Игорь Митрофанов: на Марсе есть "оазисы" с жидкой водой, в которой может существовать жизнь

Космические агентства разных стран не оставляют планов по дальнейшему изучению и освоению Луны и Марса, в том числе с помощью пилотируемых полетов. В частности, как сообщили в ноябре в Ракетно-космической корпорации "Энергия", российские космонавты могут впервые ступить на поверхность естественного спутника Земли в 2031 году.

Как будет выглядеть отечественная программа освоения человеком Луны, которая станет прологом к марсианской программе, есть ли жизнь на Марсе и почему отправлять туда космонавтов сейчас опасно, рассказал в интервью ТАСС заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Института космических исследований РАН доктор физико-математических наук Игорь Митрофанов.

—​ Сейчас много говорится о наличии воды на Луне. Сколько ее там, какой интерес для изучения она представляет?

— Вода на Луне залегает в основном в районе полюсов, но ее там значительно меньше, чем, например, на Марсе. Если на Марсе в полярных районах это десятки процентов по массе, то на Луне — проценты. Однако это все равно гораздо больше, чем мы ожидали.

Вода в реголите на лунных полюсах — это водяной лед, который мы условно называем "свободной" водой. Есть еще "связанная" вода, молекулы которой как бы "встроены" в более сложные химические структуры — минералы.

Вода интересует нас, прежде всего, с точки зрения освоения нашего естественного спутника — это важнейший ресурс для системы жизнеобеспечения будущей обитаемой станции. Кроме того, из нее можно получить водород и кислород, что пригодится для заправки топливом космических аппаратов.

Научное исследование "свободной" лунной воды важно с точки зрения выяснения вопроса о происхождении жизни на Земле. За время существования Земли с ней сталкивались многие ледяные кометы. Если, как предполагают многие астробиологи, они действительно принесли на нашу планету сложные предбиологические химические соединения, которые стали основой происхождения жизни, то аналогичные соединения другие кометы приносили и на Луну.

— В прошлом веке реголит уже привозили на Землю. Почему он не годится для таких исследований?

— Да, образцы грунта привезли американские астронавты в проекте "Аполлон" и советские автоматические станции. Но это был экваториальный грунт, пропаленный солнечной радиацией и почти не содержащий "свободной" воды. То есть в этих образцах нет межпланетного льда, принесенного кометами.

В 2024–2025 годах с помощью аппаратов российской миссии "Луна-Грунт" планируется доставить на Землю полярный реголит с вмерзшими в него льдом и летучими соединениями. Тогда мы сможем установить, является ли этот лед кометным и присутствуют ли в нем сложные молекулярные структуры, которые можно было бы считать предбиологическими.

А учитывая, что кометы сформировались из протопланетного облака, а оно из межзвездной среды, получается, что, изучая грунт полярной Луны, мы сможем получить доступ к веществу, существовавшему еще до возникновения Солнечной системы. То есть "Луна-Грунт" — это некая "машина времени"

— Когда на Луну полетят российские космонавты? Какие задачи стоят перед ними?

— Обеспечьте нам необходимое финансирование сейчас, и мы за 7–10 лет отправим космонавтов на полюс Луны. Технически это полностью реализуемо.

Однако в XXI веке нам нужно не просто прилететь на Луну, провести короткие исследования, оставить флаг и улететь, как это сделали США в прошлом веке. В текущем веке — эпоха освоения Луны, и странам — членам "лунного клуба" потребуется постепенно создавать и наращивать там инфраструктуру, как это было в Антарктиде.

На Луне должны быть созданы и налажены энергетическая система, обеспечивающая энергией станции и аппараты, системы добычи и выработки компонентов ракетного топлива, обслуживания и дозаправки космических аппаратов и т. п. Также у лунной программы должна быть разнообразная научная часть: и обсерватории, и налунные лаборатории с различной специализацией.

Например, там будут созданы лаборатории астроботаники и астробиологии. Крайне интересно получить ответ на вопрос "Можно ли вырастить земные растения в лунной оранжерее?" Все живое на Земле существует в магнитном поле, и до сих пор не известно, как земные организмы и растения поведут себя в ситуации гипомагнетизма, когда магнитное поле отсутствует. Кстати, пока влияние гипомагнетизма не будет изучено, говорить о полетах человека в дальний космос преждевременно.

Также на Луне будут ставиться эксперименты по добыче полезных ископаемых, в том числе для лунной базы.

— Как будет развиваться пилотируемая миссия на Луну?

— Бюджетные средства и производственные ресурсы ограничены, поэтому пилотируемую миссию нужно подготавливать последовательными шагами. Сперва создаваемый сегодня перспективный пилотируемый корабль "Федерация" пройдет отработку на околоземной орбите и будет отправлен в полет на орбиту вокруг Луны.

На этом этапе мы планируем совместить работу космонавтов на орбите с автоматическими аппаратами, которые смогут совершать посадку на Луну с возможностью управления с борта остающейся на орбите "Федерации". Это очень красивая задача, варианты ее реализации мы прорабатываем с коллегами из Ракетно-космической корпорации "Энергия" и ЦНИИмаш. Роботы будут садиться в различные районы Луны, проводить исследования, собирать образцы, затем взлетать и стыковаться с кораблем. Экипаж будет забирать собранные образцы, готовить аппарат к следующему полету, заправлять и отправлять в новый район.

Космонавты на борту "Федерации" будут проводить активные эксперименты: они смогут как телеоператоры работать различными манипуляторами с объектами на поверхности Луны. То есть на начальном этапе экипаж будет оставаться на орбите, и не потребуется больших затрат на создание посадочного аппарата.

На следующем этапе в наиболее интересном для исследователей приполярном районе будет создаваться "поселение" роботов-автоматов (так называемый Полигон) с постепенным расширением инфраструктуры. Первый пилотируемый спуск на Луну будет кратковременным спуском — посещением "Полигона", этой "деревни" автоматов. Продолжительность этой экспедиции составит от одной до двух недель — столько длится лунный полярный день.

И наконец, на третьем этапе в районе "Полигона" будет построена инфраструктура лунной полярной базы для продолжительных посадочных миссий — от нескольких недель до месяцев. Основным элементом этой инфраструктуры будет обитаемый модуль с радиационной защитой от космического излучения и с системой жизнеобеспечения на основе лунных ресурсов.

— И когда можно реально ожидать, что люди начнут работать на лунной базе?

— Если с финансированием все будет хорошо, то это 2030-й год, именно тогда мы сможем приступить к созданию посещаемой базы на Луне (необходимости держать экипажи на Луне постоянно нет).

К примеру, там можно установить астрофизический телескоп и встроить его в созданную ранее инфраструктуру, чтобы он получал энергию от энергетического модуля, имел доступ к каналам связи и управления. К такому телескопу экипажу нужно прилетать только, скажем, для ремонта или апгрейда каких-то отдельных узлов или деталей.

— Какими данными на сегодняшний день располагают ученые относительно количества воды на Марсе? Может ли в ней присутствовать жизнь?

— Воды на Марсе много, в разы больше, чем на Луне. Основная форма ее присутствия на этой планете — свободный лед вечной мерзлоты в порах грунта. Причем ближе к полюсам планеты, выше 60 градусов на севере и юге, именно водяной лед является основным породообразующим элементом.

Наличие водяного льда в грунте на Красной планете позволяет предположить, что под поверхностью присутствуют "оазисы" с жидкой водой, в которой могут существовать примитивные формы жизни. Либо же в современной замерзшей воде сохранились фрагменты примитивных древних организмов, которые существовали в первичном океане в эпоху раннего Марса (более 3,5 млрд лет назад). В тот период Марс, по нашим данным, был гораздо больше похож на Землю, имел гораздо более плотную атмосферу, чем сейчас, и похожее на земное сильное магнитное поле.

— В чем заключается основная цель изучения Марса?

— Основная ближайшая цель на сегодня — вернуть грунт с Марса на Землю и получить ответ, была ли когда-то жизнь на этой планете.

— Как вы думаете, жизнь на Марсе была?

— Есть косвенные признаки, которые показывают, что на Марсе была или даже есть сейчас примитивная форма жизни. Среди этих признаков, кроме большого количества водяного льда, следует упомянуть наличие метана в марсианской атмосфере — это тоже очень сильный аргумент в пользу того, что там могут происходить какие-то активные биологические процессы.

Я думаю, что примитивная жизнь могла быть распространена на Марсе довольно широко, но сейчас, возможно, остались только какие-то локальные "оазисы" с той средой, в которой эта жизнь все еще может существовать. Возможно, она и является причиной того, что иногда в отдельных районах Марса происходят выбросы метана в атмосферу.

Но до тех пор, пока с Красной планеты не будут доставлены образцы вещества для исследований в земных лабораториях, всегда найдутся скептики, которые смогут объяснить то или иное явление на современном Марсе без привлечения гипотезы о его биологическом происхождении. Только после того, как будут найдены молекулярные структуры, которые не могут иметь никакого другого происхождения, кроме биологического, можно будет однозначно утверждать, что жизнь на Марсе в той или иной форме была или даже присутствует в настоящее время.

Более того, я думаю, что до тех пор, пока вопрос о жизни на Марсе не будет так или иначе решен, космический аппарат с экипажем на борту туда отправлять преждевременно. Следует вначале убедиться в том, что на Марсе нет ничего биологически опасного для земных организмов и для людей.

— Есть какие-то технические проблемы с доставкой грунта с Марса?

— Мешает только отсутствие необходимого финансирования. Вообще, существуют две категории трудностей в освоении космоса — техническая и финансовая. Так вот, технических преград для автоматической миссии по доставке грунта с Марса у нас нет. Есть только финансовые ограничения на темп, с которым мы можем продвигать марсианскую программу.

А вот для доставки людей на Марс технический запрет действительно существует: он связан с тем, что радиационная обстановка на этапе межпланетного перелета и на поверхности Марса несовместима с безопасностью экипажа в том случае, если будут использоваться технически возможные в настоящее время космические аппараты. На современном космическом аппарате полет на Марс должен продолжаться достаточно долго, около полугода, и полученная экипажем доза радиации может существенно превысить допустимые значения.

Поэтому про полеты людей мы пока не можем сказать: "Дайте нам необходимое финансирование, и мы отправим человека на Марс". Для Луны уже сейчас мы технически готовы создать пилотируемые космические аппараты, а для Марса — пока нет. Необходимо создать более быстроходные космические аппараты, которые смогут покрывать расстояние "Земля — Марс — Земля" не за месяцы, а за недели.

— Сколько времени может потребоваться для подготовки программы по возврату грунта с Марса?

— Такую программу можно выполнить за 10–15 лет, с технической точки зрения тут все более-менее понятно — уже сейчас мы понимаем, как садиться на Марс, и после реализации 1–2 отработочных проектов сможем выполнить возврат капсулы с грунтом Красной планеты. Такая программа обойдется российским налогоплательщикам а 30–40 млрд рублей, то есть примерно по 500 рублей с каждого.

Для пилотируемой экспедиции на Марс нужна новая техника: необходимо создать новые космические системы, испытать их и отработать. Кстати, именно в рамках лунной программы мы сможем отработать и элементы будущей пилотируемой миссии к Марсу.

— Когда человек, по вашей оценке, сможет полететь на Марс? И как можно защититься в перспективе от радиации?

— Чтобы избежать повышенной дозы радиации в пилотируемом полете к Марсу, нужно лететь быстро. Есть еще вариант делать аппарат с радиационной защитой, но мне кажется, что это слишком сложная задача — получается очень большой корабль, создание которого потребует несколько запусков и сборку на околоземной орбите. При быстром перелете можно выбрать период относительно спокойного Солнца, а накопленная доза от галактических космических лучей будет вполне допустимой.

Для быстрого полета марсианскому кораблю нужны ядерные ракетные двигатели, а это новые разработки и значительные финансовые затраты. Кроме этого, на Марсе также должна быть предварительно создана инфраструктура с обитаемым модулем, который для радиационной защиты должен быть покрыт как минимум метровым слоем грунта.

Пилотируемая экспедиция на Марс — задача не из легких. По моей оценке, технически мы сможем ее реализовать примерно в 2040–2050 годах. При этом марсианская экспедиция, вероятно, будет выполнена на основе консолидации международных усилий.

Беседовала Валерия Решетникова