Группа американских физиков определила задачи и направления исследований, на которых, по её мнению, следует сосредоточиться американскому аэрокосмическому ведомству в ближайшие десять лет.

Руководитель группы, профессор Университета Миссури Роберт Дункан, уверен, что фундаментальную физику не стоит недооценивать: «Когда Эйнштейн разрабатывал свою теорию относительности, никто не мог сказать точно, как её можно применить на практике. Однако на её основе появилось множество технологических решений, включая систему глобального позиционирования (GPS)».

Фото Peter Ginter / Science Faction / Corbis.

Г-н Дункан и его коллеги представили доклад «Recapturing a Future for Space Exploration: Life and Physical Sciences Research for a New Era», в котором сформулировали две масштабных задачи и четыре более узких направления, на которых нужно сосредоточиться исследователям НАСА.

Одна из задач предполагает открытие и описание физических законов, управляющих материей, пространством и временем. Другая касается понимания принципов организации комплексных систем. К примеру, структура листа папоротника повторяет форму растения в целом. Конечно, в космосе папоротники не растут, однако механизм самоподобия существует и у других объектов.

Вот что предлагается.

1. Мягкое конденсированное вещество и дисперсные системы. Изучение этих классов веществ в космосе может далеко продвинуть земную науку о материалах.

2. Точное измерение фундаментальных сил и симметрий. Это поможет учёным обнаружить неизвестные доселе факты о составе и структуре Вселенной. К примеру, некоторые виды космического излучения производят в 100 млрд раз больше энергии, чем элементарные частицы при столкновении в коллайдерах.

3. Квантовые газы. Их исследование позволит лучше понять фундаментальные взаимодействия частиц и объяснить такие свойства материалов, как сверхпроводимость и сверхтекучесть.

4. Конденсированное состояние материи. Переход различных веществ из одного агрегатного состояния в другое базируется на схожих принципах. Благодаря исследованиям в космосе можно изучить эти процессы в чистом виде, сведя к минимуму влияние гравитации.

Доклад будет в ближайшее время представлен на рассмотрение НАСА. Ранее ведомство получило другой документ, в котором предлагались конкретные миссии, связанные с освоением космического пространства. Доклад Planetary Science Decadal Survey составляется раз в десять лет Национальной академией наук США и охватывает период с 2013 по 2022 год.

Кусочки Марса — в земные лаборатории

На вершине пирамиды приоритетов — миссия по доставке на Землю образцов марсианского чернозёма. Это позволит комплексно и глубоко исследовать минералы Красной планеты с помощью куда большего числа приборов по сравнению с весьма ограниченным бортовым комплектом нынешних марсоходов.

Поиском и сбором образцов должен заняться ровер Mars Astrobiology Explorer-Cacher (MAX-C), который готовится к запуску в 2018 году; миссия состоится при участии Европейского космического агентства (ЕСА). Следующим этапом этой программы станет доставка собранного богатства на орбиту Марса, а финальным аккордом — окончательная транспортировка материалов на Землю. Учёные рекомендуют НАСА сократить расходы на MAX-C с $3,5 млрд до $2,5 млрд за счёт упрощения конструкции аппарата: в этом случае миссия будет рентабельной.

Исследование глубин Европы и Ганимеда

Ещё одним приоритетным проектом назван запуск аппарата к спутнику Юпитера Европе, намеченный на 2020 год. На изучение океана, который покоится под ледяным панцирем этого небесного тела (прежде всего на поиски в нём жизни), может быть потрачено около $4,7 млрд. С той же целью должно посетить собрата Европы спутник Ганимед; эту часть проекта берёт на себя ЕСА.

Газификация Марса и др.

Среди других совместных программ НАСА и ЕСА упоминается миссия Mars Trace Gas Mission. Её целью станет поиск на Марсе метана, который может свидетельствовать о наличии жизни. Скорее всего, проект состоится в 2016 году.

Кроме того, американские академики определили несколько менее приоритетных задач, а именно забор проб атмосферы Урана и Энцелада (луны Сатурна), а также разработку орбитального аппарата для изучения климата Венеры. Среди небольших, но важных миссий обозначены доставка на Землю образцов поверхности комет и гигантского скалистого массива в районе южного полюса Луны, взятие проб атмосферы Венеры и Сатурна, а также полёт к Троянским астероидам Юпитера.

«Возможности для открытий бесконечны», — подытоживает профессор Дункан.

Подготовлено по материалам PhysOrg, NewScientist и Компьюлента.ру.