Аэрокосмическое агентство США опубликовало доклад под названием “Planetary Mission Concept Studies”. В нем рассказывается о десяти проектах по исследованию Солнечной системы, которые агентство отобрало из 54 концепций, предложенных учеными ранее. Все выбранные программы будут включены в “Десятилетний обзор” — документ, в который специалисты заносят приоритетные миссии и сроки их выполнения. Обзор составляется каждые десять лет, прошлый выходил в 2013 году, новый выйдет в 2023. Не все миссии, упомянутые в обзоре, будут реализованы, лишь самые значимые: их отбирает специальная комиссия.   

На 5 октября 2019 года в обзоре значатся 10 миссий, предлагаем с ними ознакомиться. 

1. Автор проекта: Кэролин Эрнст / Университет Джона Хопкинса

Название проекта: Mercury Lander

Меркурий — самая малоизученная планета Солнечной системы. Она вращается по необычной орбите (может находиться как в 70 млн.км от Солнца, так и в 40 млн. км), и проходит достаточно близко от звезды, поэтому попасть на Меркурий не так просто. 

Один из самых интересных вопросов, на которые ученые пытаются ответить уже не один десяток лет — как образовалась самая маленькая планета системы? 

Разгадать тайну Меркурия попытается группа исследователей под руководством планетолога Кэролин Эрнст. Ученые предлагают построить посадочную платформу Mercury Lander, которая сможет провести серию необходимых измерений на поверхности, что позволит больше узнать о геологическом развитии Меркурия, его текущих процессах, а также о происхождении планеты. 

«Мы хотим изучить минералогию, химический состав, внутреннюю структуру Меркурия и его магнитное поле, чтобы понять, как происходила эволюция этого скалистого мира», — пишет в резюме проекта Эрнст. — Еще одна цель — исследовать те активные процессы, которые производят экзосферу или внешнюю часть атмосферы планеты»

Ученые говорят, чтобы выполнить полное комплексное исследование, платформе необходимо будет проработать на поверхности от двух до трех недель. 

2. Автор проекта: Марта Гилмор / Уэслианский университет

Название проекта: Исследование Венеры

Венера — это очень жаркий мир, окутанный густыми облаками и обладающий атмосферой, которая на 96,5% состоит из углекислого газа. Температура на Венере составляет 457 градусов Цельсия, а атмосферное давление в 89 раз выше, чем на поверхности Земли. 

Не раз ученые пытались спустить на планету научные аппараты, но если удавалось это сделать, то работали они очень мало. Например, советский робот “Венера-13”, запущенный в 1981 году, после посадки смог проработать всего 120 минут, однако при этом успел послать фотографию поверхности планеты. 

Специалисты до сих пор не очень много знают о соседке Земли. Планетологи считают, что Венера по составу и размеру похожа на нашу планету, но они не понимают, почему наш дом превратился в “рай”, а Венера — в “ад”. Чтобы выяснить это, планетолог Марта Гилмор из Уэслинского университета Огайо и ее коллеги предлагают отправить к “утренней звезде” флагманскую орбитальную миссию.

Ученые пишут в своем реферате:

«Наши цели: 1) исследовать историю летучих соединений и жидкой воды на Венере, определить, была ли Венера пригодна для жизни; 2) узнать состав и климатологическую историю поверхности Венеры, связь между поверхностью и атмосферой; 3) изучить  геологическую историю планеты»

Если специалисты смогут найти ответы на эти вопросы и понять, что с этой планетой пошло не так, нам откроется будущее Земли, считает Гилмор.

Миссия может быть запущена в 2023-2033 гг.

3. Автор проекта: Клайв Нил / Университет Нотр-Дам

Название проекта: Лунная геофизическая сеть (Lunar Geophysical Network Mission, LGN)

Планетолог Клайв Нил предлагает разработать лунную посадочную станцию, оборудованную лазерным дальномером, приборами для измерения сейсмической активности, магнитного поля и тепловых потоков внутри нашего спутника. По замыслу, аппарат должен будет работать по лунным ночам в течении 10 земных лет. 

«Основная цель миссии LGN состоит в том, чтобы через исследование глобальной внутренней структуры Луны и ее состава понять раннюю эволюцию планет земного типа. Также мы попытаемся изучить лунотрясения и пылевую плазму над поверхностью спутника», — пишет в резюме Нил

4. Автор проекта: Марк Робинсон / Университет штата Аризона

Название проекта: Лунная миссия Intrepid

Еще одну программу по исследованию Луны предложил планетолог Марк Робинсон. Его команда намерена создать орбитальный аппарат Intrepid, который на протяжении 4 лет будет проводить исследования лунной магнитной аномалии, известной как магнитное поле Рейнер Гамма, ударных кратеров, вулканизма и лунотрясений.

Вот неполный список целей миссии:

1. Определить составы магмы и то, как она эволюционировала за 3 млрд. лет; 2. Определить характер и степень вулканических извержений в прошлом (изучить объемную долю летучих веществ в мантии); 3. Определить крупные химические и минералогические неоднородности, обнаруженные в кратере Аристарх; 4. Определить природу гамма-магнитной аномалии Рейнера и связанную с ней особенность альбедо; 5. Проверить гипотезу о молодом вулканизме;

В резюме проекта ученые описали и предполагаемый сценарий работы Intrepid: 

cперва зонд изучит регион в пятидесяти километрах к югу от магнитной аномалии Рейнера Гамма, а затем саму аномалию, пройдя вдоль и поперек ее завихрения. Зонд соберет необходимый набор данных, который, как надеются ученые, поможет им разгадать тайну происхождения этой аномалии и ее вихря. После чего Intrepid отправится в область под названием холмы Мариуса, где аппарат изучит вулканические купола и отложения материала, когда-то выброшенного на поверхность вулканом. Полученные данные позволят не только объяснить природу уникального рельефа, но и помогут узнать о крупномасштабных магматических процессах.

Далее Intrepid направится на север через относительно молодые образования и исследует кратер Аристарх — самую яркую структуру на Луне. Оказавшись на плато Аристарх, станция будет изучать крупнейшую группу пирокластических пород на нашем спутнике. Наконец, Intrepid исследует недавно обнаруженные следы вулканической активности, которые могут быть очень молодыми (<100 млн. лет).

5. Автор проекта: Венди Кальвин / Университет Невады в Рино

Название проекта: Mars Orbiter for Resources, Ices, and Environments (MORIE)

Команда планетолога Венди Кальвин предлагает отправить к Красной планете орбитальный зонд для составления подробной карты марсианских ледяных отложений, оценки количества грунтового льда и водяного льда на полюсах (последний летом испаряется в атмосферу, а зимой вновь появляется). По мнению ученого, подобное исследование необходимо, чтобы понять, какими именно запасами воды располагает Марс.  

«Цель нашей миссии — помочь будущим колонистам в разведке водных ресурсов. Для этого нам нужно провести не только оценку количества водяного льда, но и составить карту распределения так называемых гидратированных минералов, которые могут формироваться только в присутствии воды», — пишет в резюме проекта Кальвин

6. Автор проекта: Роберт Лиллис / Калифорнийский университет в Беркли

Название проекта: MOSAIC: система аппаратов по изучению атмосферы Марса

Орбитальные и наземные аппараты уже более десяти лет исследуют некоторые компоненты разреженной атмосферы Марса, однако изучить их свойства, особенно то, как разные области атмосферы взаимодействуют друг с другом, подробно так и не удалось. Ученым очень важно понимать эти связи не только для прогнозирования атмосферных катаклизмов и штормов на поверхности, но и для поиска подземных ресурсов, необходимых будущим колонистам. 

Планетолог Роберт Лиллис предлагает отправить к Марсу серию спутников, которые бы проводили изучение марсианской атмосферы с трех орбит: геостационарной, полярной, эллиптической. 

«Чтобы исследования получились качественными, зонды должны быть оборудованы первоклассными научными инструментами, позволяющими проводить лидарное зондирование, зондирование на субмиллиметровых волнах, съемку как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне, среднюю и дальнюю инфракрасную спектроскопию, мониторинг космической среды (включая исследования потоков плазмы и солнечного ультрафиолетового излучения)», — пишут ученые

7. Автор проекта: Джули Кастильо / Лаборатория реактивного движения 

Название проекта: Геологическое прошлое и настоящее Цереры. Изучение карликовой планеты на предмет обитаемости

Церера — карликовая планета, расположенная в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Космическое тело, диаметром 945 километров, самое крупное в поясе. 

Предыдущие исследования показали, что Церера обладает солидными запасами водяного льда, также в ее недрах может находиться соленый океан из жидкой воды. В 2015 году зонд “Dawn” смог запечатлеть странные белые пятна на поверхности карликовой планеты, основными компонентами которых являются соли — карбонат натрия и сульфат магния.  

По словам планетолога Джули Кастильо из Лаборатории реактивного движения NASA, несмотря на исследования аппарата “Dawn”, Церера по-прежнему мало изученный мир. Ученый пишет, что все еще есть вопросы, на которые нельзя ответить с помощью данных зонда, например, была ли Церера пригодной для жизни в прошлом, или может ли она сейчас поддерживать жизнь. 

«Возникла ли эта карликовая планета между орбитами планет-гигантов или непосредственно в поясе Койпера? Каков состав ее коры? Откуда на Церере берутся шлейфы водяного пара? Каково происхождение и природа ее органики? На карликовой планете все еще есть жидкость, и если да, то каково ее количество? — задается вопросами Кастильо. — Чтобы получить ответы, нужна новая миссия»

Джули Кастильо и ее коллеги собираются разработать новую орбитальную станцию по исследованию карликовой планеты, способную проводить с орбиты геологические и геофизические наблюдения высокого разрешения, а также химические измерения (минералогические, изотопные и т.д.). Предполагается, что аппарат будет нести на своем борту несколько небольших роверов, которые смогут взять пробы с поверхности и затем передать их обратно на Землю. 

8. Автор проекта: Шеннон МакКензи / Университет Джона Хопкинса

Название проекта: Исследование Энцелада

Помимо Европы, в Солнечной системе есть еще одно огромное ледяное тело, за которым планетологи следят с замиранием сердца — Энцелад, спутник Сатурна. Ученые считают, что под ледяной коркой этой луны течет жидкий океан, богатый углеродом и органическими молекулами.

Команда планетолога Шеннон МакКензи из Университета Джонса Хопкинса стремится отправить миссию к этому спутнику, чтобы исследовать химический состав гейзеров Энцелада и выяснить, есть ли в его гидротермальных жерлах микробы.

«Мы хотим сконструировать аппарат таким образом, что даже если жизнь не будет обнаружена, зонд продолжит проводить другие исследования и получит не менее важные результаты», — пишут они в своем реферате

9. Автор проекта: Эбигейл Раймер / Университет Джона Хопкинса

Название проекта: Исследование системы Нептун-Тритон

Ледяные гиганты Уран и Нептун — две планеты Солнечной системы, к которым специалисты никогда не отправляли специальные исследовательские зонды. Поэтому в знаниях об этих мирах возникает довольно большой пробел. За пределами нашей системы распространены экзопланеты типа Нептуна, и если ученые хотят больше о них узнать, этот пробел должен быть заполнен. 

Физик-планетолог Эбигейл Раймер из Университета Джона Хопкинса предлагает NASA отправить флагманскую миссию во внешнюю область Солнечной системы, чтобы изучить не только Нептун, но и его луну Тритон — единственный спутник в системе, который вращается вокруг своей планеты в противоположном от нее направлении.

Программа будет состоять из двух аппаратов: атмосферного зонда для измерения тяжелых благородных газов и изотопных соотношений элементов у Нептуна и спускаемого модуля для изучения состава поверхности Тритона и его геологических особенностей.

«Данные “Вояджер-2” позволяют предположить, что на Тритоне также может присутствовать вода. Наблюдение за этим спутником поможет пролить свет на его геологическую историю и приоткрыть завесу тайны его внутреннего мира» , — пишет Раймер

10. Автор проекта: Карли Ховетт / Юго-западный научно-исследовательский институт

Название проекта: Исследование Плутона и пояса Койпера

Группа ученых, возглавляемая планетологом Карли Ховетт, предлагает отправить на орбиту Плутона небольшой космический зонд, который должен будет проработать около двух лет. После чего аппарат приступит к исследованию спутников планеты и объектов в поясе Койпера (области с малыми телами, которые состоят из материала, оставшегося после формирования Солнечной системы). 

«Миссия будет иметь более мощный набор инструментов для дистанционного зондирования, чем у New Horizons, что позволит проводить более точные исследования Плутона, всех его лун и пояса Койпера, — сообщают ученые. — Предлагаемая миссия будет исследовать такие ландшафты системы Плутон и объекты, которые New Horizons не наблюдал».

По словам Ховетт, миссия должна будет ответить на три ключевых вопроса: 1) Есть ли на Плутоне океан жидкой воды? 2) Какова история системы Плутон 3) Сколь разнообразны тела в поясе Койпера? 

«Чтобы ответить на эти вопросы, зонд прямо на месте изучит гравитацию планеты, ее атмосферу. После сравнит полученные результаты с данными New Horizons, это необходимо, чтобы лучше понять временные геологические изменения Плутона, происходящие из-за взаимодействия поверхности и атмосферы»

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Поделитесь мнением о материале и расскажите о нем друзьям! Еще больше интересной информации о науку и технологиях можно найти в нашем Telegram. Также у нас есть канал в Instagram, где выходят статьи в картинках.