Новые подробности о Тяньвэнь-3, китайской миссии по доставке образцов с Марса на Землю к 2031 году

19 июня 2025 года в журнале Nature Astronomy было опубликовано новое исследование, подписанное большой группой китайских ученых, в котором подробно описывается миссия Тяньвэнь-3, первая миссия Китая, посвященная возвращению образцов с Марса.

Цель состоит в том, чтобы собрать около 500 граммов материала с поверхности и из недр планеты и доставить их на Землю к 2031 году. Запуск в настоящее время запланирован на 2028 год с использованием двух ракет-носителей Чанчжэн-5: одна будет транспортировать орбитальный аппарат с модулем возвращения на Землю, а другая — посадочный модуль с аппаратом для подъема. Миссия следует за успехом Тяньвэнь-1, которая в 2021 году доставила на Марс орбитальный аппарат, посадочный модуль и марсоход в рамках одной миссии.

В исследовании подробно описаны научные цели, последовательность операций миссии, критерии выбора мест посадки и меры по предотвращению загрязнения планеты. Выбор образцов будет основан на анализе на месте, проводимом с помощью специальных инструментов, а материал будет перенесен на марсианскую орбиту для возвращения на Землю с помощью сложной автоматической последовательности.

Тяньвэнь-3: структура и цели миссии

Тяньвэнь-3 будет состоять из двух отдельных запусков, оба из которых будут осуществлены ракетой Чанчжэн-5. Первый запуск отправит на Марс орбитальный аппарат с модулем возвращения, второй — посадочный модуль с аппаратом для подъема. По прибытии на планету посадочный модуль будет работать в течение примерно двух месяцев, в течение которых он будет собирать образцы вблизи места посадки и в других выбранных точках с помощью небольших летательных аппаратов. Образцы будут отбираться с помощью роботизированного манипулятора и бура, способного проникать на глубину до двух метров под землю.

По завершении этапа сбора материал будет перенесен на подъемное устройство, которое доставит его на орбиту Марса. Здесь модуль возвращения осуществит автоматическую стыковку, присоединит контейнер с образцами и начнет путь к Земле. Возвращение в атмосферу будет осуществляться с помощью капсулы, которая безопасно сбросит груз во время пролета мимо нашей планеты. Вся операционная последовательность будет полностью автономной, без вмешательства с Земли.

В число предусмотренных научных инструментов входят:

• Mars Subsurface Penetrating Radar: для помощи в картографировании подземных слоев, направлении бурения, анализе геологии на месте, выборе оптимальных мест для сбора образцов.
• Raman and Fluorescence Analyzer: для идентификации минералов и потенциальных биосигнатур посредством химического анализа на месте и помощи в выборе научно ценных образцов.
• Precipitating Energetic Neutral Atom and Aurora Analyzer: для изучения взаимодействия частиц и полярного сияния на Марсе и помощи в выявлении процессов утечки атмосферы и космических погодных явлений.
• Mars Orbiter Vector Magnetometer: для измерения магнитного поля и структуры ионосферы Марса, чтобы предоставить информацию о внутренней и атмосферной утечке планеты.
• Mid-Infrared Hyperspectral Imager: для отслеживания водяного пара и дейтерия в атмосфере, что имеет важное значение для изучения эволюции воды и истории климата.
• Марсианская мультиспектральная камера: камера для мониторинга пыльных бурь и состояния поверхности, что будет иметь важное значение для безопасности полета во время посадки и взлета.

К кандидатам на посадку относятся регионы со значительным геологическим разнообразием, такие как Kasei Valles, Utopia Planitia, McLaughlin Crater и Oyama Crater. Окончательный выбор будет сделан на следующих этапах проектирования.

Открытость для международного сотрудничества и глобальный контекст

Миссия Тяньвэнь-3 также станет возможностью для международного сотрудничества. CNSA объявила конкурс на проведение внешних экспериментов, которые будут включены в качестве полезной нагрузки на борту. Предложения должны быть представлены до июня 2025 года, предварительный отбор запланирован на последующие месяцы, а окончательное решение будет принято в октябре. Отобранные полезные нагрузки должны быть доставлены в 2027 году для интеграции.

Технические требования к экспериментам строгие: максимальная мощность 40 ватт, рабочая температура от -50 °C до +70 °C и масса менее 15 кг для модулей, размещенных на орбите (с предполагаемым сроком эксплуатации три года на марсианской орбите на высоте 350 км). Для экспериментов на служебном модуле посадочного модуля предельный вес составит 5 кг, а срок эксплуатации — пять лет на более эллиптической орбите.

После прохождения карантинных протоколов представленные образцы будут доступны также для иностранных исследователей. Меры по обеспечению безопасности будут включать создание лаборатории с высоким уровнем биологической защиты, которой пока не существует на глобальном уровне, для работы с материалами, поступившими с Марса, в условиях максимальной безопасности.

«Необходимость» возвращения образцов с Марса

Научный интерес к возвращению образцов с Марса особенно высок уже на протяжении многих лет. Собранный материал может содержать следы прошлого или настоящего микробиологического жизни, а также важную информацию о геологической и климатической истории планеты.

В этом контексте инициатива Китая с проектом Тяньвэнь-3 приобретает дополнительную значимость, особенно в свете неопределенности, окружающей программу миссий Mars Sample Return НАСА и ЕКА. В предложении бюджета NASA на 2026 финансовый год Mars Sample Return явно указана как миссия, подлежащая отмене, несмотря на все недавние попытки пересмотреть ее архитектуру, чтобы иметь возможность забрать образцы, собранные марсоходом Perseverance, который находится на Марсе с 2021 года.