Мы могли бы терраформировать Марс с помощью пустынного мха. Среди недавних открытий марсоход обнаружил камни, состоящие из чистой серы. С октября 2023 года марсоход исследует регион Марса, богатый сульфатами, разновидностью соли, содержащей серу и образующейся при испарении воды. НАСА находит лед на Марсе с помощью новой карты. NASA выбирает коммерческие сервисные исследования для обеспечения робототехнической науки на Марсе. owe Industries в настоящее время разрабатывает двигательную установку, которая может генерировать до 100 000 Н тяги с удельным импульсом (Isp) 5000 секунд, высокая эффективность системы позволяет завершить пилотируемые миссии на Марс всего за два месяца.
Земной пустынный мох способен переносить марсианский климат. Он почти всегда возвращается к жизни даже в том случае, если лишился более 98% запасов воды, и при этом способен переносить «марсианские» температуры на протяжении трех и пяти лет.
Китайские биологи обнаружили, что пустынный мох вида Syntrichia caninervis способен переносить полное обезвоживание и при этом он способен возвращаться к жизни после того, как он провел около пяти лет при температуре в минус 80 градусов Цельсия или около месяца при температуре в минус 196 градусов Цельсия. Это делает мох пригодным для колонизации Марса, пишут в статье в научном журнале Innovation.
«Проведенные нами опыты показывают, что Syntrichia caninervis обладает более высокой стойкостью к неблагоприятным условиям среды, чем другие сверхстойкие организмы, в том числе микробы-экстремофилы и тихоходки. Это делает данный мох перспективным кандидатом на роль организма — «первопроходца» для колонизации внеземных сред обитания и формирования среды, благоприятной для жизни людей за пределами Земли», — пишут исследователи.
Марс. NASA/JPL/MSSS
К такому выводу пришла группа китайских биологов под руководством научного сотрудника Синьцзянского института экологии и географии КАН в Урумчи Чжан Даоюань при всестороннем изучении жизнедеятельности мха вида Syntrichia caninervis, который встречается в большинстве пустынных регионов Земли. Этот вид растительности способен переносить резкие перемены температур и постоянный недостаток влаги, что делает его особенно интересным для изучения в контексте колонизации других планет.
Руководствуясь подобными соображениями, исследователи проследили за тем, как ростки этого пустынного мха реагируют на условия, типичные для Марса, наиболее близкой к Земле планеты, где в прошлом могла существовать жизнь. В ходе этих опытов изучили то, как Syntrichia caninervis реагирует на длительное обезвоживание, а также на длительное снижение температуры до минус 80 градусов Цельсия, что характерно для экваториальных регионов Марса во время зимы.
Проведенные опыты показали, что этот вид пустынных мхов почти всегда возвращается к жизни даже в том случае, если он лишился более 98% запасов воды, и при этом он способен переносить «марсианские» температуры на протяжении трех и пяти лет. Более того, исследования показали, что Syntrichia caninervis способен возвращаться к жизни даже после месячного погружения в жидкий азот.
В дополнение к этому, выяснилось, что мох переносит очень большие дозы гамма-радиации, порядка 1 тыс. грэй (свыше 110 тыс. биологического эквивалента рентгена), без видимых последствий для регенерации и скорости роста этого растения. Это делает его идеальным кандидатом на роль организма — «первопроходца» для колонизации Марса и других планет с климатом, отдаленно похожим на земной, подытожили исследователи.
Согласно недавнему исследованию, опубликованному китайскими учеными, пустынный мох может стать ключом к терраформированию Марса.
Благодаря своей необычайной устойчивости, Syntrichia caninervis (S. caninervis), мох, произрастающий в экстремальных пустынных условиях от Тибета до Антарктиды, был назван «пионером-растением» для создания пригодной для жизни среды на Марсе. По сути, ученые полагают, что это растение может обогатить каменистую поверхность планеты, что позволит расти другим растениям, сообщалось 1 июля 2024 года в журнале The Innovation.
Несколько исследований изучили альтернативные возможности этих семян терраформирования, таких как водоросли и лишайники. «Однако такие растения, как мхи, предлагают ключевые преимущества для терраформирования, включая устойчивость к стрессу, высокую способность к фотоавтотрофному росту и потенциал для производства значительных объемов биомассы в сложных условиях», — написала в статье группа нового исследования.
Мох Syntrichia caninervis. USDA-NRCS PLANTS
Мхи, как полагают, были первыми настоящими наземными растениями на Земле. Таким образом, они выработали устойчивость к экстремальным стрессам, что позволило им выжить в очень суровых условиях ранней жизни нашей планеты.
Ученые подвергли целые растения S. caninervis условиям, типичным для Марса: высокие дозы гамма-излучения, низкий уровень кислорода, экстремальный холод и засуха. Они сообщают, что растения могли выдерживать комбинации этих условий, даже теряя более 98% своего содержания воды и все равно восстанавливаясь в течение нескольких секунд — «высыхание без смерти» — таков был термин, который использовался. Возможно, еще более поразительной является способность растения восстанавливаться и отращивать новые ветви после хранения в морозильной камере при температуре −80 градусов по Цельсию (-112 градусов по Фаренгейту) в течение пяти лет или в жидком азоте (-195,8 градусов по Цельсию; -320,44 градусов по Фаренгейту) в течение одного месяца.
«Уникальные морфологические особенности S. caninervis, такие как скрученные листья, сохраняют воду за счет минимизации площади поверхности и снижения транспирации, а ости обеспечивают эффективную фотозащиту от интенсивного УФ-излучения, экстремальных температур и потери воды», — пишет команда. «Между тем, клеточная стенка, клеточная мембрана и хлоропласт, и его мембранная структура остаются нетронутыми даже в полностью обезвоженном состоянии».
В состоянии стресса S. caninervis входит в состояние «избирательного метаболического покоя», стратегически сохраняя ключевые метаболиты — продукты клеточных метаболических путей — необходимые для его быстрого воскрешения. «Например, растения S. caninervis поддерживают высокий уровень сахарозы и мальтозы после стресса; эти сахара служат осмотическими агентами и защитными веществами, которые помогают сохранять и стабилизировать клеточную архитектуру», — пишут ученые. «Впоследствии сахара обеспечивают энергию, необходимую для быстрого восстановления после снятия стрессовых условий».
Стресс также активирует гены, которые кодируют фотозащитные белки и ферменты, помогающие очищать вредные активные формы кислорода, образующиеся под действием радиации. «Многослойная толерантность обеспечивает защиту в стрессовых условиях и обеспечивает быстрое восстановление клеток и физиологической активности, когда возникают условия, подходящие для роста», — заявила команда.
Визуализация того, как Марс мог бы выглядеть со временем, если бы людям удалось терраформировать планету. CC BY-SA
Эти выводы, продолжают ученые, закладывают основу для создания устойчивых мест обитания человека за пределами Земли. Является ли это утверждение преувеличением, будет зависеть от будущих экспериментов — и, возможно, даже не будет достижимым в течение нашей жизни, но один важный элемент, упущенный в обсуждении, — это не осуществимость науки, а этика, стоящая за ней.
Эта концепция терраформирования другой планеты не нова и имеет свои корни в научной фантастике. И хотя эта концепция была романтизирована и обсуждаема в СМИ в последнее время, существуют серьезные опасения относительно социальных последствий внеземного масштаба в результате полного преобразования целой планеты для проживания людей.
Например, в своем эссе под названием «Тернистые этики планетарной инженерии» астрофизик и исследователь НАСА Эрика Несволд довольно четко описывает дилемму: «Цель терраформирования — намеренно создать целую экосистему в глобальном масштабе, что, скорее всего, уничтожит любую существующую экосистему», — написала она. «Технология терраформирования может стать осуществимой даже до того, как мы окончательно определим, существует ли внеземная жизнь на планете или луне, которые мы надеемся преобразовать.»
«Но предположим, что мы обнаружим доказательства существования микробной жизни на планете вроде Марса», — продолжила она. «Должно ли это лишить Марс возможности быть целью терраформирования? Должны ли мы вообще избегать заселения Марса?»
Среди недавних открытий марсоход обнаружил камни, состоящие из чистой серы — впервые на Красной планете. Ученые были ошеломлены 30 мая 2024 года, когда камень, по которому проехал марсоход Curiosity, треснул, и внутри обнаружилось нечто, никогда ранее не виданное на Красной планете: желтые кристаллы серы.
С октября 2023 года марсоход исследует регион Марса, богатый сульфатами, разновидностью соли, содержащей серу и образующейся при испарении воды. Но там, где в прошлом были обнаружены минералы на основе серы — другими словами, смесь серы и других материалов, — недавно вскрытая Curiosity порода состоит из элементарной или чистой серы. Неясно, какое отношение имеет элементарная сера к другим минералам на основе серы в этом районе, если таковые имеются.
Эти желтые кристаллы были обнаружены после того, как 30 мая марсоход наехал на камень и расколол его. Используя инструмент на манипуляторе марсохода, ученые позже определили, что эти кристаллы представляют собой элементарную серу — это первый случай обнаружения такого вида серы на Марсе. NASA
В то время как люди ассоциируют серу с запахом тухлых яиц (результат выделения сероводорода), элементарная сера не имеет запаха. Она образуется только в узком диапазоне условий, которые ученые не связывают с историей этого места. И Curiosity нашел ее в большом количестве — целое поле ярких камней, похожих на тот, который раздавил марсоход.
«Найти поле камней, состоящее из чистой серы, — это как найти оазис в пустыне», — сказал ученый проекта Curiosity Эшвин Васавада из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. «Там его быть не должно, так что теперь нам нужно это объяснить. Открытие странных и неожиданных вещей — вот что делает исследование планет таким захватывающим».
Камень «Снежное озеро». 8 июня 2024 года, на 4209-й марсианский день, или сол, миссии. Девятью днями раннее марсоход раздробил похожий на вид камень и обнаружил внутри кристаллические структуры и элементарную серу
Это одно из нескольких открытий, которые Curiosity сделал во время бездорожья в канале Gediz Vallis, канавке, которая извивается вниз по части горы Шарп высотой 3 мили (5 километров), к подножию которой марсоход поднимается с 2014 года. Каждый слой горы представляет собой отдельный период марсианской истории. Миссия Curiosity — изучить, где и когда древняя местность планеты могла обеспечить питательными веществами, необходимыми для микробной жизни, если таковая когда-либо образовалась на Марсе.
Замеченный из космоса за несколько лет до запуска Curiosity, канал Gediz Vallis является одной из главных причин, по которым научная группа хотела посетить эту часть Марса. Ученые полагают, что канал был прорезан потоками жидкой воды и мусора, которые оставили гряду валунов и осадков, простирающуюся на 2 мили вниз по склону горы под каналом. Цель состояла в том, чтобы лучше понять, как этот ландшафт изменился миллиарды лет назад, и хотя недавние подсказки помогли, еще многое предстоит узнать из этого драматического ландшафта.
Марсоход Curiosity от NASA сделал этот снимок канала долины Гедиз 31 марта. Вероятно, эта область образовалась в результате сильных потоков воды и мусора, которые нагромоздили груды камней в канале. NASA/JPL-Caltech/MSSS
С момента прибытия Curiosity в канал в начале этого года ученые изучали, образовались ли большие насыпи мусора, которые поднимаются со дна канала, в результате древних наводнений или оползней. Последние данные Curiosity указывают на то, что и то, и другое сыграло свою роль: некоторые насыпи, вероятно, были оставлены сильными потоками воды и мусора, в то время как другие, по-видимому, являются результатом более локальных оползней.
Эти выводы основаны на камнях, найденных в обломочных холмах: в то время как камни, переносимые водными потоками, приобретают округлую форму, как речные камни, некоторые из обломочных холмов усеяны более угловатыми камнями, которые могли быть отложены сухими лавинами.
Наконец, вода впитала весь материал, который здесь осел. Химические реакции, вызванные водой, обесцветили белые формы «гало» на некоторых камнях. Эрозия от ветра и песка со временем выявила эти формы гало.
Исследуя канал Gediz Vallis в мае, Curiosity НАСА сделал этот снимок камней, которые имеют бледный цвет по краям. Эти кольца, также называемые гало, напоминают отметки, которые можно увидеть на Земле, когда грунтовые воды просачиваются в скалы по трещинам, вызывая химические реакции, которые меняют цвет. NASA/JPL-Caltech/MSSS
«Это был не спокойный период на Марсе», — сказала Бекки Уильямс, ученый из Института планетологии в Тусоне, штат Аризона, и заместитель главного исследователя Mast Camera ( Mastcam ) Curiosity . «Здесь наблюдалось захватывающее количество активности. Мы наблюдаем за несколькими потоками вниз по каналу, включая энергичные наводнения и потоки, богатые валунами».
Все эти свидетельства воды продолжают рассказывать более сложную историю, чем первоначальные ожидания команды, и они с нетерпением ждали возможности взять образец породы из канала, чтобы узнать больше. 18 июня у них появился такой шанс.
В то время как серные породы были слишком малы и хрупки, чтобы их можно было взять с помощью бура, неподалеку был обнаружен большой камень, прозванный «Мамонтовы озера». Инженерам марсохода пришлось искать часть камня, которая позволила бы безопасно бурить, и найти место для парковки на рыхлой, наклонной поверхности.
После того, как Curiosity просверлил 41-е отверстие с помощью мощного бура на конце 7-футовой (2-метровой) роботизированной руки марсохода, шестиколесный ученый посыпал измельченную породу в инструменты внутри своего чрева для дальнейшего анализа, чтобы ученые могли определить, из каких материалов состоит порода. С тех пор Curiosity покинул Маммот-Лейкс и теперь отправляется посмотреть, какие еще сюрпризы его ждут в канале.
НАСА находит лед на Марсе с помощью новой карты. Карта может помочь агентству решить, где должны приземлиться первые астронавты на Красной планете. Чем больше будет доступной воды, тем меньше ее нужно будет брать с собой миссиям.
Захороненный лед станет жизненно важным ресурсом для первых людей, ступивших на Марс, служа питьевой водой и ключевым ингредиентом для ракетного топлива. Но он также станет важной научной целью: астронавты или роботы могли бы однажды бурить ледяные керны так же, как ученые делают это на Земле, раскрывая климатическую историю Марса и исследуя потенциальные места обитания (прошлые или настоящие) для микробной жизни.
Необходимость поиска подповерхностного льда возникает из-за того, что жидкая вода нестабильна на поверхности Марса: атмосфера настолько тонка, что вода немедленно испаряется. На полюсах Марса много льда — в основном из воды, хотя можно найти и углекислый газ или сухой лед — но эти регионы слишком холодные, чтобы астронавты (или роботы) могли выживать там долго.
Синие области на этой карте — это регионы, где миссии NASA обнаружили подповерхностный водяной лед
Вот тут-то и появляется финансируемый NASA проект картирования подземных вод и льда. SWIM, как его называют, недавно выпустил четвертый набор карт — самый подробный с момента начала проекта в 2017 году.
SWIM, возглавляемый Институтом планетарных наук в Тусоне, штат Аризона, и управляемый Лабораторией реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, собирает данные из нескольких миссий NASA, включая Mars Reconnaissance Orbiter ( MRO ), 2001 Mars Odyssey и ныне неактивный Mars Global Surveyor. Используя сочетание наборов данных, ученые определили наиболее вероятные места для нахождения марсианского льда, к которым можно будет получить доступ с поверхности в ходе будущих миссий.
Инструменты на этих космических аппаратах обнаружили то, что выглядит как массы подповерхностной замерзшей воды вдоль средних широт Марса. Северные средние широты особенно привлекательны, поскольку имеют более плотную атмосферу, чем большинство других регионов на планете, что позволяет легче замедлить спускающийся космический корабль. Идеальным местом посадки астронавтов было бы место на самом южном краю этого региона — достаточно далеко на севере, чтобы присутствовал лед, но достаточно близко к экватору, чтобы обеспечить максимально высокие температуры для астронавтов в ледяном регионе.
Кратер, обнажающий лед, в центре этого изображения — пример того, что ищут ученые, картируя места, где будущие астронавты должны приземлиться на Марсе. Это одно из нескольких таких столкновений, включенных в последнюю версию серии финансируемых NASA карт подповерхностного водяного льда на Красной планете. NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны
«Если вы отправляете людей на Марс, вы хотите, чтобы они находились как можно ближе к экватору», — сказал Сидни До, менеджер проекта SWIM в JPL. «Чем меньше энергии вы тратите на поддержание тепла астронавтов и их вспомогательного оборудования, тем больше у вас остается на другие нужды».
Предыдущие версии карты опирались на тепловизоры с более низким разрешением, радары, тепловые картографы и спектрометры, все из которых могут намекнуть на погребенный лед, но не могут напрямую подтвердить его наличие или количество. Для последней карты SWIM ученые полагались на две камеры с более высоким разрешением на борту MRO. Данные Context Camera использовались для дальнейшего уточнения карт северного полушария, и впервые были включены данные HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment), чтобы обеспечить наиболее подробную перспективу линии границы льда как можно ближе к экватору.
Ученые регулярно используют HiRISE для изучения свежих ударных кратеров, вызванных метеоритами, которые могли вырвать куски льда. Большинство этих кратеров не более 33 футов (10 метров) в диаметре, хотя в 2022 году HiRISE запечатлел ударный кратер шириной 492 фута (150 метров), который показал материнскую жилу льда, скрывавшуюся под поверхностью.
В этой концепции художника астронавты НАСА бурят марсианские недра. Агентство создало новые карты, которые показывают, где лед, скорее всего, будет легко доступен будущим астронавтам. НАСА
«Эти ледовые воздействия дают ценную форму наземной истины, поскольку они показывают нам места, где наличие грунтового льда не вызывает сомнений», — сказал Гарет Морган, соруководитель SWIM в Институте планетарных наук. «Затем мы можем использовать эти места для проверки надежности наших методов картирования».
В дополнение к ударам, обнажающим лед, новая карта включает наблюдения HiRISE так называемой «полигональной местности», где сезонное расширение и сокращение подповерхностного льда приводит к образованию полигональных трещин в земле. Вид этих полигонов, простирающихся вокруг свежих, заполненных льдом ударных кратеров, является еще одним указанием на то, что в этих местах под поверхностью скрыто больше льда.
Есть и другие загадки, для изучения которых ученые могут использовать эту карту.
«Количество водяного льда, обнаруженного в местах в средних широтах Марса, неравномерно; в некоторых регионах его, похоже, больше, чем в других, и никто на самом деле не знает, почему», — сказал Натаниэль Путциг, другой соруководитель SWIM в Институте планетарных наук. «Новейшая карта SWIM может привести к новым гипотезам о том, почему происходят эти изменения». Он добавил, что это также может помочь ученым скорректировать модели того, как древний марсианский климат развивался с течением времени, оставляя большее количество льда, отложенного в некоторых регионах, и меньшее — в других.
Ученые SWIM надеются, что проект послужит основой для предлагаемой миссии Mars Ice Mapper — орбитального аппарата, который будет оснащен мощным радаром, специально разработанным для поиска приповерхностного льда за пределами подтвержденного HiRISE уровня его наличия.
NASA выбирает коммерческие сервисные исследования для обеспечения робототехнической науки на Марсе. Девять компаний были отобраны для проведения предварительных исследований концепций коммерческих услуг для поддержки недорогих и более частых миссий на Красную планету.
NASA определило девять американских компаний для проведения в общей сложности 12 концептуальных исследований того, как коммерческие услуги могут быть использованы для обеспечения научных миссий на Марс. Каждый лауреат получит от 200 000 до 300 000 долларов за создание подробного отчета о потенциальных услугах — включая доставку полезной нагрузки, ретрансляцию связи, получение изображений поверхности и размещение полезной нагрузки — которые могли бы поддержать будущие миссии на Красную планету.
Компании были отобраны из числа тех, кто 29 января 2024 года ответил на запрос предложений от промышленности США.
Программа исследования Марса NASA инициировала запрос предложений, чтобы помочь создать новую парадигму для миссий на Марс с потенциалом для продвижения высокоприоритетных научных целей. Многие из выбранных предложений сосредоточены на адаптации существующих проектов, в настоящее время сосредоточенных на Луне и Земле, к приложениям на Марсе.
Они включают в себя «космические буксиры» для доставки других космических аппаратов на Марс, космические аппараты для размещения научных приборов и камер, а также телекоммуникационные ретрансляторы. Искомые концепции направлены на поддержку широкой стратегии партнерства между правительством, промышленностью и международными партнерами для обеспечения частых и недорогих миссий на Марс в течение следующих 20 лет.
Эта мозаика состоит из более чем 100 изображений, полученных орбитальным аппаратом НАСА Viking 1, который работал вокруг Марса с 1976 по 1980 год. Шрам, проходящий через центр планеты, представляет собой обширную систему каньонов Долины Маринера. НАСА/USGS
«Мы находимся в захватывающей новой эре исследования космоса, с быстрым ростом коммерческого интереса и возможностей», — сказал Эрик Янсон, директор Программы исследования Марса NASA. «Сейчас самое время для NASA начать изучать, как государственно-частное партнерство может поддержать науку на Марсе в ближайшие десятилетия».
Выбранные исследования Mars Exploration Commercial Services делятся на категории:
Услуги по доставке и размещению небольших грузов —
Lockheed Martin Corporation, Литтлтон, Колорадо — адаптация космического корабля для исследования Луны
Impulse Space, Inc., Редондо-Бич, Калифорния — адаптация околоземного орбитального транспортного корабля (космического буксира)
Firefly Aerospace, Сидар-Парк, Техас — адаптация космического корабля для исследования Луны
Услуги доставки и хостинга больших объемов полезной нагрузки
United Launch Services (ULA), LLC, Сентенниал, Колорадо — модификация криогенной верхней ступени околоземного базирования
Blue Origin, LLC, Кент, Вашингтон — адаптация космического корабля для полетов на околоземную и лунную орбиту
Astrobotic Technology, Inc., Питтсбург — модификация космического корабля для исследования Луны
Услуги по получению изображений поверхности Марса
Albedo Space Corporation, Брумфилд, Колорадо — адаптация низкоорбитального спутника визуализации
Redwire Space, Inc., Литтлтон, Колорадо — модификация низкоорбитального коммерческого космического аппарата для получения изображений
Astrobotic Technology, Inc. — модифицирует лунный исследовательский космический аппарат, включив в него функцию получения изображений
Релейные службы нового поколения
Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX), Хоторн, Калифорния — адаптация спутников связи на околоземной орбите для Марса
Lockheed Martin Corporation — предоставляет услуги ретрансляции связи через модифицированный марсианский орбитальный аппарат
Blue Origin, LLC — предоставляет услуги ретрансляции связи через адаптированный космический аппарат для работы на околоземных и лунных орбитах.
12-недельные исследования планируется завершить в августе, а резюме исследования будет опубликовано позднее в этом году. Эти исследования потенциально могут привести к будущим запросам на предложения, но не являются обязательством NASA.
NASA одновременно запрашивает отдельные отраслевые предложения для своей кампании Mars Sample Return, которая направлена на доставку образцов, собранных марсоходом Perseverance, на Землю, где их можно будет изучить с помощью лабораторного оборудования, слишком большого и сложного для доставки на Марс. Отраслевые исследования MSR полностью независимы от коммерческих исследований MEP.
Лаборатория реактивного движения NASA в Южной Калифорнии управляет Программой исследования Марса от имени Управления научных миссий NASA в Вашингтоне. Целью программы является обеспечение непрерывного потока научной информации и открытий посредством тщательно отобранной серии роботизированных орбитальных аппаратов, посадочных модулей и мобильных лабораторий, соединенных между собой широкополосной сетью связи Марс-Земля. Научные данные и сопутствующая информация для всех миссий Программы исследования Марса архивируются в Системе планетарных данных NASA.
Калифорнийский технологический институт в Пасадене, штат Калифорния, управляет JPL для НАСА.
Импульсная плазменная ракета (PPR): защищенные, быстрые перелеты людей на Марс. Будущее космической цивилизации будет зависеть от способности эффективно и быстро перемещать как грузы, так и людей. Из-за чрезвычайно больших расстояний, которые связаны с космическими путешествиями, космический корабль должен достигать высоких скоростей для разумного времени перехода миссии. Таким образом, двигательная система, которая производит большую тягу с высоким удельным импульсом, является необходимой. Однако в настоящее время такие технологии отсутствуют.
Упрощенная схема импульсной плазменной ракеты (PPR) — художественная концепция, иллюстрирующая новый подход, предложенный лауреатом премии NIAC 2024 года II этапа для возможных будущих миссий. Брианна Клементс
Howe Industries в настоящее время разрабатывает двигательную установку, которая может генерировать до 100 000 Н тяги с удельным импульсом (Isp) 5000 секунд. Импульсная плазменная ракета (PPR) изначально была разработана на основе концепции импульсного деления, но она меньше, проще и доступнее. Исключительная производительность PPR, сочетающая высокий Isp и высокую тягу, имеет потенциал для революции в исследовании космоса. Высокая эффективность системы позволяет завершить пилотируемые миссии на Марс всего за два месяца. В качестве альтернативы PPR позволяет транспортировать гораздо более тяжелые космические аппараты, оснащенные защитой от галактических космических лучей, тем самым снижая воздействие на экипаж до незначительных уровней. Систему также можно использовать для других дальних миссий, таких как миссии к поясу астероидов или даже к месту в 550 а.е., где можно рассмотреть фокусы гравитационной линзы Солнца. PPR открывает совершенно новую эру в исследовании космоса.
Исследование фазы I NIAC было сосредоточено на большом, сильно экранированном корабле для транспортировки людей и грузов на Марс для разработки марсианской базы. Основные темы включали: оценку нейтронной электроники системы, проектирование космического корабля, энергосистемы и необходимых подсистем, анализ возможностей магнитного сопла и определение траекторий и преимуществ PPR. Фаза II будет основываться на этих оценках и развивать концепцию PPR.
Тем временем первая команда CHAPEA (Crew Health and Performance Exploration Analog) «вернулась на Землю», покинув имитированную марсианскую среду обитания в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне 6 июля. Первая из трех имитированных миссий, CHAPEA Mission 1, была разработана для того, чтобы помочь ученым, инженерам и планировщикам миссий лучше понять, как жизнь в другом мире может повлиять на здоровье и работоспособность человека.
Командир экипажа Келли Хастон, бортинженер Росс Броквелл, медицинский офицер Натан Джонс и научный офицер Анка Селариу жили и работали в изолированном жилом комплексе площадью 1700 квадратных футов, напечатанном на 3D-принтере, для поддержки исследований в области здоровья и работоспособности человека в рамках подготовки к будущим миссиям на Марс.
«Поздравляем команду миссии CHAPEA 1 с завершением года в условиях, имитирующих Марс», — сказал администратор НАСА Билл Нельсон. «В ходе миссий Artemis мы воспользуемся тем, что узнаем на Луне и вокруг нее, чтобы совершить следующий гигантский скачок: отправить первых астронавтов на Марс. Миссии CHAPEA имеют решающее значение для разработки знаний и инструментов, необходимых людям для жизни и работы на Красной планете».
Экипаж вышел из среды обитания и вернулся в объятия семьи и друзей после 378-дневной имитации миссии на поверхности Марса, которая началась 25 июня 2023 года.
Эта высокоточная симуляция включала выполнение экипажем различных типов миссий, включая имитацию «марс-прогулок», роботизированных операций, обслуживания среды обитания, упражнений и выращивания урожая. Экипаж также столкнулся с преднамеренными экологическими стрессорами в своей среде обитания, такими как ограниченность ресурсов, изоляция и ограничение. В течение следующих двух недель волонтеры будут выполнять мероприятия по сбору данных после миссии, прежде чем вернуться домой.
«Мы спланировали последние 378 дней с учетом многих проблем, с которыми экипажи могут столкнуться на Марсе, и этот экипаж посвятил свою жизнь в течение этого времени достижению этих беспрецедентных оперативных целей», — сказала главный исследователь CHAPEA Грейс Дуглас. «Я с нетерпением жду погружения в собранные нами данные, подготовки к миссии CHAPEA 2 и, в конечном итоге, к присутствию человека на Марсе».
В то время как NASA работает над созданием долгосрочного присутствия для научных открытий и исследований на Луне в рамках кампании Artemis, аналоговые миссии, такие как CHAPEA, предоставляют научные данные для проверки систем и разработки технологических решений для будущих миссий на Марс.
Планируется провести еще две однолетние миссии CHAPEA, начало следующей запланировано на 2025 год. Последующие миссии будут практически идентичными, что позволит исследователям собрать данные у большего количества участников, расширить набор данных и получить более широкую перспективу воздействия реалистичных для Марса ограничений ресурсов, изоляции и изоляции на здоровье и работоспособность человека.
У НАСА есть несколько других направлений для сбора данных об исследованиях изоляции, включая аналог исследований человека, Антарктиду и другие аналоги, а также миссии пилотируемых космических полетов на Международную космическую станцию для обеспечения выполнения ключевых исследовательских задач, которые дадут информацию для будущих миссий человека на Луну и Марс.
Моделируемые миссии CHAPEA уникальны, поскольку они проверяют последствия длительной изоляции и ограничения с добавлением реалистичных для Марса задержек связи с Землей (до 44 минут туда и обратно), а также ограничений ресурсов, характерных для Марса, включая более ограниченную систему питания, которая может поддерживаться на космической станции и других аналогах.