30.10.2020. - Обнаружение внеземной жизни

Обнаружение внеземной жизни - важная научная задача

"Роскосмос" до конца года планирует внести на согласование в правительство единую космическую программу России на десятилетний период — до 2030 года. Документ должен дать старт новым проектам по исследованию Луны, Венеры, Марса и других объектов Солнечной системы и Вселенной. Помочь осуществить задуманное должны новые технические средства – сверхтяжелая ракета "Енисей" и ядерный буксир. О том, какие перспективы открываются перед учеными в новой космической программе России, ждать ли открытия жизни на Венере и где спрятана вода на Луне в интервью специальному корреспонденту РИА Новости Дмитрию Струговцу рассказал директор Института космических исследований (ИКИ) РАН, член-корреспондент РАН Анатолий Петрукович.

— Животрепещущий сейчас вопрос: сказалась ли пандемия на работе института?

— Пандемия заставила некоторых наших партнеров уйти на карантин. Например, весной практически полностью перестали работать наши контрагенты в Европе. Как известно, в том числе, это стало одной из причин переноса миссии ExoMars на два года. Но космическая отрасль в России и ИКИ продолжают работать и в целом ничего катастрофического не происходит. Учимся работать в данной ситуации так, чтобы обеспечивать безопасность сотрудников.

— Согласно проекту бюджета на трехлетний период, в ближайшие два года Федеральную космическую программу предлагается сократить почти на 25 миллиардов рублей. Вас уже информировали, что какие-то научные проекты могут недополучить финансирования или, может быть, есть такие опасения на этот счет с вашей стороны?

— Пока мне сложно что-то сказать по этому вопросу. Я цифр не видел. Насколько я понимаю, секвестр объявлен по всем отраслям. Сложно себе представить, что космическую отрасль он обойдет стороной. Хочется верить, что наука находится в числе приоритетов у нашего государства и никаких непоправимых изменений не произойдет.

— До конца года "Роскосмос" намерен внести в правительство единую космическую программу, в которую войдут, в том числе, проекты по исследованию дальнего космоса со сроком реализации после 2025 года, то есть после завершения текущей Федеральной космической программы. Какие новые научные проекты появятся в программе?

— Сейчас в ракетно-космической отрасли всего мира идет смена поколений техники. Созданная 50 лет назад техника уступает место новым ракетам и комплексам. Один из примеров – Илон Маск и его ракеты. Российская космическая отрасль тоже стоит перед необходимостью разработки новых систем, которые в случае выбора правильных технических решений заложат основу нашей деятельности на ближайшие полвека, в том числе и по научному космосу. В этой связи важно, что в единую программу включена подпрограмма по сверхтяжелому носителю. Вторая важнейшая разработка – создание ядерного буксира. Новая техника открывает перед нами совершенно фантастические возможности. Только пара примеров. В подледных океанах спутников Юпитера могут сформироваться примитивные формы жизни. Единственный способ вернуть пробы вещества оттуда – с помощью такого буксира, который подвезет посадочный аппарат, а потом заберет пробы и отвезет их на Землю.

На сверхтяжелой ракете мы сможем запустить в космос десятиметровый оптический телескоп. Это позволит нам визуально намного более детально, чем сейчас, разглядеть экзопланеты в пределах нескольких десятков световых лет. Представляете, если мы где-то что-то обнаружим? Какие-то следы разумной деятельности? Это поменяет представление человеческой цивилизации о самой себе и окружающем мире, поставит новые совершенно конкретные технические задачи.

Буквально со следующего года в рамках научно-исследовательских работ начнут формулироваться варианты использования сверхтяжелой ракеты и ядерного буксира для научных целей. Не побоюсь об этом говорить, в перспективе использование этих уникальных технических возможностей может привести к прорывным результатам.

Отдельный подраздел в единой программе будет отведен исследованию Луны. Концепция исследования и освоения Луны, которая была утверждена РАН и "Роскосмосом" в конце 2018 года, воплощается в конкретной комплексной программе — документе государственного планирования.

Не забегая вперед, учитывая, что программа еще не согласована и не утверждена, могу говорить только о ближайшей перспективе. До 2025 года планируется реализовать три лунных миссии, отправить миссию ExoMars в 2022 году, серию спутников для мониторинга ионосферы в 2021-2024 годах, запустить ультрафиолетовый телескоп "Спектр-УФ" в 2025 году, запустить биоспутник "Бион" в 2023-24 годах и спутник для изучения солнечного ветра "Резонанс-МКА" тоже примерно в 2025 году. Это космическая техника, разрабатываемая НПО имени Лавочкина в Химках, ВНИИЭМ в Москве и РКЦ "Прогресс" в Самаре. Программа насыщенная, нам всем надо очень хорошо работать, чтобы ее реализовать.

Что касается проектов, которые мы хотим реализовать на рубеже 2030 годов, то это и исследования магнитосферы Земли и Солнца, новые космические телескопы и биологические спутники, продолжение лунной программы. Особо можно выделить венерианские проекты. Со следующего года мы совместно с НПО имени Лавочкина должны начать работу по техническому проектированию межпланетной станции "Венера-Д", включающей долгоживущий посадочный аппарат.

— Недавно "Роскосмос" заявил, что теперь "Венера-Д" станет национальным проектом без широкого иностранного участия. Раньше это был совместный с США проект. Поясните, уходят американцы из "Венеры-Д" или не уходят?

— Что касается участия или неучастия американцев, то здесь пресса немного перегрела сюжет. На самом деле, принятое решение прежде всего означает укрепление позиций проекта в российской космической программе. Мы рады, что "Роскосмос" согласился с мнением РАН по этому вопросу. Открытие фосфина (В последние дни стало известно, что открытие может быть ошибочным. – Прим. ред.) в облаках добавило пару в эту и без того горячую тему. Мы хотим и, надеюсь, будем сотрудничать с НАСА, которое предлагает несколько важных экспериментов, заметно расширяющих научный охват проекта.

Сроки запуска – 2028-2030 годы. В ближайшие год-два мы должны, отталкиваясь от этого проекта, подготовить комплексную программу исследования Венеры. Что может быть целью второго запуска, третьего и так далее? В какие сроки их провести? На каком этапе можно проводить возврат каких-то образцов атмосферы или грунта и какие технические средства для этого нужны? Возврат проб — это нетривиальная задача. На поверхности Венеры температура 500 градусов, давление 100 атмосфер. Венера – сестра Земли, гравитация почти аналогичная. Чтобы взлететь с Венеры, нужна ракета как для старта с Земли, что, очевидно, нереалистично. Приходится смотреть какие-то хитрые варианты, например, забора проб из облаков с использованием каких-то новых технологий, может быть гиперзвуковых. То есть само решение этой проблемы с технической точки зрения может быть не менее захватывающим, чем поиск жизни на Венере.

— А деньги на "Венеру-Д" выделены?

— Пока программа до 2030 года не утверждена, мне сложно говорить о дальней перспективе, но в рамках Федеральной космической программы до 2025 года работы в части технического проекта профинансированы. Скорее всего, в рамках выделенного финансирования мы рассмотрим и варианты следующих миссий.

— Один их вариантов возврата грунта с Венеры, представленный на заседании Совета РАН по космосу специалистами НПО имени Лавочкина, заключается в подъеме возвращаемой ракеты в атмосферу на воздушном шаре и старт из такого положения. Это технически реализуемо?

— С учетом сложности проблемы была поставлена задача рассмотреть самые различные варианты возврата грунта, понять спектр возможностей. Состоялись самые предварительные обсуждения. Заседание Совета РАН по космосу – это все же не защита эскизного проекта в "Роскосмосе". Здесь другой статус обсуждения, есть некая свобода полета мысли.

— Подскажите, раньше речь шла только об одном проекте "Венера-Д" и лишь недавно стало известно о комплексной программе, рассчитанной до 2035 года. Это связано с обнаружением в атмосфере Венеры фосфинов, которые могут иметь биологическое происхождение или долгосрочная программа изучения этой планеты начала формироваться заранее?

— В этой ситуации можно говорить о точном научном предвидении. Цикл жизни крупного космического проекта может достигать 20 лет и более. Сначала ученые обсуждают идею, находят поддержку для ее реализации, идет изготовление техники, потом полет, как, например, того же европейского аппарата BepiColombo, который будет добираться до Меркурия семь лет. Только после этого начинается сбор научной информации и ее обработка, а какие-то открытия могут быть сделаны еще через много лет. В этой связи очень важно предвидеть тренды научных приоритетов на десять, даже двадцать лет вперед. Правильный прогноз позволяет нам иметь определенный гандикап в планировании и реализации космических проектов. Активные разговоры в мировом научном сообществе о необходимости исследования Венеры начались несколько лет назад по инициативе именно наших ученых. Еще не зная ни о каком фосфине, мы с 2013 года вместе с коллегами из США начали обсуждения проекта, включающего долгоживущую посадочную станцию для исследования поверхности Венеры, и аэростат для мониторинга облачного слоя. Это стало вторым за последние годы направлением, вместе с необходимостью изучения полярных полюсов Луны, которое мы четко предвидели еще в начале 2010 года. Теперь все намереваются лететь на южный полюс Луны: китайцы, американцы и мы, надеюсь, не в последних рядах.

С Венерой получилось то же самое. Новая миссия позволит улучшить наши знания об этой планете. Приоритеты "Венеры-Д" — поиск причин формирования экстремального парникового эффекта, исследование высотных облаков, где температура и давление примерно соответствуют земным. Мы предугадали, что Венера может стать следующим бриллиантом космических исследований. Так постепенно и складывается.

— Сами какой позиции придерживаетесь по поводу фосфинов? Это следы жизни или результат какого-то природного процесса?

— У нас в институте в формате онлайн недавно прошла большая международная конференция, посвященная исследованиям Солнечной системы, на которой обсуждался и этот вопрос. Выяснилось, что есть нюансы. Фосфин или нет – сложно сказать, это может быть и другой газ, генерирующий линии в спектре, совпадающие с линиями фосфина. Но в целом, история с фосфином отражает тот факт, что наше понимание о том, какая жизнь и где возможна, сильно расширилось за последние несколько десятков лет. Если мы говорим о многоклеточных существах, то для них действительно, скорее всего, нужны тепличные условия. Если мы посмотрим на древнюю Землю, то первые три миллиарда лет жизнь не имела таких сложных форм. Это были только вирусы и простейшие одноклеточные. Для развития такой жизни вполне достаточно, по современным представлениям, стабильного места с подходящей температурой, водой и каким-то источником энергии — тепловым или химическим. Современная астрономия говорит о том, что таких мест в Солнечной системе довольно много. Это могут быть подледные океаны на спутниках планет-гигантов, венерианские облака, ледники Марса. Поэтому я не удивлюсь, если на Венере что-то такое найдется. Надо пытаться искать. Обнаружение любого, даже самого примитивного биологического объекта внеземного происхождения категорически изменит наши взгляды не только в фундаментальном, но и в прикладном смысле, радикально расширит понимание границ возможного в генетике и биохимии. Это одна из тех задач, которая оправдает почти любые вложения.

— Никуда не уйти от исследований Марса. На 2022 год перенесен запуск российско-европейской миссии ExoMars. Каковы дальнейшие планы? Последует ли за этой миссией возврат к идее повторения запуска аппарата "Фобос-Грунт" с целью доставки грунта со спутника Марса Фобоса — проект "Бумеранг"?

— Очень значительные силы ИКИ и НПО имени Лавочкина сейчас направлены на то, чтобы реализовать проект ExoMars. Что касается дальнейшей программы изучения Марса, то недавно по проекту "Бумеранг" был защищен технический проект, в котором оценено, какие приборы должны стоять на межпланетной станции, какие требования должны к ней предъявляться. Продолжение работ будет зависеть от финансирования, которое будет определено в единой космической программе до 2030 года.

— Вы уже упомянули ядерный буксир. Для каких научных задач он может использоваться?

— В целом, это задачи, требующие большого запаса, как мы говорим, характеристической скорости межпланетного аппарата, определяющей его способность менять орбиту. Например, как я упоминал, это возврат к Земле от планет-гигантов. Или задача посещения какой-нибудь кометы или астероида с экзотической орбитой с целью изучения, а может с целью изменения его трассы полета, если она пересекается с орбитой Земли.

— Для сверхтяжелой ракеты помимо оптического телескопа есть нагрузка?

— Наличие такого носителя открывает перед нами целый спектр новых возможностей. Конечно же, в первую очередь, это доставка тяжелых грузов на Луну. Можно вывести в точку либрации, где обычно сегодня размещают космические телескопы, более 30 тонн груза. Это серьезная конструкция, многометровая оптика. Сделать такой научный прибор не легче, чем саму сверхтяжелую ракету. Кроме того, появляется возможность быстрого полета к межзвездной среде, к границам Солнечной системы. Американские миссии Voyager в пути более 40 лет, New Horizons – 15 лет. Я бы так сказал, что если бы аппарат за десять лет долетел до межзвездной среды, это было бы достижением.

— Луноходы новые будут?

— Сверхтяжелая ракета может доставить около 20 тонн на низкую окололунную орбиту или порядка 10 тонн на поверхность Луны. С ее помощью можно привезти небольшой блок для базы или тяжелый луноход. Луноход такой размерности даже довольно сложно себе представить. "Луноход-Геолог", который разрабатывался институтом геохимии РАН, имеет массу около полутора тонн. Это ровер с бурильной установкой, способный передвигаться на сотни километров, брать пробы грунта с глубины, ставить сейсмодатчики. Опять же, любые научные установки, имеющие размерность сверхтяжа, очень дорогие проекты. Возможно, более эффективным с научной точки зрения решением станет отправка на Луну не супер-лунохода, а роя малых роверов, которые разбредутся по поверхности в поисках чего-то интересного.

— Какие задачи перед наукой стоят в исследовании Луны? Есть ли там место для пилотируемой высадки или такая политическая задача снята с повестки дня?

— Освоение Луны — это и научная, и технологическая, и политическая задача. Это элемент движения человечества в космос. В обозримом будущем, скорее всего, не стоит ждать постоянного присутствия человека на Луне. Но это не значит, что там нечего делать. Одна из самых интересных задач – исследование затененных областей на предмет обнаружения различных веществ, сохранившихся со времен формирования Солнечной системы и Земли, в первую очередь, обнаружения водяного льда. Потенциально этот лед можно использовать как ресурс для изготовления ракетного топлива и обеспечения жизнедеятельности обитаемых баз. Если освещаемая Солнцем часть Луны почти везде полностью "выгоревшая", то затененные области могут хранить, пусть не на поверхности, а под слоем реголита, первичное межпланетное вещество, возможно, с простейшей органикой. Я бы сказал, что Луна — это музей истории миллиардов лет Солнечной системы.

Второй интерес – поиск пещер, лавовых труб, где могут иметься защищенные от радиации условия для будущего существования человека.

Потом, на Луне хорошие условия для развертывания радиотелескопов. Задач хватает. Не нужно думать, что кроме поиска гелия-3 там больше ничего интересного нет.

— Если не забегать так далеко, есть ли уверенность, что в следующем году будет запущена первая российская миссия "Луна-25"?

— Пока работы идут в графике.

— Наш аппарат должен совершить посадку на южном полюсе Луны, где, как установлено, содержится водяной лед. Кстати, НАСА объявило об обнаружении следов воды на освещенной стороне Луны. Как вы восприняли эту новость?

— Представляется, что в данной новости есть довольно большая доля пиара. Собственно, о наличии некоторого количества воды в приповерхностном слое Луны известно довольно давно. Одна из наиболее подробных карт распространения воды, точнее, льда, была составлена по результатам работы российского прибора ЛЭНД, сделанного в ИКИ РАН и работающего на американском спутнике LRO. Именно эти результаты стали основной причиной выбора окрестностей южного полюса как наиболее перспективного места для размещения лунной базы. Основной вопрос, какой именно район наиболее удобен, как с точки зрения воды, так и освещенности Солнцем, рельефа и так далее. Воды на Луне все-таки довольно мало и сочетание различных способов ее диагностики позволит нам более надежно определить места ее наибольшей концентрации.

— Вы назвали много научных проектов, но где на это все взять деньги? Один из способов сэкономить – развивать международное сотрудничество?

— Цели исследования квазаров или жизни на Марсе одинаковы для всех стран. Изучение и освоение космоса – задача всего человечества. Если не нами, то кем-то другим на Земле все перспективные проекты постепенно будут реализованы и придуманы новые. Международное сотрудничество позволяет разделить финансовое бремя, привлечь наилучшие доступные компетенции и технические решения, достичь наивысшей эффективности исследований. Космическое приборостроение – направление немассовое, часто нужными технологиями владеют только один-два научных центра на Земле, и замыкаться в рамках только чисто национальных проектов совершенно нерационально.

Источник