У новому десятирічному огляді Національної академії наук, інженерії та медицини визначено наукові пріоритети та можливості, а також викладено рекомендації щодо фінансування для максимального розвитку планетології, астробіології та планетарного захисту в найближчі 10 років.
Рекомендації координаційного комітету, що знайшли відображення в десятирічному огляді, спираються на побажання й думки наукової спільноти. Комітет взяв до уваги поради, які надали шість груп експертів, були оприлюднені в сотнях білих статей, висловлені запрошеними доповідачами, консультативними групами та під час конференцій професійних товариств, а також узагальнив вимоги від різних груп розробників космічних місій.
«У цьому звіті викладено амбітне, але практичне бачення просування меж планетології, астробіології та планетарного захисту в наступне десятиліття», — сказав Робін Кенап (Robin Canup), помічник віце-президента Директорату планетології Південно-Західного науково-дослідного інституту, і співголова координаційного комітету Національних академій для десятирічного огляду. «Цей рекомендований портфель місій, високопріоритетних дослідницьких заходів та розвитку технологій приведе до трансформаційного прогресу в людських знаннях і розумінні походження та еволюції Сонячної системи, а також щодо життя та придатності для життя інших тіл за межами Землі».
У звіті визначено три наукові теми високого рівня — походження, небесні світи (об’єкти — Ред.) та процеси, а також життя та придатність для життя — і визначено 12 пріоритетних наукових питань, які допоможуть визначитися з вибором місії та дослідницькими зусиллями у планетології та астробіології.
Походження, світи та життя: десятиліття стратегії планетології та астробіології на 2023—2032 роки рекомендує місії NASA, збалансовані за трьома класами витрат, і враховує як поточні, так і потенційні майбутні місії, щоб забезпечити постійний потік нових відкриттів і підтримати здатність до великих наукових досягнень. Програма Discovery для невеликих проектів, що вирішують наукові завдання, підтримує місії з високою частотою запуску під керівництвом головного дослідника (principal investigator, PI). Місії середнього класу, подібні до програми New Frontiers, якими керує PI, спрямовані на досягнення ширших наукових цілей. Флагманські місії великого класу, оснащені складними інструментами, що спрямовані на досягнення широких, високопріоритетних наукових цілей.
Пріоритетні флагманські місії (Priority Flagship Missions)
Орбітальний апарат і зонд Урана (Uranus Orbiter and Probe, UOP) має бути найпріоритетнішою великою місією, йдеться у звіті. UOP виконає багаторічні дослідження планети з її орбіти, щоб змінити знання про крижаних гігантів загалом, і про систему Урану зокрема. Він буде не лише літати навколо планети, але й доставить зонд, який увійде в її атмосферу. У звіті зазначено, що UOP доповнить флагманські місії, які вже здійснюються, і що запуск космічного апарата протягом десятиліття (2023—2032 рр.) можливий за допомогою наявних нині ракет-носіїв.
Одна з концептуальних пропозицій щодо можливої місії з метою вивчення Урана. Фото з сайту NASA.
Космічний зонд (Enceladus Orbilander) для дослідження Енцелада, супутника Сатурна, має стати другою за пріоритетом великою місією NASA, йдеться у звіті. Orbilander буде шукати докази життя на Енцеладі з орбіти та під час дворічної місії спеціального спускного апарата на його поверхні. Цей апарат виконає докладні дослідження викиду води, що походить із підповерхневого океану Енцелада.
Уявлення художника про посадковий апарат місії Enceladus Orbilander на поверхні Енцелада. Фото з сайту NASA.
Положення професії (State of the Profession)
Стан професії — зокрема її різноманітність, справедливість, інклюзивність та доступність (diversity, equity, inclusivity, and accessibility, DEIA) — є головним для успіху в сенсі розвитку планетології. У звіті йдеться про потребу заохочувати й залучати студентів із недостатньо представлених спільнот на рівні середньої та вищої освіти, щоб підтримувати та утримувати їх на шляху до опанування планетології й астробіології, а також створювати та підтримувати різноманітні спільноти в галузі планетології.
«Хоча наукові здобутки є основною мотивацією для діяльності нашої спільноти, ми також повинні працювати над тим, щоб сміливо вирішувати проблеми, які стосуються найважливішого ресурсу нашої галузі — людей, які керують її планетними науковими та дослідницькими місіями», — сказав Філіп Крістенсен (Philip Christensen), регент-професор Школи дослідження Землі та космосу Університету штату Арізона та співголова координаційного комітету. «Забезпечення широкого доступу та участі в цій галузі має важливе значення для досягнення максимальних наукових результатів та збереження лідерства країни в освоєнні космосу».
Здорова наукова спільнота потребує середовища без ворожості та переслідувань, йдеться у звіті. В ньому Відділу планетології (Planetary Science Division, PSD) NASA рекомендовано впроваджувати кодекси поведінки для своїх місій, конференцій і польових кампаній, а NASA, Національний науковий фонд (National Science Foundation, NSF), афілійовані установи та професійні товариства мають працювати над пом’якшенням упередженості на всіх рівнях. Ці зусилля мають включати аналіз практики та процедур ухвалення рішень, а також взаємодію зі спільнотою для розвитку творчих ініціатив з метою виявлення та пом’якшення упередженості.
У звіті стверджується, що існує нагальна потреба в зборі даних про кількість, ідентичність та демографічні показники спільноти планетологів і астробіологів, а також у дослідженнях клімату на робочому місці. Адже будь-які зусилля щодо справедливості та підзвітності в громаді слід робити, маючи повні дані про неї.
Планетарний захист (Planetary Defense)
Планетарний захист — це частина міжнародних спільних зусиль з виявлення та відстеження об’єктів, які можуть становити загрозу життю на Землі. Він є елементом планетології, яку підтримує NASA, і який стосується здоров’я та безпеки людей. Рекомендації звіту зосереджені на покращенні можливостей виявлення, відстеження та визначення характеристик навколоземних об’єктів (near-Earth object, NEO); покращення моделювання, прогнозування та інтеграції інформації щодо NEO; розробка технологій для місій відхилення та знищення NEO.
У звіті йдеться про те, що NASA має повністю підтримувати розробку, своєчасний запуск і подальшу експлуатацію NEO Surveyor, спеціального космічного телескопа, який буде виконувати спостереження в середньому інфрачервоному діапазоні, для досягнення найпріоритетніших цілей дослідження NEO щодо планетарного захисту. Слідом за NEO Surveyor і космічним зондом Double Asteroid Redirection Test, найпріоритетнішою демонстраційною місією планетарного захисту має стати розвідувальна місія швидкого реагування. Космічний апарат має бути направлений до NEO діаметром від 50 до 100 метрів — такі розміри притаманні для сукупності об’єктів, що становлять найвищу ймовірність руйнівного впливу на Землю. Така місія повинна оцінити наші можливості та сприяти обмеженню методів захисту, щоб за короткий час краще підготуватися до загрози NEO.
Космічний телескоп NEO Surveyor в увленні художника. Фото з сайту NASA.
Нові межі та Програми відкриття (New Frontiers and Discovery Programs)
В якості тем місії для програми New Frontiers звіт рекомендує, щоб NASA взяло до розгляду зонд Centaur Orbiter and Lander (CORAL), зонд для повернення зразків з Церери (Ceres sample return), зонд для повернення зразків з поверхні комети (Comet surface sample return (CSSR), зонд для багаторазового обльоту Енцелада (Enceladus multiple flyby, EMF), зонди місячної геофізичної мережі (Lunar Geophysical Network (LGN), зонд для вивчення Сатурна (Saturn probe), штучний супутник Титана (Titan orbiter) і зонд для вивчення Венери (Venus In Situ Explorer, VISE). Ці теми місії були обрані на основі того, як добре кожна з них вирішує визначені пріоритетні наукові питання, а також з урахуванням програмного балансу, класу призначення, вартості, технічної готовності та наукових переваг.
Хоча у звіті немає конкретних рекомендацій щодо невеликих місій, комітет відзначив: програма Discovery зробила важливий науковий внесок і що майбутні місії можуть охопити широкий спектр наукових досліджень. Таким чином, NASA має продовжувати підтримувати програму Discovery з частими запускам зондів, оголошувати про такі наміри й публічно запрошувати науковців подавати пропозиції щодо цих місій.
Програми досліджень (Exploration Programs)
Марс і Місяць дають можливість вивчати широкий спектр пріоритетних наукових питань у відносно легкодоступних місцях, і це виправдовує Програму дослідження Марса (Mars Exploration Program, MEP) і Програму дослідження Місяця (Lunar Discovery Exploration Program, LDEP) як спеціальні програми, зазначено у звіті. Він рекомендує NASA розробити стратегії наукових досліджень в інших напрямах широкого наукового значення, таких як Венера та небесні тіла, що мають океан. До таких об’єктів заплановано кілька американських місій за можливої участі партнерів з інших країн.
NASA має підтримувати MEP і надавати пріоритет Mars Life Explorer (MLE) як наступну місію MEP середнього класу. Тоді як місія Mars Sample Return (MSR) виконуватиме пошук стародавніх біосигнатур, MLE буде шукати наявне нині життя та оцінювати теперішню придатність Марса для життя. Попередній десятирічний огляд рекомендував марсохід для збору зразків марсіанського ґрунту як пріоритетну флагманську місію NASA, що перебуває на етапі реалізації як програма MSR. Новий десятирічний огляд підтверджує широку і фундаментальну наукову важливість MSR і вказує, що найвищим науковим пріоритетом роботи NASA у поточному десятиріччі має бути завершення MSR якомога швидше без змін у її обсягах. Однак в огляді застережено, що вартість MSR не має підривати довгостроковий баланс програм у «портфелі» планетології. Якщо витрати значно зростуть, NASA має докладати значних зусиль, щоб забезпечити збільшення бюджету для успішного завершення цієї стратегічної місії.
Відділ планетології має виконати стратегічну програму для розвитку планетології Місяця та впровадити структурований, науково вивірений підхід, щоб забезпечити програму Artemis («Артеміда») науковим змістом. Наслідком цих зусиль має стати організаційна структура, яка б узгоджувала відповідальність, повноваження та підзвітність. У звіті зазначено, що наважливішим є впровадження Endurance-A як найпріоритетнішої місії середнього класу для LDEP. Endurance-A використовуватиме комерційні послуги з корисного навантаження, яке будуть відправляти на Місяць, щоб доставити туди місяцехід. Цей апарат збиратиме зразки місячної породи протягом тривалого часу, а далі їх на Землю доставлятимуть пілотовані місії, тобто астронавти. Такий скоординований підхід дає широкі можливості для розширення партнерства між дослідженнями NASA і науковими зусиллями на Місяці. У звіті зазначається, що для цієї координації буде потрібна організаційна структура, яка надає право PSD і LDEP забезпечувати наукові вимоги до програми Artemis.
Уявлення художника про космічний корабель «Оріон» (Orion), що в 2020-х роках без екіпажу виконає першу місію (Artemis 1) за програмою «Артеміда». Фото з сайту NASA.
Фінансування, інфраструктура і технології (Funding, Infrastructure, and Technology)
Звіт містить кілька рекомендацій, спрямованих на забезпечення фінансування, розвитку інфраструктури та технологій, потрібних для підтримки пріоритетних місій та інших дослідницьких зусиль. Наприклад, PSD має поступово нарощувати свої інвестиції в дослідницьку та аналітичну діяльність (research and analysis, R&A) до 10% від мінімального рівня річного бюджету відділу. Потрібні великі, постійні інвестиції в R&A, щоб забезпечити максимальну віддачу даних місії. Це стимулюватиме отримання нових наукових результатів та нові гіпотези, які можна перевірити, а здобутки будуть впливати на розвиток майбутньої місії.
Рівень фінансування технологій NASA в галузі планетології знизився за останні роки до лише 4% і зараз не досягає рекомендованого рівня інвестицій. У звіті говориться, що PSD має фінансувати розвиток технологій у середньому від 6% до 8% свого бюджету, щоб досягти значних технологічних досягнень, які знадобляться для виконання стратегічних досліджень і місій, визнаних у звіті пріоритетними.
Наземні телескопічні спостереження, які астрономічні установи виконують за підтримки NSF, надають важливі дані, що допомагають у вирішенні важливих питань планетології. Тому NSF має продовжувати і, якщо можливо, розширювати фінансування для підтримки наявних і майбутніх обсерваторій і відповідних програм.
Дослідження, виконане Координаційним комітетом планетології та астробіології декадного огляду 2023—2032 рр. (the Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023—2032 Steering Committee), спонсорували NASA та NSF. Національні академії наук, техніки та медицини є приватними некомерційними установами, які надають незалежний, об’єктивний аналіз та поради для нації щодо вирішення складних проблем і ухвалення рішень на державному рівні, пов’язаних із наукою, технологією та медициною. Вони діють відповідно до хартії Конгресу Національної академії наук 1863 року, підписаної президентом Лінкольном.
За інф. з сайту www.nationalacademies.org
