Авіаційно-космічний
Повернення зразків з Марса (NASA–ESA) – доставка Марса на Землю
Securities.io дотримується суворих редакційних стандартів і може отримувати винагороду за перевірені посилання. Ми не є зареєстрованим інвестиційним консультантом, і це не є інвестиційною порадою. Будь ласка, перегляньте наші розкриття партнерів.
Чому варто повертати зразки з Марса замість аналізу на місці?
Марс здавна захоплював уяву вчених та письменників-фантастів, ще з тих пір, як примітивні телескопи змусили нас повірити у наявність штучних каналів на поверхні планети.
Завдяки SpaceX Ілона Маска, яка радикально знизила вартість досягнення орбіти Землі, схоже, що ми можемо бути вже за кілька років, або, що більш ймовірно, принаймні за десятиліття, до першої пілотованої місії на Марс.
Після прибуття на Марс перші люди-дослідники зіткнуться з зовсім іншим набором завдань, ніж астронавти, які вперше висадилися на Місяць. Будь-яка марсіанська місія буде далеко не кількаденними експедиціями з мінімальними запасами, а триватиме роками, з перебуванням на поверхні щонайменше кілька місяців. Як наслідок, пілотована місія на Марс має бути своєрідною протоколонією, що вимагатиме певного використання місцевих ресурсів для підтримки життя астронавтів.
джерело: Досліджуйте глибокий космос
Тому вкрай важливо, щоб ми знали більше про поверхню та геологію планети, про те, якими насправді є марсіанські мінерали, замість здогадок та оцінок, які ми могли робити досі.
Для цього локальний аналіз за допомогою інструментів, встановлених на зондах та роботах, загалом недостатній, оскільки вони повинні бути надзвичайно енергоефективними та легкими, що виключає використання багатьох найкорисніших аналітичних методів.
Натомість, повернення на Землю зразка марсіанської породи дасть вченим можливість використовувати найсучасніші та найчутливіші методи виявлення, щоб краще зрозуміти історію червоної планети.
Саме це є причиною створення програми «Повернення зразків з Марса» під керівництвом NASA та ESA (Європейського космічного агентства).
Ідея полягає в тому, щоб зібрати проби марсіанського пилу та каміння і відправити їх назад на Землю. Через надзвичайно великі відстані це завдання далеко не просте, і проєкт мав непростий початок, з проблемною розробкою та перевищенням коштів, навіть під загрозою скасування.
Однак, оскільки інші конкуруючі програми прагнуть вперше повернути людству корисні копалини з іншого світу, зокрема з китайської космічної програми, цілком ймовірно, що американо-європейська програма продовжиться в тій чи іншій формі.
Схованка наполегливості: Що в трубах (оновлення 2025 року)
Місія «Наполегливість», запущена у 2020 році та приземлилася у 2021 році – це найновіший і найамбітніший зонд, відправлений на Марс, а марсохід важить як великий автомобіль.
Наполегливість також поєднувалася з Гелікоптер Ingenuity Mars, перший гелікоптер, якому вдалося здійснити політ у дуже розрідженій марсіанській атмосфері (2% від земної). Компанія Ingenuity здійснила 72 польоти на відстань понад 11 миль (18 кілометрів).
Ці зонди доповнюють 3.7-тонний ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), який прибув на Марс у 2016 році та створив з орбіти глобальну карту розподілу води з точки зору водяного льоду або гідратованих водою мінералів у неглибоких шарах поверхні Марса.
«Наполегливість» приземлилася в кратері Джезеро, ударному кратері шириною 45 кілометрів, який, на думку вчених, колись був затоплений водою та був домівкою для давньої дельти річки. Тож він, ймовірно, не лише містив воду в далекому минулому, але й міг містити докази стародавнього життя.
У поєднанні з дуже рівнинним ландшафтом та розташуванням трохи північніше марсіанського екватора, потенціал наявності водних покладів глибоко під поверхнею також робить кратер Джезеро потенційним місцем для пілотованої висадки на Марс.
«Персеверанс» проїхав навколо кратера 18.5 миль (30 кілометрів) протягом 3 з половиною років.
Можливо, ще важливіше те, що «Наполегливість» також зібрала 25 зразків гірських порід та реголіту (дрібне каміння та пил поверхні), а також один зразок повітря під час дослідження кратера Джезеро.
Ці зразки були зібрані за допомогою невеликого свердла, який створив довгу трубку з каміння, запечатану в металевому контейнері.
Буде зібрано ще 5 «пробірок-свідків», а також докази чистоти системи протягом усього процесу відбору проб.
джерело: NASA
Зібрані зразки являють собою суміш осадових порід (відкладених водою) та магматичних порід (твердої магми).
Як працює повернення зразків з Марса: посадковий модуль → MAV → ERO → Земля
Досі всі марсіанські місії були подорожами в один кінець, а наші ракети ледве вистачало потужності, щоб відправити на Марс і висадити на поверхню багатотонні марсоходи кожної місії.
У цьому відношенні «Наполегливість» нічим не відрізнялася, адже сам марсохід був приречений залишатися на поверхні Марса.
Щоб зібрати зібрані зразки, потрібно буде запустити ще одну місію, щоб висадити на поверхню спеціалізовану систему, яка повернеться в космос після збору зразків.
Для цього знадобиться «марсохід», який збиратиме зразки, скинуті «Perseverance» на поверхню Марса, використовуючи роботизовану руку для їх підйому та завантаження в ракету, здатну повернутися в космос, – Mars Ascent Vehicle.
Орбітальний апарат буде там, щоб приймати зразки на марсіанській орбіті та доставляти їх назад на Землю.
Потім зразок буде доставлений на орбіту Землі третьою місією, яка забезпечить його безпечну та неушкоджену посадку на Землі для аналізу.
джерело: ESA
Заявлена мета NASA — доставити ці зразки на Землю до 2030-х років. Перш ніж зразки можна буде відкрити на Землі, їх буде переміщено до комплексу біобезпеки 4-го рівня (об'єкта планетарного захисту), який зараз планують створювати NASA та Європейський космічний фонд. Усі системи стримування повинні запобігати вивільненню можливих марсіанських органічних речовин або мікробів — це важливий крок для забезпечення планетарного захисту та громадської безпеки.
Проблеми MSR: дебати щодо вартості, графіка та архітектури
У 2023 та 2024 роках стало очевидним, що початковий план та бюджет місії «Повернення зразків на Марс» опинилися в проблемі, оскільки її планували значно затримати (можливо, до 2040-х років) та перевищити бюджет.
Зі зростанням витрат з і без того величезних 6 мільярдів доларів до щонайменше 11 мільярдів доларів, це негативно поставило програму в центр уваги.
Тож, хоча зразки були ефективно створені місією Perseverance, їх збір та доставка на Землю можуть постраждати через складний дизайн місії.
Посадковий модуль для отримання зразків (SRL): небесний кран проти комерційної доставки
SRL пройшла через багато різних концепцій.
Конструкція посадкового модуля зазнала кардинальних змін за останні два роки: спочатку це був дуже великий посадковий модуль із марсоходом для завантаження зразків, потім два посадкові модулі, а тепер це посадковий модуль середнього розміру без марсохода та з двома гелікоптерами.
джерело: Планетарне суспільство
У січні 2025 року NASA оголосило, що розглядає 2 можливі варіанти проектування фази посадки:
- Перший варіант використовуватиме раніше розроблені конструкції систем входу, спуску та посадки, а саме метод небесного крана, продемонстровано за допомогою місій «Цікавість» та «Наполегливість».
- Другий варіант «використання нових комерційних можливостей для доставки корисного навантаження посадкового модуля на поверхню Марса».
джерело: NASA
В обох випадках сонячні панелі платформи будуть замінені на радіоізотопна система живлення що може забезпечувати енергією та теплом протягом сезону пилових бур на Марсі, що дозволяє зменшити складність.
Загалом, схоже, що в NASA точаться гарячі дебати щодо того, чи варто їм продовжувати «звичайний режим роботи», дотримуючись менш амбітних та дорожчих перевірених методів, чи ризикувати втратою марсіанських зразків з Perseverance на користь неперевіреної та дешевшої нової конструкції, виготовленої приватними компаніями.
Марсіанський апарат для підйому (MAV): конструкція, ризики та готовність
Також під питанням знаходяться конструкції марсіанського апарату підйому на Марс (MAV) та орбітального апарату з поверненням на Землю (ERO).
MAV була спроектована як двоступенева ракета і мала зберігатися всередині SRL.
джерело: NASA
джерело: NASA
Через це ракету важко побудувати, оскільки вона повинна витримати уповільнення 15G під час посадки на Марс, а потім розгорнутися автономно для автоматичного запуску без прямого керування з Землі через затримку передачі.
Тож, без команди на місцях для проведення передпускового ремонту та налаштувань, це підвищує планку надійності.
Існує думка, що місія NASA з повернення зразків на Марс (MSR) затримується через нерішучість, але справжня затримка полягає в кількох десятиліттях пошуку традиційного рішення для двигуна, а не в технологічному прогресі для розробки та випробування марсіанського підйомного транспортного засобу (MAV) для запуску зразків на орбіту Марса.
MAV, ймовірно, є найскладнішою частиною місії, і та, яка найменш просунута на стадії розробки. Потенційно, важчий посадковий модуль міг би вирішити цю проблему, дозволивши створити більший та простіший у будівництві MAV.
Орбітальний апарат з поверненням на Землю (ERO): гібридний рух та захоплення
Поки що ERO є відповідальністю Європейського космічного агентства (ЄКА); це буде найбільший космічний апарат, який коли-небудь обертався навколо Марса, з розмахом крил 38 метрів (125 футів).
Такий великий розмір зумовлений його масивною сонячною батареєю, оскільки він використовуватиме найпотужніший електричний двигун, який коли-небудь використовувався для міжпланетної місії, а також використовуватиме хімічний двигун для виходу на орбіту Марса.
джерело: ESA
ERO знадобиться близько двох років, щоб досягти своєї операційної орбіти навколо Марса, рік — щоб виконати свою місію на Марс, і ще два роки — щоб покинути Марс і повернутися на Землю.
ERO, ймовірно, менш проблематична, ніж MAV, оскільки вона здебільшого є великою версією перевірених конструкцій, з якими знайоме ESA. Однак контроль витрат був проблемою в минулому для Європейського космічного агентства.
Бюджетні пропозиції на 2026 фінансовий рік: що поставлено на карту для MSR
У квітні 2024 року NASA оголосило, що розпочне «Пошук інноваційних проєктів» для місії «Повернення зразків на Марс».
«Суть у тому, що бюджет у 11 мільярдів доларів – це занадто дорого, а дата повернення у 2040 році занадто далека».
Нам потрібно дивитися нестандартно, щоб знайти шлях уперед, який буде водночас доступним і забезпечить повернення зразків у розумні терміни».
Додатковий тиск – це Федеральний бюджет США на 2026 рік передбачає значне скорочення витрат NASA, зокрема на повернення марсіанських зразків..
Це відбувається на тлі того ж набору рішень, які також планують щодо ракети SLS (Космічна система запуску) та капсул Orion, які раніше були основою Місії Артеміди, яка буде виведена з експлуатації після запуску «Артеміди III», а МКС замінена комерційною космічною станцією.
Відповідно до пріоритету адміністрації повернення на Місяць перед Китаєм та відправкою американця на Марс, бюджет сприятиме розвитку пріоритетних науково-дослідних місій та проектів, що припинить фінансово нестійкі програми. включаючи повернення зразків з Марса.
Можна також зазначити, що в тій самій президентській заяві критикували NASA за її «зелений» або прогресивний порядок денний, що викликало занепокоєння, що повернення зразків на Марс є побічними збитками переважно політичної боротьби.
«Цей бюджет покладає край витратам на «зелену авіацію», спрямованим на боротьбу зі зміною клімату».
Цей бюджет також забезпечить подальше скасування будь-якого фінансування невідповідних ініціатив DEIA, натомість спрямуючи ці кошти на місії, здатні просувати основну місію NASA.
Найімовірніше, загроза для проекту «Повернення зразків з Марса» — це здебільшого стратегія Білого дому, спрямована на те, щоб змусити NASA розглянути нові варіанти проекту, замість того, щоб пасивно погоджуватися на перевищення бюджету на багато мільярдів доларів у той час, коли фінансування наукових проектів скорочується.
Приватні компанії пропонують власну альтернативу, багато з яких стверджують, що виконують завдання лише за частку від прогнозів NASA.
Глобальна гонка: китайський Tianwen-3 та MMX JAXA
Проведіть пальцем, щоб прокрутити →
| Елемент | Що це робить | Провідне агентство | Статус (2025) | Ключові ризики | Відомі галузеві опції |
|---|---|---|---|---|---|
| Посадковий модуль для отримання зразків (SRL) | Приземлитися біля схованки; завантажити трубки до MAV | NASA JPL | Досліджуються архітектури подвійної посадки (небесний кран проти комерційного), перевага надається ядерній енергетиці | Запаси маси/потужності; складність EDL | Доставка комерційного посадкового модуля; посадковий модуль Lockheed InSight-heritage |
| MAV (марсіанський апарат для сходження на Марс) | Запуск контейнера зі зразками на орбіту Марса | МСР НАСА | Найбільш технічно ризикований; двоступеневий твердофазний/рідкий торговий простір | Автономний запуск, теплові навантаження, надійність | Lockheed/інші прайми; концепції на основі нейтронів Rocket Lab |
| ERO (Земний орбітальний апарат з поверненням) | Зустріч, захоплення, політ на Землю | ESA | розмах крил ~38 м; гібридний двигун; місія ~5 років | Тривалість потужності/пропелера, динаміка захоплення | Промислова команда під керівництвом ЄКА; Система входу в Землю НАСА |
| Система проникнення в землю (EES) | Капсула для повторного входу; утримання зразка | NASA | Спадщина від OSIRIS-REx; протоколи PPRO | Стерильне поводження; ланцюг зберігання | Спадщина капсули повернення Lockheed |
| Китайська АЕС «Тяньвень-3» (порівняння) | Збір дроном; повернення ≥500 г | ЦНСА | Запуск ~2028; повернення ~2031 | Складність подвійного запуску; глибоке буріння | Китайська промислова команда |
Китайська місія
Вагомою причиною сумніватися в остаточному скасовуванні місії «Повернення зразків з Марса» замість радикальної переробки з нуля є те, що інші космічні агентства наполягають на власних місіях з подібними цілями.
Враховуючи намір США залишатися провідною космічною державою, було б політично неприйнятно, щоб Китай випередив NASA у цьому завданні, що може статися лише після повернення до цієї тенденції у 2040-х роках.
Китай оголосив про плани місії з повернення зразків на Марс під назвою «Тяньвень-3», яка буде запущена наприкінці 2028 року з метою повернення…»не менше 500 грамів марсіанських зразків на Землю приблизно до 2031 року".
Хоча це набагато менший зразок, коротші терміни все ж дозволять Китаю претендувати на перемогу в отриманні першого в історії марсіанського зразка, доставленого на Землю.
«Тяньвень-3» використовуватиме не марсохід, а дрон для збору зразків з місць, розташованих у межах кількох сотень метрів від місця посадки.
Весь процес плану місії є дуже складним, включає 13 фаз та використовує технології виявлення на місці та дистанційного зондування.
«Тяньвень-3» стане першою міжнародною місією, яка проведе буріння на глибину 2 метри для збору зразків на Марсі.
Японська місія
Японське агентство аерокосмічних досліджень (JAXA) оголосило про план під назвою Дослідження марсіанських супутників (MMX) для отримання зразків із супутників Марса, Фобоса або Деймоса.
Хоча це не зовсім марсіанська місія, вона може мати великий інтерес, оскільки ці невеликі астероїди, що обертаються навколо Марса, часто розглядалися як варіант для створення постійної космічної станції навколо червоної планети.
Це також має бути набагато простіше, наскільки можна назвати простою посадку на астероїд, оскільки зондам і зразкам не довелося б мати справу з посадкою, а потім з виходом з марсіанської гравітаційної колодязі.
джерело: Багато світів
Інвестування в марсіанських новаторів
1. Локхід Мартін
(LMT )
Lockheed Martin — одна з найбільших у світі аерокосмічних та оборонних компаній.
Тож це не лише космічна компанія, а й та, що стоїть за такими культовими літаками, як Вертольоти Black Hawk або F-16, а також сучасне обладнання, як F-35, літаючі радіолокаційні літаки або логістичні літаки, такі як Галактика С-5 & C-130J Super Hercules.
джерело: Lockheed Martin
Він також є виробником деяких найважливіших ракетних систем американської армії, таких як JASSM, дротик, ATACMS та HIMARS, що користується надзвичайно високим попитом після виснаження запасів через конфлікт в Україні.
Він також є важливим постачальником систем протиракетної оборони, таких як морські AEGIS і THAAD (Terminal High Altitude Area Defense) від балістичних ракет.
джерело: Lockheed Martin
Однак, компанія займається не лише зброєю. Досвід у військовій авіоніці та ракетах чудово перетворюється на досвід у ракетній техніці та космічних апаратах.
Щодо місії «Повернення зразків на Марс», Lockheed має великий досвід, будуючи 11 з 22 марсіанських космічних апаратів NASA протягом багатьох років та надаючи підтримку всім їм. Компанія запропонувала дешевшу та спрощену місію, яка б використовувала менший посадковий модуль, менший марсіанський апарат та меншу систему виходу на Землю.
Цільова ціна становитиме «лише» 3 мільярди доларів. Посадковий модуль буде побудований на основі Посадковий апарат InSight, який успішно приземлився на Марс у 2018 році.
Lockheed також є головним підрядником з проектування, розробки, випробування та виробництва космічного корабля Orion, який є найменш суперечливою або ризикованою частиною скорочення бюджету всієї програми Artemis.
Компанія бере активну участь в інших космічних програмах, таких як ЇДЕ-Р метеорологічні супутники, колекція зразків астероїдів OSIRIS-REx, зонд «Юпітер» ЧЕРВОНЬ, та жилет із захистом від радіації, який можна носити, AstroRad.
Загалом, від ключових військових систем до не менш важливих космічних апаратів та програм, Lockheed Martin знаходиться на передовій американських інновацій та досліджень глибокого космосу.
Компанія повинна отримати вигоду від пізніших ітерацій програми Artemis, а також багатьох інших місій, орієнтованих на глибокий космос та Марс, у довгостроковій перспективі.
(Ви можете дізнатися більше про компанію в нашому спеціальному інвестиційному звіті «Lockheed Martin (LMT) у центрі уваги: лідер у галузі оборони та аерокосмічної галузі»).
2. Нортроп Грумман
(NOC )
Northrop Grumman — оборонна аерокосмічна компанія, найбільш відома завдяки створенню культовий стратегічний бомбардувальник-невидимка B-2, кожна з яких коштує майже мільярд доларів. Цьому дизайну більше 20 років збирається замінити B-21, який все ще знаходиться в розробці.
Компанія також знаходиться на самому краю космічних технологій і над цим значно працювала найсучасніший космічний телескоп Джеймса Вебба.
джерело: Northrop
Компанія отримує більшу частину своїх доходів від космічних і аеронавтичних систем, з іншим великим сегментом, підрозділом систем місії, який охоплює широкий спектр датчиків, програмного забезпечення для кіберзахисту, захищеного зв’язку та C4ISR (командування, управління, зв'язок, комп'ютери, розвідка, спостереження та розвідка).
Він також є провідним виробником боєприпасів, від малого калібру до керованих снарядів і великого калібру.
джерело: Northrop
Компанія з нетерпінням чекає на свою позицію постачальника передової зброї з розробкою та розгортанням автономні системи озброєння, такі як X-47B, безпілотний вертоліт Fire Scout, дрони спостереження Global Hawk і MQ-4C Triton, або майбутні автономні ударні дрони.
Компанія знаходиться на краю розвитку зброя прямої дії (лазери), електронна війна, системи захисту від дронів та міжконтинентальні балістичні ракети.
Northrop Grumman надає США деякі зі своїх найсучасніших можливостей, від космосу до інтегрованого командування та важких бомбардувальників-невидимок.
Це може постраждати від скасування SLS, але компанія все ще залишається лідером у космічних технологіях, таких як гіперзвукові апарати, системи попередження про ракети та їх відстеження, супутниковий зв'язок та... рушійні системи.
3. Ракетна лабораторія
(RKLB )
Rocket Lab є одним із найсерйозніших конкурентів SpaceX на ринку багаторазових ракет.
Спочатку компанія зосередилася на малих ракетах, використовуючи систему запуску Electron (320 кг корисного навантаження), яка поступово перетворюється на... частково багаторазова ракета. Наразі Electron розгорнув 224 супутників у 70 запусках.
Пізніше Rocket Lab розглядає можливість створення багаторазової ракети середнього розміру Neutron, порівнянної з Falcon 9 (8,000 кг до низької навколоземної орбіти в режимі повністю багаторазового використання, 1,500 кг до Марса або Венери).
джерело: Ракетна лабораторія
«Нейтрон» буде оснащений ракетним двигуном, що спалює метан (як у «Зоряного корабля»), що, схоже, є трендом для наступного покоління ракет.
Він буде використовувати нещодавно відкритий Стартовий комплекс 3, А також спеціально побудований посадковий майданчик у морі, побудований верф'ю Bollinger Shipyards, найбільша приватна компанія з будівництва та ремонту нових судноплавних суден у Сполучених Штатах.
джерело: Ракетна лабораторія
Ракетна лабораторія запропонувала використовувати нейтрон для Місія з повернення зразків з Марса вартістю 2 мільярди доларівЦе не перший випадок, коли Rocket Lab допомагає NASA:
- майбутній проект NASA ЕСКАПАДАМісію (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) для вивчення взаємодії сонячних вітрів з магнітним полем та атмосферою Марса буде побудовано Rocket Lab.
- Він постачає космічний апарат cubesat для NASA КАПСТОН (Експеримент з технологій операцій та навігації автономної системи позиціонування Cislunar) – місія для перевірки стабільності орбіти навколо Місяця, запропонованої агентством космічним апаратом Lunar Gateway.
Компанія також вирізняється повністю вертикально інтегрованим процесом виробництва супутників, що дозволяє їй оптимізувати витрати та швидкість проектування.
Це призвело до кількох контрактів з NASA та урядом США, в тому числі контракт на військовий супутник на суму 515 мільйонів доларів. І цивільний контракт на 143 мільйони доларів для Globalstar.
Rocket Lab також є великим виробником сонячних панелей для супутників після придбання SolAero Technologies у 2022 році, із понад 1000 супутниками, які живляться від цих панелей, і загалом виготовлено сонячні елементи потужністю 4 МВт.
джерело: Ракетна лабораторія
Наразі його система запуску залежить від зовнішніх постачальників, але ряд стратегічних придбань змінює це, відтворюючи для систем запуску стратегію вертикальної інтеграції, вже досягнуту в проектуванні та виробництві супутників.
Компанія також розглядає можливість створення телекомунікаційного угруповання LEO для отримання постійних доходів. Це також сприяє дослідженню для виробництво в космосі з Varda Space Industries та перевірка орбітального сміття.
Хоча SpaceX мала бізнес-талант (і гроші) Ілона Маска для розробки своєї технології з нуля, Rocket Lab використовувала поєднання досліджень і розробок та придбань для вертикальної інтеграції необхідної технології.
Він виявився дуже успішним у виробництві супутників, і тепер вони прагнуть відтворити цю стратегію для ракет багаторазового використання. Враховуючи існуючий грошовий потік від виробництва супутників та успіхи Electron, Rocket Lab є гарним кандидатом, щоб наздогнати SpaceX у стартовому ривку.
(Ви можете дізнатися більше про компанію у нашому спеціальному інвестиційному звіті про Rocket Lab.)
