Десятилетний обзор задаёт повестку для биологических и физических наук в космосе

Последний десятилетний обзор Национальных академий наук США «Thriving in Space» («Процветание в космосе»), опубликованный 12 сентября, представляет собой дорожную карту для исследований в области биологических и физических наук — от низкой околоземной орбиты до поверхности Марса — до 2033 года.

Кристин Ван Влит, вице-президент по исследованиям и инновациям и самопровозглашённый «космический гик», выступила сопредседателем руководящего комитета, подготовившего обзор.

Что такое десятилетний обзор и почему он важен?

Есть две основные цели. Во-первых, это предоставление правительству периодических рекомендаций от научного сообщества по приоритетам исследований на ближайшие годы. Это научно-ориентированная работа по определению «больших целей» для страны на предстоящее десятилетие.

Во-вторых, это создание консенсусного отчёта на основе мнений сотен исследователей, представивших материалы, и десятков участников рабочих групп. Задача — определить приоритеты, стратегии и дать рекомендации будущим лицам, принимающим решения, по созданию здорового, активного научного сообщества в этой области.

Как определялись приоритеты среди множества предложений?

Сначала были выявлены общие черты среди научных концепций из разных сообществ. Затем они были сформулированы как научные вопросы, а не как темы для изучения. Далее были разработаны критерии для отбора наиболее важных вопросов, с учётом их потенциального влияния на освоение космоса и возможности для прорывных открытий, требующих доступа в космос.

Ключевой момент: проведение исследований в космосе намного сложнее, чем на Земле, поэтому для этого должна быть очень веская причина. Также необходимы наземные эксперименты, технологии и контрольные группы.

О чём этот отчёт?

Отчёт структурирован вокруг трёх запоминающихся тем:

  1. Адаптация к космосу по мере продвижения к новым целям.
  2. Жизнь и путешествия в космосе в течение многих лет — для людей, других организмов и материалов в суровых условиях.
  3. Исследование явлений, скрытых Землёй — открытие того, как работают организмы, материалы и Вселенная, что невозможно раскрыть в земных лабораториях, где гравитация и другие обычные условия мешают исследованиям.

В рамках этих тем сформулированы 11 ключевых научных вопросов, на которые нужно ответить в следующем десятилетии.

Каковы основные выводы?

  • Финансирование исследований в области биологических и физических наук в космосе должно увеличиться на порядок в течение предстоящего десятилетия. Необходимы инвестиции не только от NASA, но и от других государственных и частных источников.
  • Необходима концентрация усилий на приоритетных вопросах, а не распыление ресурсов («не размазывать арахисовую пасту слишком тонко»).
  • Ответственное использование космоса как ресурса для научных открытий, включая сотрудничество и здоровую конкуренцию.
  • Расширение участия в исследованиях для включения более широкого технического опыта и личного опыта участников.
  • Развитие государственно-частного партнёрства с компаниями и другими странами для обеспечения ответственных и доступных космических исследований.

Рекомендуемые крупные исследовательские кампании

Отчёт рекомендует две масштабные цели на следующее десятилетие:

  1. BLiSS (Bioregenerative Life Support Systems) — биорегенеративные системы жизнеобеспечения. Речь идёт о замкнутых системах для обмена жидкостями и газами, позволяющих выращивать растения в космосе для многолетних миссий. Это сложнее, чем просто «огород»: вопросы включают рециркуляцию кислорода и воды, использование внеземных материалов в качестве «почвы», взаимодействие растений с микробами в космической среде.

  2. MATRICES (Manufacturing Materials and Processes Sustainably in Space) — устойчивое производство материалов и процессов в космосе. Это фундаментальная наука о материалах (жидкостях, твёрдых телах, активных и пассивных системах) в условиях космоса. Цель — понять, как лучше производить и обрабатывать материалы в космосе с минимальным воздействием на среду. Результаты могут привести к технологиям для «циркулярной экономики» и сокращения отходов на Земле.

Роль Корнеллского университета в этих усилиях

В Корнелле уже сейчас ведутся выдающиеся исследования, соответствующие целям отчёта:

  • Cornell Center for Astrophysical and Planetary Science (C-CAPS) — опыт участия в десятилетних обзорах и планирования миссий.
  • Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering — инженерные исследования.
  • Хаб Исследовательской лаборатории ВВС для региона Средней Атлантики — работа с ВВС и Космическими силами над инженерными задачами.
  • Колледж сельского хозяйства и наук о жизни, Колледж ветеринарной медицины, Колледж экологии человека — исследования устойчивости продовольствия и воды на Земле, актуальные для кампании BLiSS.
  • Исследования в области антимикробных средств, вакцин, квантовой связи и сенсоров.

Осенью планируется провести «День космоса в Корнелле», чтобы осветить содержание отчёта и показать текущие исследования университета, связанные с космическими задачами.