Компанії, обрані NASA для вивчення альтернативних підходів до реалізації програми повернення зразків з Марса (Mars Sample Return, MSR), запропонували різні варіанти своєї роботи: від зміни одного компонента до повної перебудови всієї архітектури місії.
У червні NASA обрало сім компаній для 90-денних досліджень вартістю до $ 1,5 млн кожне, щоб вивчити різні концепції, які могли б знизити вартість або покращити графік реалізації MSR. NASA запросило ці дослідження у квітні після того, як дійшло висновку, що поточні плани щодо повернення зразків, зібраних марсоходом Perseverance, можуть коштувати до $ 11 млрд і не повернуть зразки до 2040 року.
«Ця архітектура, як ми знаємо, надто дорога. NASA попросило індустрію запропонувати способи покращення», – сказав Джим Грін, колишній головний учений NASA, під час панельної дискусії на конференції AIAA ASCEND 30 липня, на якій були присутні три компанії, вибрані для цих досліджень. Ні компанії, ні NASA не оприлюднили деталей своїх досліджень, за винятком назв їхніх пропозицій, відібраних агентством у червні.
Деякі компанії шукають способи переглянути конструкцію марсіанської злітної ракети (Mars Ascent Vehicle, MAV), яка буде доставлена на поверхню Марса на посадковому модулі, а потім запустить зібрані марсоходом Perseverance зразки на орбіту. NASA, у своєму запиті на пропозиції, виділила MAV як сферу особливого інтересу для агентства.
MAV, як вона спроєктована на даний час, є двоступеневою ракетою висотою близько трьох метрів, оснащеною твердопаливними двигунами. «Ми збираємося вивчити, як найкраще оптимізувати її, зробивши меншою», – сказав Девід Макграт, старший науковий співробітник Northrop Grumman, про дослідження своєї компанії.
Це включає, за його словами, способи покращення конструкції міжступеневої секції між двома ступенями, яка включає системи управління орієнтацією, щоб зменшити масу ракети. «Наш шлях вперед – це взяти всі наші знання про всі ці системи і наші напрацьовані продукти і об’єднати їх у такому діапазоні розмірів, де ми вважаємо, що місія буде доступною», – сказав він, але не запропонував оцінку цільового зниження маси.
Quantum Space, стартап, що розробляє космічні апарати, які можуть працювати у навколомісячному просторі, зосереджений на іншому елементі MSR, остаточному поверненні зразків на Землю. Бен Рід, співзасновник і головний інноваційний директор компанії, сказав, що їхнє дослідження шукає способи спростити Earth Return Orbiter (ERO), космічний апарат, розроблений Європейським космічним агентством (ESA), який буде забирати контейнер із зразками, відомий як Orbiting Sample (OS), розміщений на орбіті Марса за допомогою MAV, і доставить його назад на Землю.
Інші дослідження більш широко розглядають загальну архітектуру MSR. Бо Бірхаус, головний науковий співробітник Lockheed Martin Space, сказав, що саме це робить Lockheed Martin, використовуючи десятиліття досвіду компанії в розробці місій на Марс та інші об’єкти Сонячної системи, які датуються 1970-ми роками.
За його словами, одним з акцентів буде зменшення складності. У минулих флагманських планетарних місіях NASA зазвичай було не більше двох елементів: орбітальний і посадковий апарат. MSR, зазначив він, має до дев’яти, залежно від того, як визначено елемент. Він не обговорював особливості підходу Lockheed Martin, але сказав, що компанія керуватиметься декількома принципами, від зосередженості на ключових вимогах місії до «безжалісного» контролю маси і балансування продуктивності та ризиків витрат. «У нас є можливість переглянути всю програму та подумати про те, які елементи спадщини можна застосувати та де має сенс запроваджувати нові технології».
Четверта компанія, яка брала участь у панельній дискусії, але не отримувала нагороду NASA на дослідження, також пропонує серйозні зміни в архітектурі MSR. Бен Донахью з Boeing Exploration Systems сказав, що його компанія розглядає концепцію, яка б замінила нинішню архітектуру одним великим посадковим модулем, який мав би нести великий MAV для запуску зразків прямо на Землю. Цей посадковий модуль буде запущено на ракеті Space Launch System Block 2.
