Где сядет первая колония на Марсе?

Пока никто не выбрал точку. Но поиск значительно сузился: в 2015 году на семинаре NASA отобрало 47 кандидатов в зоны, а исследование 2021 года, подготовленное совместно специалистами SpaceX и JPL, выделило семь площадок, пять из которых расположены в одном регионе северных равнин — Arcadia Planitia, около 39° с. ш.

Любой план первой марсианской колонии упирается в одну и ту же проблему ещё до того, как речь заходит о жилых модулях, теплицах или энергетических бюджетах. Ни одно место на Марсе не удовлетворяет всем требованиям одновременно.

Водяной лёд сосредоточен ближе к полюсам. Солнечный свет и приемлемые температуры — у экватора, а атмосфера, достаточно плотная для торможения спускаемого аппарата, — на низких высотах. Место посадки — это результат компромисса между этими факторами, поэтому одни и те же названия повторяются снова и снова.

Где, по мнению NASA, должна приземлиться первая пилотируемая экспедиция?

Агентство не дало ответа. Вместо этого оно задало вопрос. С 27 по 30 октября 2015 года в Lunar and Planetary Institute в Хьюстоне NASA провело первый семинар по выбору посадочной площадки и зоны исследований для пилотируемых миссий на поверхность Марса, где были представлены и обсуждены 47 предложений по Exploration Zones и Regions of Interest.

На семинаре была введена единица планирования, которая до сих пор определяет дискуссию. Exploration Zone — это совокупность Regions of Interest, расположенных в радиусе примерно 100 километров от центральной точки посадки. Этот радиус отражает предположение о том, на какое расстояние экипаж может реально переместиться и вернуться. Выбрав точку посадки, вы фактически выбираете всё, что находится в пределах 100 км: научные объекты, лёд, строительные материалы.

Тогда выбор не был сделан, и с тех пор он тоже не сделан. Эти 47 предложений стали призывом к идеям, а не конкурсом с победителем.

Почему бы просто не сесть на экваторе?

Потому что два из трёх ограничений указывают именно туда, а самое важное — нет.

Начнём со спуска. Атмосферное давление на поверхности Марса составляет около одного процента от земного, поэтому каждый километр высоты, от которого вы отказываетесь, даёт дополнительную атмосферу для торможения. Это ограничение заложено в реальных миссиях: например, InSight требовалась площадка на высоте не более 2,5 км ниже опорного уровня, согласно опубликованному отчёту о выборе места посадки. Mars 2020 могла позволить себе высоту до 0,5 км ниже уровня отсчёта благодаря усовершенствованной системе наведения с триггером по дальности и навигацией относительно рельефа.

Далее — энергия и тепло. Марсоходы программы Mars Exploration Rovers работали в полосе между 10° с. ш. и 15° ю. ш. для оптимальной солнечной освещённости; InSight был ограничен диапазоном от 3° до 5° с. ш. Это ограничения для роботизированных солнечных миссий, но физика, стоящая за ними, не меняется и для людей. К этому добавляются инженерные требования: уклоны менее 15° как на масштабе 2 метра, так и 84 метра, а также доля скальных пород менее 10%, чтобы посадочный аппарат не опрокинулся.

Есть одна цифра, которую стоит запомнить. Баллистический вход InSight дал посадочный эллипс размером 130 на 27 километров. Вы не выбираете точку на Марсе — вы выбираете площадь, и должны быть готовы жить в любой её части.

Таким образом, экватор выигрывает по количеству солнечного света, тепла и, в низменных бассейнах, по плотности атмосферы. Но проигрывает по ресурсу, который определяет саму возможность создания базы: доступной воде.

Где лёд залегает достаточно близко к поверхности?

На этот вопрос отвечали последние десять лет орбитальных исследований. Проект Subsurface Water Ice Mapping (SWIM), реализуемый Институтом планетологии в рамках программы NASA по исследованию Марса, объединяет орбитальные данные в карты плотности льда с разрешением около 3 км на пиксель для трёх глубинных диапазонов: 0–1 метр, 1–5 метров и глубже 5 метров.

Для колонии важны два вывода этой работы. Выбор места посадки для людей, как ожидается, сосредоточится ниже 50° широты, где солнечного света достаточно для длительных операций на поверхности и предотвращения замерзания оборудования. При этом неглубокий грунтовый лёд удивительно далеко простирается к экватору, местами опускаясь ниже 30° северной и южной широты. В статье 2020 года в журнале Nature Astronomy о ледяных ресурсах средних северных широт выделены регионы Deuteronilus Mensae и Arcadia Planitia как наиболее перспективные.

Орбитальные данные — это одно. Прямые пробы — другое, и Phoenix остаётся единственной миссией, которая вскрыла приповерхностный водяной лёд и подтвердила его наличие на месте. Аппарат сел на 68,22° северной широты и подтвердил наличие водяного льда 31 июля 2008 года, когда его манипулятор достиг льда на глубине около 5 сантиметров. В траншее, которую команда назвала Dodo-Goldilocks, яркий материал сублимировал в течение четырёх дней — с 20-го по 24-й сол, что и позволило определить его как водяной лёд, а не соль.

Исчезновение яркого материала из траншеи Dodo-Goldilocks за четыре сола: сублимация, а значит, это водяной лёд, а не соль. Источник: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University. Снимок: NASA image PIA10906

Phoenix доказал существование льда, но находился слишком близко к полюсу, чтобы рассматриваться как место для поселения. Солнечные батареи аппарата теряли мощность с наступлением северной зимы, и миссия завершилась. Перспективные участки расположены южнее, и их картографировали свежие ударные кратеры: за два десятилетия камеры HiRISE и Context Camera на Mars Reconnaissance Orbiter зафиксировали сотни новых кратеров, некоторые из которых в средних и высоких широтах пробили верхний слой и обнажили подповерхностный лёд. Один 13-метровый кратер в Arcadia Planitia вскрыл лёд как в своей чаше, так и в выбросах, а тёмная зона взрыва растянулась почти на 850 метров от центра. Этот кратер изображён на заглавной иллюстрации статьи.

Последующие орбитальные исследования лишь подтверждали прежние выводы. Последующие раунды картографирования SWIM продолжают указывать на широкое распространение неглубокого грунтового льда в Arcadia Planitia, не отказываясь от этой интерпретации.

Что изучала компания SpaceX?

Список для исследований, а не конечный пункт. На конференции Lunar and Planetary Science Conference 2021 была представлена статья SpaceX Starship Landing Sites on Mars, в которой обозначены семь участков для дальнейшего изучения. Интересны не только сами места, но и организации, стоящие за работой: JPL и SpaceX выступили совместно, к ним присоединились Университет Аризоны, Институт планетологии, Университет Пердью, Университет Брауна и NASA Ames. Компания и космическое агентство решали задачу выбора места посадки вместе, публикуя результаты в открытой научной литературе.

Пять из семи участков расположены в Arcadia Planitia. Остальные — в Phlegra Montes и Erebus Montes, более холмистых районах тех же северных равнин. Регион закрывает все требования, которые предъявляет практика: низкая высота для спуска, ровная и бедная камнями поверхность для посадки, а также подтверждённые запасы неглубокого льда для всего остального.

Кандидаты были детально засняты с орбиты. Кадр HiRISE ESP_060416_2195, один из снимков потенциальных площадок, опубликованных Университетом Аризоны, центрирован на координатах 39,083° с. ш., 189,793° в. д. Эта широта — весь аргумент в одной цифре: достаточно далеко на север, чтобы достичь льда, и достаточно далеко на юг, чтобы солнце оставалось эффективным.

Западная часть Arcadia Planitia около 39° с. ш., 179° в. д. Концентрические слои и оползневые отложения внутри этого кратера — именно такие особенности указывают на наличие поверхностного или подповерхностного льда. Источник: NASA/JPL/Университет штата Аризона/Корнеллский университет. Снимок: NASA image PIA04263

Две оговорки. Кандидат — это не выбор, а список 2021 года появился в результате научного сотрудничества, а не корпоративного анонса. По состоянию на июль 2026 года ни NASA, ни SpaceX не опубликовали обновлённый шорт-лист, заменяющий эти семь потенциальных площадок, поэтому любые упоминаемые цифры, превышающие это количество, следует считать неподтверждёнными.

Как соотносится шорт-лист?

Повторяющиеся названия и то, что на самом деле предлагает каждый вариант:

• Arcadia Planitia, около 39° с. ш. Пять из семи площадок, изученных в рамках проекта Starship. Низкая высота, ровный рельеф, неглубокий лёд, обнаруженный с орбиты и подтверждённый в некоторых местах свежими кратерами. Наиболее часто обсуждаемый регион-кандидат в современной литературе по посадочным площадкам, хотя официально он не занимает первое место.

• Phlegra Montes и Erebus Montes. Две другие изученные площадки. Ледниковый рельеф с большим перепадом высот, что даёт геологическое разнообразие, но усложняет посадку.

• Deuteronilus Mensae. Другая северная «изюминка» проекта SWIM с ледниковыми отложениями. Сильный аргумент в пользу льда, но менее изученный как посадочная проблема.

• Кратер Езеро, 18,44° с. ш., 77,45° в. д., дно примерно на 2.600 метров ниже опорного уровня. Место работы марсохода Perseverance. Отличные научные перспективы, древняя речная дельта, но без особых доказательств доступного льда.

• Oxia Planum, 18,28° с. ш., 335,37° в. д., глинистый слой на глубине от примерно 2.600 до 3.100 метров ниже уровня отсчёта. Цель для марсохода Rosalind Franklin от ESA, выбранная из-за древних глин, а не ресурсов.

• Utopia Planitia, 47,97° с. ш. Место посадки Viking 2 в 1976 году и по-прежнему вторая по широте точка, куда удалось доставить космический аппарат на Марсе в целости.

Просмотрите этот список, и разделение бросается в глаза: научные цели расположены около 18° с.ш., тогда как ресурсные — около 39° с.ш. и выше. Первой колонии предстоит решить, каким местом она хочет быть.

Что уже говорят нам роботизированные посадки?

Мы храним координаты всех известных мест посадок на Марсе в одном наборе данных за нашей интерактивной картой Марса, так что вопрос о широте можно проверить, а не обсуждать. Нанесены двенадцать известных точек. Подсчёт даёт однозначный результат.

Только две из них находятся выше 30° с.ш.: Viking 2 на 47,97° с.ш. и Phoenix на 68,22° с.ш. Все марсоходы, когда-либо передвигавшиеся по Марсу, совершили посадку в пределах примерно 25° от экватора — от Opportunity на 1,95° ю.ш. до Zhurong на 25,07° с.ш. Единственная точка далеко на юге — Mars 3 на 45° ю.ш., который замолчал примерно через 20 секунд в 1971 году.

Иными словами, полоса, где находится лёд, почти никогда не посещалась и тем более не исследовалась мобильными аппаратами. Две точки в нашем наборе данных намеренно отсутствуют по той же причине, по которой мы доверяем остальным: Mars 2 и Mars Polar Lander разбились, а их точки падения так и не были обнаружены, так что нанесение их на карту означало бы придумывание координат. Beagle 2 есть на карте, потому что в 2015 году его обломки нашёл орбитальный аппарат.

История миссий, обозначенных этими метками, представлена в нашей хронологии марсианских миссий, а о том, что предстоит построить базе после прибытия, рассказывается в нашем руководстве по колонизации Марса.

Чего мы всё ещё не знаем

Честные пробелы, ведь они больше, чем известные факты:

• Ни одно агентство или компания пока не выбрало место посадки для первой пилотируемой миссии, не говоря уже о постоянной базе.

• Глубина залегания и чистота льда на всех потенциальных площадках определяются по данным с орбиты. Единственные наземные данные о марсианском льде получены от Phoenix — на 29 градусов широты севернее кандидатов в регионе Arcadia Planitia.

• Компромисс между доступностью льда и солнечной энергией не имеет общепринятого решения. Проект SWIM предлагает оптимальную зону на южном краю ледового пояса — это исследовательская гипотеза, а не окончательное решение.

• С момента публикации списка 2021 года не выходило обновлённого перечня площадок, так что всё новое остаётся непроверенным, а не засекреченным.

Окончательно решить вопрос могли бы данные с поверхности: предварительная миссия, которая сядет в предполагаемой зоне и измерит, насколько глубок лёд на самом деле, насколько он чист и сложен для разработки. Пока этого нет, список остаётся списком. Ответы на сопутствующие вопросы — включая продолжительность полёта, его стоимость и возможность пережить радиацию — есть на этом сайте.

Частые вопросы

Выбран ли уже район посадки для первой марсианской колонии?

Нет. В 2015 году NASA собрало 47 предложений по Exploration Zone, но не выбрало ни одного. В работе 2021 года SpaceX и JPL сократили список до семи участков для дальнейшего изучения — это исследовательский шорт-лист, а не окончательное решение.

Почему так часто упоминается Arcadia Planitia?

Этот регион преодолевает сразу три барьера: низкая высота для торможения, ровная и бедная камнями поверхность для посадки, а также неглубокий подповерхностный лёд около 39° с. ш., достаточно близко к экватору, чтобы солнечные батареи оставались эффективными.

Можно ли основать колонию на полюсах, где льда больше?

Лёд там доступнее, но всё остальное усложняется. Солнечный свет слабеет, температура падает, а полярные шапки состоят из сезонного углекислого газа поверх водяного льда. Аппарат Phoenix достиг 68,22° с. ш. в 2008 году, но потерял энергию с наступлением северной зимы.

Какую площадь на самом деле занимает район посадки на Марсе?

Больше, чем многие представляют. Exploration Zone охватывает около 100 километров вокруг центральной точки, а баллистический вход InSight дал эллипс размером 130 на 27 километров. Выживаемым должен быть весь эллипс, а не только его центр.

На какой глубине залегает лёд в этих районах?

Карты SWIM выделяют три зоны: 0–1 метр, 1–5 метров и глубже 5 метров. Свежие кратеры в Arcadia обнажили лёд в верхней части этого диапазона. Phoenix, который сел гораздо севернее, наткнулся на лёд уже на глубине около 5 сантиметров. В самой предполагаемой зоне пока никто не бурил.

Является ли кратер Джезеро кандидатом для колонии?

Не с точки зрения ресурсов. Джезеро выиграл у «Персеверанс», потому что древняя речная дельта — многообещающее место для поиска следов прошлой жизни. На 18,44° северной широты он хорошо расположен для энергоснабжения, но плохо — для доступного льда.

Что переведёт площадку из кандидатов в выбранные?

Подтверждение на местности. В зоне-кандидате должен приземлиться аппарат, измерить глубину залегания льда, его чистоту и сложность добычи, а затем проверить уклоны и каменистость в масштабе транспортных средств. Орбитальные данные продвинули этот вопрос настолько далеко, насколько это возможно.

Источники

• Первый семинар по посадочным площадкам и зонам исследований для пилотируемых миссий на поверхность Марса, Институт лунных и планетарных исследований, Хьюстон, 27–30 октября 2015 года.

• Golombek et al., Selection of the InSight Landing Site, Space Science Reviews, о требованиях к высоте, широте, уклону и обилию камней.

• Проект картографирования подповерхностного водяного льда (SWIM), Институт планетарных наук, для программы NASA по исследованию Марса.

• Morgan et al., Availability of subsurface water-ice resources in the northern mid-latitudes of Mars, Nature Astronomy, 2020.

• Putzig, Morgan et al., Ice Resource Mapping on Mars, глава в Handbook for Space Resources, Springer, 2023 — обзор проекта SWIM о развитии картографирования ледяных ресурсов.

• Golombek, Williams, Wooster, McEwen et al., SpaceX Starship Landing Sites on Mars, 52-я Лунная и планетарная научная конференция, 2021.

• Посадочный аппарат NASA Phoenix подтвердил наличие замёрзшей воды на Марсе, Лаборатория реактивного движения NASA, 31 июля 2008 года.

• Потенциальная посадочная площадка для SpaceX Starship в регионе Аркадия, ESP_060416_2195, HiRISE, Университет Аризоны

Координаты посадочных площадок в этой статье — значения, которые мы наносим на собственную интерактивную карту Марса, сверенные с данными миссий, из которых они получены. Последняя проверка: 31 июля 2026 года.