Китай продолжает подготовку одной из самых сложных межпланетных миссий в своей истории — Tianwen-3. Её задача заключается в автоматическом заборе марсианского грунта и доставке образцов на Землю. Запуск двух космических аппаратов запланирован на 2028 год, а возвращение капсулы с веществом Марса ожидается примерно в 2031 году. Если график удастся выдержать, Китай может стать первой страной, доставившей на Землю образцы непосредственно с Красной планеты.

Параллельно американская программа Mars Sample Return переживает затяжной финансовый и организационный кризис. Марсоход NASA Perseverance уже подготовил образцы марсианских пород, однако первоначальная схема их возвращения оказалась слишком дорогой и сложной. На этом фоне более компактная архитектура Tianwen-3 даёт Китаю возможность опередить США, хотя впереди у миссии остаётся несколько чрезвычайно сложных этапов — от автоматического бурения до первого в истории запуска аппарата с поверхности Марса с последующей передачей образцов орбитальному модулю.

Китай рассчитывает привезти с Марса около 500 граммов грунта

О текущем состоянии Tianwen-3 рассказал главный научный сотрудник проекта Хоу Цзэнцянь. По его словам, подготовка продолжается в соответствии с намеченным графиком, а проект перешёл к этапу создания и испытаний прототипов.

Предполагается, что после прибытия к Марсу посадочный аппарат выполнит основную часть работы самостоятельно. Он должен совершить мягкую посадку, взять материал с поверхности и пробурить грунт примерно на два метра в глубину.

В общей сложности исследователи рассчитывают собрать около 500 граммов марсианского вещества. Работа непосредственно на поверхности должна занять приблизительно два месяца.

Затем контейнер с образцами потребуется отправить с Марса на его орбиту — этап, который до сих пор не выполняла ни одна космическая миссия по отношению к другой планете.

Как будет работать Tianwen-3

Для реализации проекта Китай намерен провести два запуска с помощью тяжёлых ракет семейства Long March 5.

Архитектура предусматривает несколько взаимосвязанных аппаратов. Одна часть комплекса должна обеспечить посадку, получение образцов и их последующий запуск с поверхности. Другая останется на марсианской орбите, где ей предстоит встретиться с контейнером.

После этого образцы будут помещены в возвращаемый аппарат, который отправится обратно к Земле.

На бумаге такая схема выглядит относительно последовательной, однако практически каждый её этап представляет собой отдельную сложнейшую инженерную задачу.

Особенно критическим станет автоматическое рандеву на орбите Марса. Ошибка при старте с поверхности или встрече двух аппаратов способна поставить под угрозу всю миссию.

Китай отказался от отдельного марсохода

Одно из принципиальных отличий Tianwen-3 от первоначальной концепции американской Mars Sample Return заключается в способе получения материала.

Китай планирует использовать стационарный посадочный аппарат. После приземления он самостоятельно соберёт доступный материал и выполнит бурение непосредственно в районе посадки.

Такое решение ограничивает географию отбора: аппарат не сможет путешествовать между различными геологическими участками, как это делает марсоход.

Зато архитектура становится проще.

Американская программа изначально строилась вокруг образцов, которые собирает Perseverance в кратере Езеро. Для их доставки требовалась сложная последовательность дополнительных операций и аппаратов, что стало одной из причин резкого роста предполагаемой стоимости проекта.

Perseverance уже подготовил марсианские образцы

У NASA при этом есть важное преимущество: значительная часть научной работы непосредственно на Марсе уже выполнена.

Марсоход Perseverance работает на Красной планете с февраля 2021 года. Он бурит породы, помещает полученные керны в специальные герметичные трубки и формирует коллекцию для потенциальной последующей доставки на Землю.

Это тщательно отобранные образцы из геологически интересных районов кратера Езеро, где в далёком прошлом существовали озеро и речная система.

Именно качество и геологический контекст материала являются сильной стороной американской программы. Китайская Tianwen-3 выигрывает в простоте схемы возвращения, тогда как Perseverance способен выбирать образцы на протяжении многокилометрового маршрута.

Поэтому потенциальное первенство Китая и научную ценность двух программ не следует считать полностью равнозначными показателями.

Стоимость стала одной из главных проблем NASA

Первоначальная концепция Mars Sample Return постепенно превратилась в чрезвычайно дорогостоящий проект.

Оценки стоимости программы достигали примерно $7–11 млрд. Одновременно возникли опасения, что её реализация в прежнем виде потребует слишком много времени и начнёт отнимать финансирование у других научных проектов NASA.

В результате агентству пришлось пересматривать архитектуру миссии и искать более дешёвые способы возвращения уже собранных Perseverance образцов.

Lockheed Martin предлагала альтернативный вариант стоимостью примерно $3 млрд, однако окончательная конфигурация американской программы и сроки доставки материала остаются предметом дальнейшего планирования.

Дополнительное значение приобретает NASA Authorization Act of 2026. Предусмотренное проектом финансирование может изменить перспективы программы, однако выделение средств зависит от прохождения законодательного процесса.

Поэтому говорить о полном отказе США от возвращения марсианского грунта пока нельзя. Правильнее говорить о серьёзном пересмотре программы, её стоимости и сроков.

Главная сложность — необходимо взлететь с другой планеты

Сбор материала является далеко не самым трудным этапом Tianwen-3.

После завершения работы посадочного комплекса небольшой взлётный аппарат должен стартовать непосредственно с поверхности Марса и вывести контейнер с образцами на заданную орбиту.

На Земле запуск ракеты — давно освоенная, хотя по-прежнему сложная процедура. На Марсе обслуживающего персонала не будет: система должна самостоятельно пережить межпланетный перелёт, посадку, воздействие марсианской среды, а затем автоматически подготовиться и выполнить запуск.

После выхода на орбиту предстоит ещё одна операция — обнаружение и перехват контейнера другим аппаратом.

И только после успешного завершения этих этапов образцы смогут отправиться к Земле.

Именно поэтому даже сравнительно простую по архитектуре Tianwen-3 нельзя считать лёгкой миссией. Она объединяет в одной программе практически весь набор технологий автоматической межпланетной космонавтики.

Учёные хотят искать признаки существования жизни

Научное значение доставленных образцов может оказаться огромным.

Современные марсоходы располагают сложными приборами, однако возможности лабораторий на Земле несопоставимо шире. Полученный материал можно будет исследовать с использованием крупных установок, проводить повторные эксперименты и применять методы, которые невозможно разместить на автоматическом аппарате.

Одной из центральных задач станет поиск возможных свидетельств существования жизни на Марсе в прошлом.

Кроме того, анализ позволит точнее определить возраст пород, реконструировать геологическую историю планеты и изучить процессы, происходившие в её недрах и на поверхности миллиарды лет назад.

Часть материала потенциально может сохраняться десятилетиями, как это произошло с лунными образцами программы Apollo, чтобы будущие поколения исследователей смогли изучать его с помощью ещё не существующих сегодня технологий.

Китай обещает международное сотрудничество

Пекин подчёркивает, что научная программа Tianwen-3 не должна ограничиваться исключительно китайскими исследовательскими учреждениями.

Хоу Цзэнцянь заявил о намерении придерживаться принципов открытого сотрудничества и привлекать зарубежных специалистов к изучению Марса и развитию планетологии.

Для столь ценных образцов международный доступ имеет большое значение: независимое исследование материала различными лабораториями позволит сравнивать результаты и повысит научную ценность миссии.

Конкретные правила распределения образцов и перечень участвующих организаций, однако, ещё предстоит определить.

Марсианская миссия становится частью космического соперничества

Научная составляющая Tianwen-3 неизбежно соседствует с политической.

Китай за последние годы последовательно расширяет свою межпланетную программу. Страна успешно доставляла на Землю лунный грунт, а миссия Chang'e 6 впервые в истории вернула образцы с обратной стороны Луны. Китай также самостоятельно отправил к Марсу Tianwen-1, включавшую орбитальный аппарат, посадочную платформу и марсоход Zhurong.

Возвращение вещества непосредственно с Марса станет технологической задачей совершенно другого уровня.

В случае успеха Tianwen-3 Китай не просто получит уникальный научный материал, но и продемонстрирует способность проводить чрезвычайно сложные автоматические операции на другой планете — посадку, бурение, запуск с поверхности, орбитальное сближение и межпланетное возвращение.

Гонка за марсианским грунтом ещё не закончена

На данный момент преимущество Китая заключается прежде всего в наличии понятного графика: запуск Tianwen-3 планируется на 2028 год, а возвращение образцов — ориентировочно на 2031-й.

У США ситуация сложнее. Perseverance уже располагает тщательно отобранной коллекцией, но программа, которая должна доставить её домой, столкнулась с высокой стоимостью и необходимостью пересмотра.

При этом объявленный график Tianwen-3 ещё не гарантирует успех. Межпланетные программы такого масштаба нередко переносятся, а Китаю предстоит впервые выполнить целую цепочку операций, каждая из которых критически важна для результата.

Если всё пройдёт по плану, 2031 год может стать историческим для планетологии: человечество впервые получит на Земле материал, целенаправленно собранный непосредственно на поверхности Марса и доставленный сюда автоматической межпланетной экспедицией.