Pojasnjeno: Zakaj je Mars tako zanimiv za znanstvenike in pustolovca, ki živi v vseh nas?

Nasin Mars 2020 Perseverance Rover se je v petek zgodnjih urah dotaknil površine Marsa. Rezultati poskusov Perseverance bodo verjetno opredelili naslednjih nekaj desetletij raziskovanja Marsa. Znanstvenik NASA razlaga, zakaj in kako.

Vztrajnost je najnaprednejši, najdražji in najbolj sofisticiran mobilni laboratorij, poslan na Mars. (Foto: Twitter/ @@NASAPersevere)

Vztrajnost ni le še ena misija Roverja. Vztrajnost je najnaprednejši, najdražji in najbolj sofisticiran mobilni laboratorij, poslan na Mars. Rezultati poskusov na Perseverance bodo verjetno opredelili naslednjih nekaj desetletij raziskovanja Marsa – določili bodo potek iskanja življenja in prihodnjo misijo s posadko na Mars.

Znanost o Marsu v zadnjih 30 letih

Od časa misij prve generacije v šestdesetih letih prejšnjega stoletja smo pri razumevanju Marsa prehodili zelo dolgo pot. Misije Viking so sredi sedemdesetih izvedle prvo kemično analizo marsovske zemlje in štiri biološke poskuse za odkrivanje biološke aktivnosti. Poskusi niso prinesli nobenih prepričljivih dokazov o življenju.

V zgodnjih osemdesetih letih so znanstveniki na podlagi mineraloške sestave in teksture kamnin domnevali, da imajo nekateri meteoriti izvorno območje na Marsu, v nasprotju z asteroidnim pasom. Leta 1984 je študija pokazala, da se izotopska sestava redkih plinov (ksenona, kriptona, neona in argona) ujema z izotopskimi razmerji marsove atmosfere, ki jih je izmerilo vesoljsko plovilo Viking. To odkritje je geokemikom omogočilo preučevanje marsovskih vzorcev – in močno spodbudilo naše razumevanje geokemične evolucije Marsa.

Mars je v 20. stoletju veljal za suh planet. To se je spremenilo leta 2001, ko je spektrometer gama žarkov na krovu vesoljskega plovila Mars Odyssey zaznal fascinanten vodikov podpis, za katerega se je zdelo, da kaže na prisotnost vodnega ledu. Toda obstajala je dvoumnost - to je bilo zato, ker je vodik lahko del številnih drugih spojin, vključno z organskimi spojinami.

Da bi preizkusila prisotnost vode, je NASA leta 2007 poslala vesoljsko plovilo na pristanek v bližini Marsovega južnega tečaja. Vesoljsko plovilo je s svojo robotsko roko preučevalo tla okoli pristajalnega modula in je uspelo brez dvoumnosti ugotoviti prisotnost vode na Marsu. prvič.

Prva slika, ki jo je poslal rover Perseverance, ki prikazuje površino Marsa, tik po pristanku v kraterju Jezero, v četrtek, 18. februarja 2021. (NASA preko AP)

Rover Curiosity nosi instrument, imenovan SAM (ali Sample Analysis at Mars), ki vsebuje nabor spektrometrov s ciljem odkrivanja organskih spojin na Marsu. SAM ima masni spektrometer, ki lahko meri ne le elemente, ampak tudi izotope. Ta instrument je na Marsu odkril fascinantno odkritje organskih spojin velike verige. Ni znano, kako se te organske snovi oblikujejo na Marsu: proces bi bil verjetno neživ, vendar obstaja fascinantna možnost, da so tako zapletene molekule nastale s procesi, povezanimi z življenjem.

Mars Insight trenutno ustvarja zgodovino s spremljanjem seizmične aktivnosti in toplotnega toka na Marsu – to bo pomagalo razumeti sestavo marsovske notranjosti.

Dr Amitabha Ghosh je NASA-in planetarni znanstvenik s sedežem v Washingtonu DC. Delal je za več misij NASA na Mars, začenši z misijo Mars Pathfinder leta 1997. Bil je predsednik delovne skupine za znanstvene operacije za misijo Mars Exploration Rover in je bil zadolžen za vodenje taktičnih operacij Roverja na Marsu več kot 10 let. Pomagal je analizirati prvo skalo na Marsu, ki je po naključju prva skala, analizirana z drugega planeta.

Trajna fascinacija nad Marsom

Zakaj je Mars tako zanimiv za znanstvenike? In raziskovalcu-pustolovcu v vseh nas? Obstajata dva glavna razloga.

Prvič, Mars je planet, kjer se je življenje morda razvilo v preteklosti. Življenje se je na Zemlji razvilo pred 3,8 milijarde let. Pogoji na zgodnjem Marsu pred približno 4 milijardami let so bili zelo podobni tistim na Zemlji. Imel je gosto atmosfero, ki je omogočala stabilnost vode na površini Marsa. Če so bile razmere na Marsu res podobne tistim na Zemlji, obstaja resnična možnost, da se je na Marsu razvilo mikroskopsko življenje.

Drugič, Mars je edini planet, ki ga ljudje lahko obiščejo ali naseljujejo na dolgi rok. Venera in Merkur imata ekstremne temperature – povprečna temperatura je višja od 400 stopinj C ali bolj vroča kot v pečici. Vsi planeti v zunanjem sončnem sistemu, ki se začnejo z Jupitrom, so narejeni iz plina - ne silikatov ali kamnin - in so zelo hladni. Mars je razmeroma gostoljuben glede temperature, s približnim razponom od 20 stopinj C na ekvatorju do minus 125 stopinj C na polih.

Poslanstvo Vztrajnosti na Marsu

Vztrajnost obravnava tako kritične teme okoli Marsa – iskanje življenja in človeško poslanstvo na ta planet.

Vzorec povratne misije: Ali obstaja življenje na Marsu?

Vztrajnost je prvi korak v večstopenjskem projektu vračanja vzorcev z Marsa. Upajmo, da bo študija vrnjenih vzorcev kamnin v izpopolnjenih laboratorijih po vsem svetu dala odločilen odgovor o tem, ali je na Marsu v preteklosti obstajalo življenje.

Tu so koraki v vzorcu vračila:

Kot prvi korak bo Perseverance zbiral vzorce kamnin in zemlje v 43 epruvetah velikosti cigare. Vzorce bodo zbrali, posode zapečatili in pustili na tleh.

Drugi korak je, da Mars Fetch Rover (ki ga zagotovi Evropska vesoljska agencija) pristane, odpelje in zbere vse vzorce z različnih lokacij ter se vrne v pristajalno napravo.

Fetch Rover bo nato posode prenesel v vozilo za vzpon. Mars Ascent Vehicle se bo srečal z Orbiterjem, po katerem bo Orbiter odnesel vzorce nazaj na Zemljo.

Ta dolgoročni projekt se imenuje MSR ali Mars Sample Return. MSR bo spremenil naše razumevanje evolucijske zgodovine Marsa. Če bo MSR uspešno izveden, bomo imeli razumen odgovor, ali je bilo na Marsu mikroskopsko življenje.

Toda MSR ima svoja tveganja. Če ena od komponent odpove, na primer Fetch Rover ali Mars Ascent Vehicle, je MSR obsojen. Skrito tveganje je strateško. Za ceno MSR bi lahko bilo 5-10 misij vesoljskih plovil v različne dele sončnega sistema: zato NASA z izbiro MSR izključi možnost izvajanja teh drugih misij.

Proizvodnja kisika na Marsu: kritična zahteva

Da bi se človeška misija na Mars uresničila, morajo biti stroški razumni. Da bi bili stroški razumni, morata obstajati tehnologija in infrastruktura za proizvodnjo kisika na Marsu z uporabo surovin, ki so na voljo na Marsu.

Brez robustnega načina za proizvodnjo kisika na Marsu bodo človeške misije na Mars zelo drage in nerealne. Brez zanesljivega načrta za proizvodnjo kisika na Marsu bo načrt Elona Muska, da zagotovi komercialni prevoz na Mars, v nevarnosti, da ne uspe.

Perseverance bo imel instrument – ​​MOXIE ali Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment – ​​ki bo porabil 300 vatov moči za proizvodnjo približno 10 gramov kisika z uporabo atmosferskega ogljikovega dioksida.

Če bo ta poskus uspešen, se lahko MOXIE poveča za faktor 100, da zagotovi dve zelo kritični potrebi ljudi: kisik za dihanje in raketno gorivo za potovanje nazaj na Zemljo.

Iščemo podzemno vodo na Marsu

Vztrajnost bo nosila radarski posnetek za Mars' Subsurface Experiment (RIMFAX). RIMFAX bo zagotovil visoko ločljivost kartiranja podzemne strukture na mestu pristanka. Instrument bo iskal tudi podzemno vodo na Marsu – ki bo, če bo odkrita, zelo pomagal pri človeški misiji ali vzroku za človeško naselje na Marsu.

Testiranje helikopterja za letenje na Marsu

Helikopter Mars je res majhen dron. Gre za demonstracijski poskus tehnologije: preizkusiti, ali lahko helikopter leti v redki atmosferi na Marsu.

Zaradi nizke gostote marsovega ozračja je verjetnost, da bi dejansko letel s helikopterjem ali letalom na Marsu, zelo nizka. Prevoz na dolge razdalje na Marsu se mora zanašati na vozila, ki se za motorno vzpenjanje in spuščanje zanašajo na raketne motorje.

Morda smo desetletje od dveh mejnikov v raziskovanju Marsa: človeške misije na Mars in odločilnega odgovora na vprašanje, ali je Mars skrival – ali še vedno skriva – mikroskopsko življenje. Pričakuje se, da bo vztrajnost zagotovila pomemben vpogled v obe vprašanji.

Delite S Prijatelji: