Среди главных успехов космической отрасли в 2023 году — доставка на Землю образцов породы с астероида Бенну, а также прилунение индийского аппарата «Чандраян-3» вблизи южного полюса. На 2024 год намечен старт нескольких крупных проектов по исследованию Луны, а также Марса, астероидов и спутника планеты-гиганта. Но научных результатов от некоторых из них придётся ждать несколько лет. Расскажем о нескольких значимых проектах 2024 года.
В следующем году NASA наконец планирует запуск корабля Europa Clipper. Он будет исследовать один из крупнейших спутников Юпитера — Европу. Под многокилометровой ледяной оболочкой на Европе, как теперь мы знаем с большой долей уверенности, расположен солёный океан, в котором содержится воды в два раза больше, чем во всех океанах на Земле. Предполагаемые физические условия в этом океане давно вызывают интерес у астробиологов. Соответственно Europa Clipper собирается исследовать потенциальную обитаемость спутника Юпитера. Аппарат совершит около 50 пролётов возле Европы, в процессе которых он будет изучать ледовый покров, геологию поверхности и подповерхностный океан. Также зонд будет искать активные гейзеры, из которых вода океана может выбрасываться в открытый космос на высоту в сотни километров (и далее разноситься по Солнечной системе, возможно, и с той живностью, которая могла бы в ней обитать).
Окно запуска открывается 10 октября 2024 года и продлится 21 день — именно в этом интервале нужно запустить космический аппарат с тем, чтобы к 2030 году он достиг системы Юпитера. Подробнее об этом проекте см. отдельную статью.
Программа NASA «Артемида» — проект возвращения человека на Луну впервые с 1972 года (последнего пилотируемого полёта «Аполлона» к Луне). В рамках миссии предполагается создание условий для существования обитаемой станции на Луне на постоянной основе и в будущем — для отправки человека к Марсу.
«Артемида II» — первый пилотируемый полёт серии после «Артемиды I», которая в конце 2022 года совершила беспилотный облёт вокруг Луны. Четыре астронавта пробудут на корабле в течение 10 дней. За это время корабль перейдёт на орбиту Луны, после чего вернётся на Землю. Дата запуска уже после нескольких переносов была заявлена на ноябрь 2024 года. Но сроки будут зависеть от готовности оборудования на борту для пребывания человека, в частности, космических скафандров и подсистемы снабжения кислородом. Уже во время написания этой заметки стало известно, что, скорее всего, запуск перенесут на следующий год. Соответственно сдвигаются сроки для продолжения проекта — «Артемиды-3» с высадкой экипажа на поверхность.
Луноход VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) начнёт исследовать окрестности южного полюса Луны в конце 2024 года. Его разрабатывает частная компания Astrobotic. Сначала аппарат планировали к запуску в 2023 году, но перенести старт на этот год пришлось, чтобы завершить испытания посадочной системы. Робот будет искать летучие соединения, то есть вещества, легко испаряющиеся при температурах на поверхности. Такими компонентами являются, например, вода и диоксид углерода. Эти вещества могут оказаться ценными лунными ресурсами для будущих пилотируемых полётов. Подсистемы жизнеобеспечения лунохода, то есть аккумуляторы, теплопроводный контур и охлаждающие радиаторы должны выдержать перепады температур от более 100°C под Солнцем до -240°C на постоянно затенённых участках на протяжении его 100-дневной предполагаемой работы. Запуск корабля запланирован на ноябрь 2024 года.
Подробнее про проект VIPER см. в отдельной большой статье.
Этот проект является частью сводной программы NASA под названием Commercial Lunar Payload Services (CLPS), в рамках которой заключаются контракты с компаниями, готовыми отправить полезную нагрузку в район южного полюса Луны для разведки природных ресурсов. Кроме VIPER, в течение года намечаются запуски других небольших аппаратов, некоторые уже в январе-феврале. Так, одно из таких устройств от той же фирмы Astrobotic, посадочный модуль Peregrine (его запуск состоялся 8 января), уже успело потерпеть неудачу из-за утечки топлива, поэтому вместо посадки на Луну он попытается раскрыть хотя бы часть своего функционала, находясь на лунной орбите.
Кроме мегапроектов вроде освоения Марса или Европы NASA выделяет определённый бюджет на разработку небольших и сравнительно недорогих проектов исследования ближайших космических тел под общим названием SIMPLEx (Small, Innovative Missions for PLanetary Exploration). Обычно эти аппараты запускают в довесок к другим на одном носителе, что позволяет сэкономить средства. Пример такого проекта, старт которого намечен на 2024 год — Lunar Trailblazer. Как и VIPER, аппарат будет искать воду на Луне. Но VIPER должен высадиться на поверхность и детально изучить небольшой участок около южного полюса, а Lunar Trailblazer будет только вращаться на орбите, измеряя температуру поверхности и составляя по данным спектроскопии карту распространённости молекул воды. Предполагается, что аппарат будет готов к старту в начале 2024 года. Но проект является дополнительной полезной нагрузкой другой миссии — экспериментальной буровой установки PRIME-1, поэтом запуск привязан к его срокам. В свою очередь PRIME-1 предназначен для демонстрации технологии добычи и использования ресурсов космического тела («использование ресурсов in situ», или ISRU). Он проведёт пробное бурение на глубину около метра с отбором и анализом образцов льда под поверхностью — таким же типом изысканий займётся позже и луноход VIPER. Пока что старт PRIME-1 вместе с несколькими аппаратами-попутчиками включая Lunar Trailblazer намечен на лето 2024 года.
Две марсианские луны, Фобос и Деймос, станут объектом изучения японской миссии под названием Martian Moon eXploration (MMX). Космическое агентство Японии JAXA планирует запуск аппарата к Марсу на сентябрь 2024 года. Согласно законам небесной механики ожидать прибытия зонда на марсианскую орбиту следует чуть меньше года после запуска.
Основная задача проекта — выяснение происхождения марсианских спутников. Здесь планетологи склонны выбирать между двумя основными гипотезами: Фобос и Деймос могут быть астероидами Главного пояса, захваченными на марсианскую орбиту, или быть сформированы из материала, уже находившегося на орбите, например, выбитого в результате соударения Марса с крупным метеоритом. Космический корабль проведёт на орбите Марса три года, наблюдая за спутниками. Перед возвращением на Землю он высадится на поверхность Фобоса и заберёт с него образец грунта. В двух статьях на сайте — (статья 1), (статья 2) — подробности проекта Martian Moon eXploration.
Hera — проект Европейского космического агентства по исследованию пары гравитационно-связанных астероидов Дидим-Диморф, к которым NASA уже отправляло космический аппарат DART. Целью DART было соударение с одним из этих астероидов и исследование влияния такого тарана на параметры его орбиты. В 2022 году космический аппарат врезался в астероид Диморф — меньшее из двух тел размером около 160 метров, в результате чего в космос вылетело, по оценкам астрономов, тысяча тонн обломков, а орбита астероида несколько изменилась — уменьшилось время обращения пары вокруг центра масс. Дальней целью таких опытов является возможность в будущем управлять орбитами крупных потенциально опасных астероидов, чтобы не допустить их падения на Землю. Аппарат Hera продолжит изучение последствий космического тарана. Запуск намечен на октябрь 2024 года, и в конце 2026 года он должен достичь астероидов Дидим и Диморф, где будет изучать физические свойства пары. После шести месяцев наблюдений планируется сброс двух мини-роботов (кубсатов) на астероид Диморф, а если повезёт, то и посадка основного аппарата на больший из астероидов Дидим. Об аппарате «Гера» подробнее можно прочитать в этой заметке.
Запуск китайского аппарата «Чанъэ-6», следующего в соответствующей лунной серии, намечен на май 2024 года. Как и предыдущий аппарат из серии, то есть Чанъэ-5, он попытается доставить на Землю образцы лунных пород. В этот раз интрига в том, что породы предполагается привезти с обратной стороны Луны, а именно, из бассейна под названием Южный полюс — Эйткен, крупнейшего метеоритного кратера размером около 2000 км.
Предполагается, что в этом регионе недалеко от поверхности находятся крупные залежи замёрзшей воды. Образцов материала от этого участка Луны пока нет. Разумеется, водяной лёд, если его и удастся захватить, путешествия к Земле не переживёт (на это и не рассчитывают), но образцы породы наверное смогут рассказать не только о новом регионе, но и о его потенциале как источника воды для будущих обитаемых станций. Также, поскольку бассейн Эйткен образовался около 4 миллиардов лет назад в результате удара очень крупного метеоритного тела, можно надеяться, что на дне кратера удастся отобрать породы, выбитые с большой глубины и представляющие мантию Луны.
