Следующая цель НАСА - Марс, Титан или комета?

Можно подумать, что программа «Дискавери» НАСА - это своего рода American Idol (American Idol - телепрограмма, выходящая с 2002 года на канале Fox, основанная на популярном британском шоу Pop Idol. Смысл передачи — соревнование на звание лучшего начинающего исполнителя в США.) космического сектора: каждые несколько лет агентство приглашает ученых выступить с предложениями беспилотных планетарных миссий. Проекты призваны дать ответы на вопросы фундаментальной науки, а также (и это самая сложная часть) они должны быть относительно дешевыми, чтобы выиграть - скажем, полмиллиарда долларов или что-то около того. Потом предложения проходят через горнило отсева, выдерживая изнурительную конкуренцию перед судьями, которые не настолько противные как Саймон Коуэлл (Simon Cowell) (один из трех судей в проекте American Idol), но являются столь же жесткими. Тот единственный, который остается в конце, получает эквивалент контракта на запись песни - НАСА предоставляет финансирование и средство запуска, а победитель отправляется вдаль - на орбиту Меркурия, каковую миссию сейчас выполняет космический аппарат «Мессенджер»; или на рандеву с парой астероидов, как миссия «Рассвет», стартующая в июле этого года; или преднамеренно пробиваться в комету, как проект Deep Impact в 2008 году, миссия, которую не стоит путать с кинофильмом с тем же названием.

Теперь пришло время для новых претендентов. НАСА на днях объявило, что первый раунд последнего конкурса открытий завершен, три заявки из двадцати восьми прошли в финал. Вот они (по мере удаления от Земли): спускаемый аппарат Геофизической мониторинговой станции (Geophysical Monitoring Station - GEMS), который будет использовать сейсмометры для изучения внутренностей Марса; «Кометная блоха» (Comet Hopper), которая будет делать именно то, что положено прыгающему насекомому - перепрыгивать с места на место по поверхности кометы 46P/Wirtanen для изучения того, как различные части вращающегося тела реагируют на нагревание на солнце; и «Исследователь морей Титана» (Titan Mare Explorer - TiME), который опустится в море жидких углеводородов на луне Сатурна Титане - это будет первое океанское судно, когда-либо отправлявшееся в другой мир.

Если попытаться найти слово, которое объединяет все три миссии, то таким словом может являться слово «истоки». Исследователь Титана, например, будет изучать место, которое, как минимум в сыром виде, напоминает Землю на ранней стадии развития, когда тут зарождалась жизнь. Титан, с густой атмосферой и причудливыми формами погоды (ядовитые ветра и углеводородные дожди), представляет собой средоточие сложной химии, в сочетании с органическими молекулами. Океаны представляют собой среду, в которой молекулы могут двигаться и взаимодействовать друг с другом. Потенциально возможно даже, хотя это и весьма смелое предположение, что некоторые формы микроскопической жизни уже существуют на этой холодной и безжизненной луне.

Марсианский спускаемый аппарат, напротив, отправится в место, где моря, в данном случае из обыкновенной воды, исчезли давным давно. Но миссия GEMS направлена гораздо глубже. Анализируя марсотрясения на Красной планете, GEMS попробует понять, на что похожа внутренность Марса. Ученые на данный момент не знают, является ли ядро планеты жидким, как у Земли, или твердым, или представляет собой некую среднюю субстанцию. Все это зависит от того, насколько эффективно и ощутимо Марс охладился за то время, что прошло с момента его образования 4,5 миллиарда лет назад, а это, в свою очередь, зависит от внутренней структуры планеты.

«В этом и заключается миссия», - говорит Брюс Банердт (Bruce Banerdt) из Лаборатории реактивных двигателей НАСА, ведущий ученый проекта GEMS. «Мы хотим понять, как был создан Марс». Вместе с чувствительным сейсмографическим оборудованием, GEMS также возьмет пробы марсианской «почвы» с глубины до шести метров, снабдив аппарат, который будет эти самые пробы брать, градусником, и попытавшись понять, насколько быстро температура растет с увеличением глубины. «Это позволит нам экстраполировать полученные результаты на всю глубину планеты вплоть до ядра» - говорит Банердт. «И это расскажет нам о том, насколько быстро охлаждался и охлаждается Марс».

Что касается «Кометной блохи», если проект получит зеленый свет, то аппарат отправится на объект, являющийся своего рода «меморальной капсулой», хранящей память о самых первых днях солнечной системы. Планеты и большинство лун сжимаются и нагреваются под действием силы тяжести и подвергаются усиленному обстрелу гигантскими ударами в процессе взаимодействия, и это стирает большую часть их истории. Кометы, напротив, являются относительно нетронутыми, по крайней мере, ниже их внешней коры. А 46P/Wirtanen обогревается солнцем, и некоторые из расположенных под поверхностью материалов также нагреваются и вырываются вовне. «Блоха», будучи там, соберет эти объекты в качестве образцов, и будет брать их с разных точек поверхности кометы, благодаря чему можно будет получить образцы оригинального материала, из которого формировалась солнечная система.

Теперь, говорит Пол Херц (Paul Hertz), ведущий ученый в Научном директорате НАСА в Вашингтоне, наступает самое сложное. «Все три миссии стоят того, чтобы быть реализованными. У всех у них очень хорошие планы», - говорит он. Или, по крайней мере, хорошие концепции. «Команды пока проделали лишь небольшую часть работы», - говорит он. (Многие из фолловеров НАСА на твиттере уже начали постить твиты в поддержку того или иного проекта, но эти голоса, что неудивительно, не будут засчитаны).

Следующий раунд предложений, которые НАСА финансирует в размере около трех миллионов долларов каждый, и которые должны быть представлены в ближайшие примерно девять месяцев, должны стать гораздо более детальными. Каждое должно будет пройти через смотр двух разных групп экспертов - группы ученых, которые будут пристально смотреть на потенциальную отдачу от каждого проекта, и группы инженеров и проект-менеджеров, которые профессиональным скептическим взглядом должны будут оценить предполагаемые бюджеты. «Мы будем уделять очень много внимания вопросу бюджета,- говорит Херц, - в конце концов мы, возможно, придем к выводу, насколько правдоподобны заявленные планы». Кто бы ни выиграл «большой приз», он получит благословение НАСА, и что еще более важно, 425 миллионов долларов (в ценах 2010 года) на завершение миссии. Но каждый из финалистов уже заслужил уважение Херца. «Если вы бросаете вызов научному сообществу, - говорит он, - то вы по-настоящему креативны и умны, и не зря занимаетесь большой наукой».