Небезпеки від польоту на Марс: подробиці

Оскільки країни вступають в еру марсіанських досліджень, прихильники планетарного захисту наполягають на тому, що ми повинні остерігатися міжпланетного забруднення, повідомляє The Guardian.

У кінці місяця до Марсу прибувають три нових космічних кораблі. Два, становлять собою перші кроки країн їх побудови, у вивчені Марса, а третій відкриває нову еру в його дослідженні. Перший - це місія ОАЕ «Емірати Марс», чи «Аль-Амаль» який вийде на орбіту 9 лютого. Незабаром після цього китайський Tianwen-1 потрапить у гравітацію червоної планети, а у квітні розгорне посадковий модуль, який доставить на поверхню марсохід.

Обидві ці місії є новаторськими для своїх країн. Якщо вони доб'ються успіху, їх творці стануть в один рядок із США, СРСР, Європою та Індією, тобто країнами які вдало надсилали космічні апарати на Марс. Проте, це третя місія, приверне до себе найбільше уваги.

18 лютого, близько 20:00 за Гринвічем, НАСА спробує посадити марсохід Perseverance, в кратері Езеро. У нього довженний список наукових завдань, над якими потрібно працювати.

«Ми хочемо отримати більш повне уявлення про те, як Марс формувався як планета», - каже Санджив Гупта з Імперського коледжу Лондона, який входить в наукову групу Perseverance.

На Землі постійний зсув кори зруйнував перші утворення породи на поверхні, але на Марсі збереглися найстаріші породи, тому маємо безперервний рекорд, що нараховує понад чотири мільярди років. Ці первісні скелі не тільки розповідають нам про історію формування планети, але і можуть містити підказки щодо того, зароджувалася чи коли-небудь життя на червоній планеті.

Проте, що робить Perseverance унікальним, так це те, що це також перша частина амбітного 10-річного плану між НАСА і Європейським космічним агентством (ESA) з доставляння марсіанських каменів на Землю приблизно у 2031 році.

«Вчені дійсно хочуть, щоб каміння з Марсу повернулися на Землю», - каже Гупта.

На Землі зразки можна проаналізувати набагато ретельніше, ніж за допомогою навіть найдосконалішого марсохода. А оскільки лабораторні методи постійно удосконалюються, їх можна продовжувати перевіряти рік за роком на предмет нових відкриттів.

Якщо ви виявите ознаки життя на Марсі, ви захочете знати, що це саме марсіанське життя.

Цінність повернення зразків була продемонстрована в 1970-х роках, коли аналіз місячних зразків, привезених астронавтами «Аполлона», змінив наше розуміння історії й формування Сонячної системи.

Щоб повторити цей успіх на Марсі, Perseverance має більш ніж 30 каністр, в які будуть завантажені цікаві на вигляд каміння, а потім зібрані на поверхні. Якщо все піде добре, європейський марсохід, побудований на заводі Airbus Defense and Space в Стівенедже, прибуде на Марс у 2028 році, щоб забрати каністри. Він завантажить їх в космічний корабель НАСА, відомий як Mars Ascent Vehicle, який доставить їх до місця зустрічі з європейським орбітальним апаратом повернення на Землю, який вже доставить зразки на Землю.

У той час як зразки Місяця 1970-х років були з безплідного світу, Марс колись міг бути плідною планетою. Таким чином, ключові розслідування будуть включати пошук доказів минулого - або, можливо, справжнього - життя, і це абсолютно нова гра.

«Якщо ви виявите ознаки життя на Марсі, ви захочете дізнатися, що це марсіанська життя, вірно? Ви ж не хочете випадково виявити бактерії E coli, які залишилися на вашому космічному кораблі»,- каже Кейсі Дрейер, головний захисник і старший радник з космічної політики Planetary Society, некомерційною організації із захисту космосу, розташованої в Пасадені, Каліфорнія.

Щоб наукові результати були якомога чистішими, космічні апарати та обладнання очищають хімічними розчинниками або шляхом нагрівання.

«Створюючи місію на Марс, ви повинні застосовувати ці біологічні заходи контролю, які виходять за рамки того, що ми зазвичай використовуємо для супутників, які ми будуємо, наприклад, для спостереження Землі», - каже Герхард Кмінек, офіцер по захисту планет компанії ESA.

З 2004 року він працює над тим, щоб такі запобіжні заходи стали стандартною практикою в ESA для всього, що відправляється на Марс, включаючи марсохід Rosalind Franklin, який буде запущений у 2022 році та на якому встановлено обладнання для виявлення життя.

Після роботи над Розалінд Франклін європейські аерокосмічні компанії Airbus і Thales Alenia Space тепер мають біологічно контрольовані чисті приміщення, в яких можна будувати майже повністю стерильні космічні кораблі.

«Ми знаходимося в дуже хорошому стані», - говорить Кмінек настільки, що в кінці минулого року НАСА направило делегацію, щоб відвідати об'єкти і повчитися у них.

Кмінек також очолює дослідження в області стримування, необхідної для зберігання зразків Марса на Землі. Співпрацюючи з такими організаціями, як Public Health England, лабораторія Портон-Дауна та Європейський центр профілактики та контролю захворювань, Thales UK і Університет Лестера вже побудували прототип «ізоляційної камери з подвійними стінками» в рамках контракту з ESA.

Такі запобіжні заходи відомі як планетарний захист, який розділений на два компоненти. Пряме зараження - це проникнення земного життя в інші світи; Зворотне забруднення пов'язане з можливістю проникнення неземного життя в біосферу Землі.

Спочатку це обговорювалося в 1950-х роках, напередодні запуску першого в Радянському Союзі супутника Супутник-1, і Комітет з космічних досліджень (COSPAR) випустив свої перші рекомендації щодо захисту планет в 1959 році. Сонячна система була набагато більш населеною.

«Ви читаєте романи Артура Кларка, написані в 50-х роках, в яких йдеться про корінних марсіан, і люди не вважають це абсурдом», - каже Томас Чейні, викладач космічного управління у Відкритому університеті.

Все змінилося в 1971 році, коли Mariner 9 став першим космічним кораблем, який вийшов на орбіту Марса. Фотографії, які він відправив назад, були змушені замислитися. Не було ні рослинності, ні видимих ознак життя. Дійсно, не було навіть вказівки на минуле життя.

«Люди були здивовані тим, наскільки мертвим насправді виявився Марс», - каже Чейні.

Однак більш ретельне розслідування, проведене в останні десятиліття, знову змінило загальну думку. Зараз вважається, що Марс міг бути живим, і що мікроби все ще можуть перебувати в тих областях планети, де присутня рідка вода. Проблеми захисту планети означають, що космічні кораблі не можуть потрапити в ці райони. Таким чином, експерименти по виявленню життя не можуть досліджувати області, які, швидше за все, можуть сприяти життю, і тому найбільше зосереджені на пошуку свідоцтв минулого життя на Марсі.

Однак, крім суто прагматичних наукових питань, назріває більш широка дискусія, що стосується етичного аспекту.

«Я думаю, що це в деякому сенсі навіть більш важливо», - каже Драйер. «Він враховує уроки жахливих помилок, які люди робили в минулому при дослідженнях».

Можливо, найвідомішою з цих помилок є європейська колонізація Гаваїв в 18 столітті. Різні хвороби спустошили корінне населення через занесених туди бактерій і вірусів. Хоча на Марсі немає реальних шансів на існування тварин, Дрейер вважає, те ж саме слід поширити й на бактерії.

«Якщо там є життя, ми не хочемо ненавмисно вводити конкуруючу форму життя, яка могла б її підірвати або зруйнувати», - говорить він.

Місії Аполлона були б абсолютно неможливі, якби хтось спробував забезпечити планетарний захист.

По правді кажучи, це занепокоєння завжди лежало в основі керівних принципів захисту планети, але його повторна поява в якості предмета обговорення пов'язано з тим, що НАСА і його партнери знаходяться на межі повернення людей на Місяць. У них також є амбіції відправити астронавтів на Марс десь у 2030-х роках, і куди б люди не їхали, зараження обов'язково піде. Ми - якщо точніше сказати - негерметичні, навіть коли в скафандрах. Ідеального друку не існує, тому віруси та бактерії будуть постійно тікати у позаземну середу.

В цей час ми намагаємося мінімізувати вплив, кажучи, що всі райони з запасами води закриті, навіть для біологічно стерильних всюдиходів, таких як Perseverance. Проте, це не спрацює для досліджень людини, тому що вода стане важливим ресурсом для пиття астронавтів і отримання кисню і ракетного палива. Таке «використання ресурсів на місці» жорстко вписано в плани розвідки.

На перший погляд, планетарний захист виключає програму дослідження людиною і всі можливі наукові дослідження. Якби хтось занадто багато думав про це, це могло б звести нанівець історичні висадки на Місяць.

«Місії Аполлона були б абсолютно неможливі, якби хтось спробував забезпечити планетарний захист», - каже Роберт Зубрин, засновник марсіанського суспільства, яке виступає за польоти людей на Марс. Ці перші астронавти залишили на Місяці «кілька сотень фунтів метаболічних відходів». У тому числі 96 пакетів з фекаліями, сечею, блювотою і харчовими відходами. Крім того, що самий історичний подвиг людських досліджень більше скидався на наслідки студентської вечірки, суть в тому, що ці відходи містять понад 1000 різних видів мікробів, які зазвичай зустрічаються в кишківнику людини. Зубрин, чия книга «Справа на користь Марса» відзначає 25-річчя виходу з друку, вважає, що планетарний захист - це надмірна обережність. Він вказує на підмножину природних метеоритів на Землі, які, як було показано, прилетіли з Марса, і що це повинно було відбуватися з моменту утворення Сонячної системи 4,6 мільярда років тому. Зокрема, один марсіанський метеорит, ALH84001, викликав великий інтерес в 1996 році, коли група вчених заявила, що виявила всередині мікроскопічні скам'янілості марсіанських бактерій. Хоча цей висновок все ще гаряче оскаржується, частина аналізу показала, що метеорит ніколи не піддавався впливу температур вище 40° C.

«Якби в ньому були мікроби, вони могли б пережити поїздку, - каже Зубрин, - а мільярди тонн такого матеріалу перемістилися з Марса на Землю за останні чотири мільярди років».

Іншими словами, якщо природа не дотримується протоколи планетарного захисту, чому ми повинні?НАСА недавно замовило звіт про захист планет. Опублікований в жовтні 2019 року Незалежний наглядову раду із захисту планет рекомендував по-різному класифікувати різні області небесного тіла. Раніше правила планетарного захисту COSPARзастосовувалися і до небесного тіла в цілому. Тепер одні області можна захистити, а інші залишити для дослідження. У кращому випадку це тимчасовий захід, тому що багаті водою райони, необхідні для створення постійних баз, залишаються закритими. Щоб домогтися прогресу, Чейні хотів би, щоб планетарний захист став частиною ширшої дискусії про космос як навколишньому середовищу, щоб ми могли вирішити, якими є наші пріоритети в освоєнні космосу.

«Це не просто місце, де можна робити все, що завгодно. Те, що ви робите, має наслідки», - говорить він.

Він вказує на космічне сміття як на те, що можна було б включити в більш широку дискусію про захист навколишнього середовища космосу. І не можна втрачати час. Керівні принципи планетарного захисту COSPAR не є частиною міжнародного права, тому, хоча його рекомендації вписані в структуру НАСА, ESA та інших великих космічних агентств, немає нічого, що могло б зупинити зростаючий приватний космічний сектор, що відправляє в космос все, що вони хочуть. І, як демонструє флотилія місій, які прибувають на Марс, червона планета більше не така далека, як колись здавалося. Стюарт Кларк Ще до темиДва тижні до посадки Perseverance на червону планету