В бюджете США только на 2021 финансовый год будет выделено почти 2,7 миллиарда долларов на планетологию, включая 233 миллиона долларов на разработку и реализацию программы Mars Sample Return по возвращению образцов с Марса. С помощью роботизированных систем будут собраны образцы марсианских горных пород, почвы, а также атмосферы и отправлены на Землю для подробного химического и физического анализа.
Предполагается, что марсоход НАСА Perseverance исследует кратер Jezero где он будет производить бурение и забор образцов.
У марсохода NASA Mars 2020 Perseverance имеются специальные пробирки - трубки-отборники, которые предназначены для отбора и перевозки на Землю первых в истории образцов проб почвы с другой планеты. Пробы марсианской породы и реголита (битые породы и пыль) послужат для поиска доказательств потенциальной микробной жизни, которая возможно присутствовала в древнем прошлом Марса, а также для ответа на другие ключевые вопросы о Марсе и его истории.
Трубки-отборники, которых на марсоходе 43, должны быть легкими и достаточно прочными, чтобы выдержать требования длительного путешествия, и настолько чистыми, чтобы ученые были уверены, что пробы, которые они анализируют, действительно на 100% марсианского происхождения.
Прочные контейнеры
Каждая пробирка, сделанная в основном из титана, весит 57 грамм. Белое внешнее покрытие защищает от нагрева Солнцем, которое могло бы изменить химический состав образцов. Серийные номера, нанесенные лазером на внешней стороне, помогут ученым идентифицировать пробирки и их содержимое.
Пробирки имеют размер 15,2 сантиметра в длину. Из-за сложности всех механизмов, через которые они будут проходить во время возврата пробы с Марса, к ним предъявляются требования по обеспечению высокой точности изготовления. Если измерение какого-либо размера имело отклонение больше чем на толщину человеческого волоса, пробирка считалась непригодной для полета.
Так как марсианские пробы будут исследованы на предмет доказательства существования жизни, то пробирки должны соответствовать высочайшим стандартам чистоты, чтобы гарантировать отсутствие примесей земного вещества.
Система сбора и упаковки образцов расположена на передней части марсохода и состоит из трех роботов, наиболее заметным из которых является роботизированная рука длиной 2 метра. Ее пятишарнирный рычаг, прикрепленный болтами к передней части шасси марсохода, несет большую буровую установку с ударным сверлом для сбора образцов марсианских горных пород и реголита. Второй робот - это устройство, которое является посредником для всех операций с образцами: оно будет поставлять буровые сверла и пустые пробирки для проб на буровую установку, а затем перемещать пробирки с пробами в шасси марсохода. Третий робот в системе сбора образцов - это манипулятор длиной 0,5 метра. Он расположен в нижней части марсохода и предназначен для перемещения пробирок для образцов между отсеками хранения и анализа.
Ювелирная точность
Система по сбору образцов требует обеспечения ювелирной точности и поэтому для ее достижения в конструкции механизма пришлось использовать более чем 3000 деталей.
Разработка и изготовление системы, а затем ее интеграция в Perseverance заняли семь лет. Для решения возможных нештатных ситуаций при работе марсохода было изготовлено две системы сбора образцов: одна модель для инженерных испытаний осталась на Земле, а другая – будет работать на Марсе.
Возврат образцов с Марса
Во второй части этой миссии для возврата образцов, будет направлен другой марсоход, чтобы извлечь герметично закрытые пробирки и доставить их в специальный контейнер внутри стартующего с Марса космического корабля.
Если ко времени прибытия второй миссии Марсоход Mars 2020 Perseverance останется работоспособным, то он сам доставит пробирки с образцами к стартующему с Марса космическому кораблю, который доставит контейнеры на орбиту.
На орбите Марса образцы будет ждать другой космический корабль, который доставит их на Землю предположительно к 2031 году.
Возвращение проб с Марса произведет очередной шаг для реализации программы путешествий людей на Марс и обратно, и это будет первая физическая, осязаемая, двусторонняя связь между Землей и другой планетой. Впервые в истории мы сможем физически прикоснуться к первозданному кусочку другой планеты и исследовать его.
