Kolosszális összegbe kerül a Marsról mintát hazaszállítani

A NASA és nemzetközi partnerei, köztük az Európai Űrügynökség, már évtizedek óta szeretnének anyagokat visszahozni a Marsról. A tudományos közösség számára is kiemelt prioritás, mind a Mars geológiai történetének jobb megértése, mind pedig a Marson lévő élet - múltbeli vagy jelenlegi - bizonyítékainak keresése érdekében.

A NASA és európai partnerei több ismétlés után tavaly nyáron állapodtak meg a projekt jelenlegi tervében. E szerint a NASA egy nagyméretű "mintakereső leszállóegységet" fog kifejleszteni, amelyet valamikor 2028-ban indítanának útnak. Miután ez a jármű leszáll a Marson, a Perseverance marsjáró - amely 38 titáncsőben gyűjti és tárolja a marsi porból vett mintákat - elviszi a mintákat a leszállóegységhez. A Perseverance azonban kissé megöregedhet, mire a leszállóegység megérkezik. Mivel 2021-ben landolt a Marson, a NASA úgy döntött, hogy túl kockázatos arra számítani, hogy a rover egy évtized múlva is működőképes lesz. Ennek megfelelően tartalék tervként két, a Marson továbbra is működő Ingenuityhez hasonló helikoptert küldenek a minták begyűjtésére.

Miután a leszállóegységhez szállították, ezeket a mintacsöveket egy Mars Ascent Vehicle nevű rakéta fedélzetén helyezik el. Ezt a rakétát a Lockheed Martin fejleszti, és a leszállóegység belsejében fogják elhelyezni. A Marsról való kilövés után ez a rakéta a keringő mintatartályt Mars körüli pályára bocsátja, ahol az Európai Űrügynökség által épített "Földre visszatérő orbiter" veszi majd fel. Ez a jármű visszavinné a mintákat a Föld körüli pályára, ahol egy kis űrhajóba helyeznék őket, hogy leszálljanak a bolygón. A NASA készített egy videót, amely bemutatja, hogyan működhetne ez:


Ha a NASA-nak sikerülne 2028-ig kifejleszteni és felbocsátani a mintavisszahozó egységet, akkor a minták 2033-ban érkezhetnének vissza a Földre. A probléma az, hogy senki sem számít arra, hogy a leszállóegység 2028-ban elindul. Jelenleg még a 2030-as év is elérhetetlen célnak tűnik. A tudományos közösségben már most is sok a pletyka a misszió költségtúllépéséről. Miután az űrügynökség az idei szövetségi költségvetésben 822 millió dollárt kapott a projektre, a 2024-es pénzügyi évre 949 millió dollárt kértek. Ez jóval meghaladja az ügynökség legdrágább tudományos küldetése, a James Webb űrteleszkóp éves igényét. Ráadásul áprilisban Bill Nelson, a NASA adminisztrátora a misszió közeljövőbeli költségnövekedésére figyelmeztetett.

A NASA a probléma feltárására összehívott egy "intézményi felülvizsgálati bizottságot", hogy értékelje az ügynökség misszióval kapcsolatos stratégiáját, és ajánlásokat tegyen a misszió sikeréhez. A testületet Orlando Figueroa, a NASA Goddard Űrrepülési Központjának tudományos és technológiai igazgatóhelyettese vezeti, és a csoport augusztus végén hozza nyilvánosságra jelentését. Előzetesen Richard Cook, a Jet Propulsion Laboratory programvezetője és Jeff Gramling, a NASA misszió igazgatója a múlt héten tájékoztatta az ügynökség vezetőit a költségekről. Kijózanító hírekkel szolgáltak: az ár megduplázódott. A misszió fejlesztési költsége már nem 4,4 milliárd dollár, hanem az új becslés szerint inkább 8-9 milliárd dollár. Ráadásul ez csak a misszió különböző összetevőinek megépítési és tesztelési költségeit jelenti. Nem tartalmazza az indítás költségeit, az ötéves időszakra vonatkozó üzemeltetési költségeket, sem a Marsról származó kőzetek és talaj kezelésére szolgáló új mintafogadó létesítmény építését. Mindent egybevetve a Mars Sample Return misszió teljes költsége jelenleg mintegy 10 milliárd dollárra rúg.


A Mars Ascent Vehicle fogja felvinni a mintákat Mars körüli pályára, ahol az ESA Earth Return Orbiter űrhajója egy kapszulába zárja és a Földre szállítja azokat
De mégis mi történt? Thomas Zurbuchen hét év után, 2022 végén távozott a NASA tudományos missziós igazgatóságának éléről. Úgy véli, a Jet Propulsion Laboratory korai tervezési szakaszában "borzalmas" technikai hibákat követtek el. Az eredeti elképzelés szerint mindent egyetlen leszállóegységgel kellett volna végrehajtani, beleértve egy kis rovert is, amely elhozza a mintákat a Perseverance-ről. Az elemzés mélysége azonban nem volt elégséges, és nagy hibákat tartalmazott a leszálló lábak tömegével és más tényezőkkel kapcsolatban. Egy időre a tervnek egy második leszállóegységgel kellett bővülnie, ami több mint 1 milliárd dollárral növelte a költségeket.

Emellett a Mars Sample Return tervezése a Jet Propulsion Laboratory vezetési problémáinak, többek között a személyzeti problémáknak a részévé vált, amelyek a Psyche küldetés késedelméhez vezettek. Egy független vizsgálat megállapította, hogy a kaliforniai központ - amely az űrügynökség számos legtekintélyesebb tudományos küldetését vezeti - "példátlan munkaterhet" vállalt magára anélkül, hogy rendelkezett volna a nagy projektek befejezéséhez szükséges erőforrásokkal. Most pedig az eddigi legnagyobb küldetésére, a Mars Sample Returnre vállalkozik.

A legnagyobb gondot az jelenti, hogy a Jet Propulsion Laboratory még soha nem épített ekkora és ilyen összetett leszállóegységet saját erőből. Ez 3,4 tonnás tömegével jóval nagyobb, mint bármi, amit a NASA vagy bármely más űrügynökség eddig a Marsra juttatott. A NASA szerint a leszállóegység teljesen kinyitva 7,7 méter széles és 2,1 méter magas lesz - körülbelül akkora, mint egy két autót tároló garázs. Ennek a tömegnek a nagy része üzemanyagból áll majd, és a leszállóegység mérete miatt nagyon közel kell leszállnia a Perseverance roverhez. A NASA forrásai megkérdőjelezték, hogy a Jet Propulsion Laboratory miért vállal el egy ilyen hatalmas projektet, amikor ott már most is létszámproblémák vannak, és a létesítmény személyzetének nagy részét 2024-ben az Europa Clipper projekt fogja lekötni.

Ezen okok és a program összetettsége miatt szinte biztos, hogy az indítás dátuma 2030-ra, de nagyon valószínű, hogy még későbbre csúszik. Ez azt jelenti, hogyha a program évi 1 milliárd dollárba vagy még többe kerül, akkor az évtized hátralévő részében továbbra is nagy lyukat üt a NASA bolygótudományi költségvetésén, amely évente körülbelül 3 milliárd dollár. És valószínűleg ez még nem a költségnövekedés vége. A küldetés még az "előzetes tervellenőrzési" szakaszba sem jutott el, és sok bolygókutató küldetésnél tapasztalható ezután költségnövekedés, beleértve a Marsra küldött Curiosity és Perseverance küldetéseket is.


Ilyen helikopterek végeznék a mintavételi csövek szállítását
Egyértelmű, hogy a Mars Sample Return misszió kiemelt prioritást élvez a bolygótudományi közösség számára. A tavaly közzétett tízéves felmérésben - amely a 2023 és 2032 közötti időszakra vonatkozó felfedezési prioritásokat határozta meg - a tudósok ezt megerősítették. A költségekkel kapcsolatban azonban fenntartással éltek. "A Mars-minták visszahozatala alapvető stratégiai jelentőséggel bír a NASA számára, az Egyesült Államok vezető szerepére a bolygótudományban és a nemzetközi együttműködések szempontjából. A lehető leggyorsabban be kell fejezni" - áll a jelentésben. "Ugyanakkor nem szabad megengedni, hogy költségei aláássák a bolygókutatási portfólió programjainak hosszú távú egyensúlyát".

A jelentés szerint ha a minta-visszahozási küldetés költségei jelentősen megnövekednének (a meghatározás szerint 20 százalékkal vagy annál nagyobb mértékben), vagy meghaladnák a NASA bolygótudományi költségvetésének 35 százalékát egy adott évben, akkor a NASA nem vehetné el ezt a pénzt más bolygóprogramoktól. Ehelyett az ügynökségnek "költségvetési kiegészítést" kellene kérnie a Kongresszustól. A kockázat tehát az, hogy a projekt a bolygókutató közösség James Webb-űrteleszkópjává válik; a Webb-műszer egy évtizeden át felemésztette az asztrofizikai költségvetés nagy részét egyéb projektek rovására.

Persze a Webb most, hogy az űrben van és működik, fenomenális sikernek számít. Az űrtudományi közösség nagyon széles szegmensének hasznára vált, az asztrofizikusoktól az exobolygókat vizsgáló csillagászokon át a bolygókutatókig. Mindenféle jelenséget megfigyelt, mind helyileg a Naprendszerünkben, mind pedig egészen az Univerzum pereméig. Ezzel szemben a Mars-minták visszahozatalára irányuló küldetés bár látványos tudományos eredményeket hozhat, csak a bolygókutatók egy meglehetősen szűk szegmensének kifizetődő. "A költségeket tekintve ugyanolyan, mint a Webb, de a tudomány szempontjából sokkal, de sokkal szűkebb a köre" - mondta Paul Byrne, a Washington University bolygókutatója. "Ez nagyon problematikus."

A NASA a minta-visszahozatali küldetést "életet felderítő küldetésként" adja el, amely a múltbeli vagy jelenlegi élet bizonyítékát találhatja meg a Marson. Byrne szerint azonban a legtöbb bolygókutató úgy véli, hogy a küldetésnek csak nagyon kicsi az esélye arra, hogy valóban az élet végleges bizonyítékát találják meg. És ha a minta-visszahozó küldetés nem talál semmit, akkor a közvélemény valószínűleg azt fogja kérdezni, hogy a NASA miért költött 10 milliárd dollárt a Mars geológiai történetének tanulmányozására.

A bolygótudományi közösség már most érzi a minta-visszavételi küldetés költségeinek elszívó erejét. A Vénuszt célzó Veritas küldetés három évet késett, és a Szaturnusz Titán holdjára tervezett Dragonfly küldetés kevesebb pénzt kap, mint amennyire szüksége lenne ahhoz, hogy időben elindulhasson. Emellett a bolygókutató közösség következő kiemelt fontosságú küldetése, egy orbitális űrszonda küldése az Uránuszhoz, valószínűleg évekkel későbbre tolódik.

Tehát valahogyan le kell faragni a Mars Sample Return misszió árát. Ezt úgy a legegyszerűbb elérni, hogy versenyt hirdetnek a nagyméretű leszállóegység fejlesztésére, amely a küldetés központi eleme - és amely valószínűleg a teljes költség mintegy felét teszi majd ki. Beszállhatnának olyan cégek, mint a Lockheed Martin, a SpaceX, a Blue Origin, az Astrobotic vagy az Intuitive Machines. "Ők már most is építenek leszállóegységeket. Miért nem kérdezzük meg őket, hogy mit tudnának csinálni? A JPL még csak meg sem kérdezte. Kereskedelmi, mérföldkő-alapú megközelítést kellene alkalmaznunk" - érvel Zurbuchen. "Ha én lennék a főnök, akkor a leszállóegységre piaci lehetőséget dolgoznék ki, és komolyan megfontolnám, hogy elvegyem a JPL-től" - mondta. "Emlékezzünk vissza, ez lenne az első helyhez kötött leszállóegység, amelyet a JPL-ben hoztak létre. Az összes többit a Lockheed építette, és ez még a SpaceX és mások előtt volt."


Biztos, hogy szükség van két helikopterre a minták szállításához?
Egy másik lehetőség a küldetéshez jelenleg csatolt két Ingenuity-szerű helikopter eltávolítása. Ezek jelentik a "tartalék" tervet a Perseverance mintáinak visszaszerzésére, ha a rover nem lesz elég egészséges ahhoz, hogy a mintákat a leszállóegységhez szállítsa. Mindenki szereti az Ingenuity-t, amely fenomenális sikert aratott a Marson. De valószínűleg a Perseverance egy évtized múlva is egészséges lesz, és a két helikopter hozzáadása olyan, mintha a mintákat visszahozó küldetésre aranyport szórnánk, miközben más küldetéseket, például a Veritas-t kiéheztetnénk. "Luxus már most bekalkulálni a Perseverance kudarcát, ami lehet, hogy valamikor bekövetkezik, de az is lehet, hogy soha nem történik meg. Ilyet még egyetlen robotmisszió sem tett korábban. Ha öt év múlva mégis történik valami a Perseverance-szel, miért ne foglalkoznánk vele majd akkor?"

A NASA számára ez az utolsó lehetőség, hogy jelentős változtatásokat eszközöljön a küldetésen, mielőtt befejezi az előzetes tervellenőrzést, vagy még idén végigmegy a felülvizsgálati eljáráson, amely után a NASA többé-kevésbé elkötelezi magát a program mellett. Zurbuchen szerint ha az ár már ebben a korai szakaszában 10 milliárd dollár fölé eszkalálódik, a NASA-nak alaposan át kell gondolnia, hogy megéri-e a költségeket. "Jobb nem megcsinálni, mint felháborítani az egész tudományos közösséget. Bátran kell nemet mondanunk. Csak így érdemeljük ki a jogot, hogy igent mondhassunk." - mondta Zurbuchen.