразки океанської води супутника, як це вже робив орбітальний апарат "Кассіні", але з допомогою більш підходящих і точних інструментів. Два ультрасучасних мас-спектрометра будуть шукати ознаки наявності життя. Крім того, космічний апарат займеться прямим пошуком життя шляхом виявлення амінокислот і мікроорганізмів.

І до того ж життя на Титані

З усього того, що ми знаємо на даний момент, підлідний океан Енцелада може бути найбільш наближеним до земних умов місцем. Однак є ймовірність, що існує місце з абсолютно іншою формою біології. Мова йде про метанових морях Титану - ще одного супутника Сатурна. Так чому ж пошук позаземного життя повинен обмежуватися лише одним місцем, якщо можна зайнятися відразу двома?

Це завдання буде покладено на апарат Explorer of Enceladus and Titan ("Дослідник Енцелада і Титану"), або скорочено E2T, запропонований ESA на тій же конференції AGU. Апарат E2T шість разів пролетить над південним полюсом Енцелада на висоті від 50 до 150 км і з допомогою двох мас-спектрометрів вивчить воду на наявність ознак життя. Крім того, E2T буде оснащений надсучасною космічної камерою, яка зможе зробити знімки поверхні Енцелада в дуже високому дозволі (у масштабі 1 кв. м поверхні на 1 піксель).

Потім E2T відправиться до хмарного Титану. Під час 17 прольотів крізь атмосферу супутника на висотах від 1500 до 900 км над поверхнею апарат збере і проаналізує зразки. Вже відомо, що в небі Титану присутня деяка "пребиотическая хімія" – органічні реакції, які могли б призвести до формування РНК і білків. З допомогою E2T можна буде дізнатися, наскільки близько ця хімія підібралася до створення цеглинок життя. E2T також зробить детальні знімки поверхні Титану, характерними особливостями якої є річки і каньйони з рідким вуглеводнем замість води.

Зараз, зрозуміло, ніхто не стане стверджувати, що одна з цих космічних місій отримає зелене світло. І навіть якщо б вони в кінцевому підсумку отримали підтримку, то до фактичного здійснення цих проектів пройде не один рік. Проект ELF хоче отримати виділені кошти до 2025 р., з очікуваним прибуттям до Сатурну до 2030-го. У свою чергу, апарат E2T при самих оптимістичних прогнозах покине Землю не раніше 2030 р. Обидві пропозиції вимагають вкладень сотень мільйонів доларів, тому обом доводиться конкурувати в бажанні залучення необхідних фондів не тільки між собою, але і з безліччю не менш цікавих ідей.