Selgitatakse: miks on Marss teadlastele ja meis kõigis elavale seiklejale nii huvitav?

NASA Mars 2020 Perseverance Rover langes reede varahommikul Marsi pinnale. Perseverance'i katsete tulemused määravad tõenäoliselt järgmised paar aastakümmet Marsi uurimist. NASA teadlane selgitab, miks ja kuidas.

Perseverance on kõige arenenum, kõige kallim ja keerukaim Marsile saadetud mobiilne labor. (Foto: Twitter/ @@NASAPersevere)

Visadus ei ole lihtsalt järjekordne Roveri missioon. Perseverance on kõige arenenum, kõige kallim ja keerukaim Marsile saadetud mobiilne labor. Perseverance'i katsete tulemused määravad tõenäoliselt järgmise paari aastakümne Marsi-uurimise – need määravad eluotsingute kulgu ja tulevase mehitatud missiooni Marsile.

Marsi teadus viimase 30 aasta jooksul

Oleme Marsi mõistmisel jõudnud väga kaugele alates esimese põlvkonna missioonidest 1960. aastatel. Seitsmekümnendate aastate keskpaigas viikingite missioonid viisid läbi Marsi pinnase esimese keemilise analüüsi ja neli bioloogiakatset bioloogilise aktiivsuse tuvastamiseks. Katsed ei andnud veenvaid tõendeid elu kohta.

1980. aastate alguses püstitasid teadlased mineraloogilise koostise ja kivimite tekstuuri põhjal hüpoteesi, et erinevalt asteroidivööst võib teatud meteoriitidel olla Marsi lähtepiirkond. 1984. aastal näitas uuring, et haruldaste gaaside (ksenoon, krüpton, neoon ja argoon) isotoopkoostis ühtis Marsi atmosfääri isotoopsuhetega, mida mõõdeti kosmoseaparaadiga Viking. See avastus andis geokeemikutele võimaluse uurida Marsi proove – ja andis tohutu tõuke meie arusaamisele Marsi geokeemilisest evolutsioonist.

20. sajandil peeti Marsi kuivaks planeediks. See muutus 2001. aastal, kui kosmoseaparaadi Mars Odyssey pardal asuv gammakiirgusspektromeeter tuvastas põneva vesiniku tunnuse, mis näis viitavat veejää olemasolule. Kuid oli ebaselgust – see oli tingitud sellest, et vesinik võib olla osa ka paljudest teistest ühenditest, sealhulgas orgaanilistest ühenditest.

Vee olemasolu testimiseks saatis NASA 2007. aastal kosmoselaeva Marsi lõunapooluse lähedale. Kosmoselaev uuris oma robotkäe abil maanduri ümbritsevat pinnast ja suutis ilma ühegi kahtluseta kindlaks teha vee olemasolu Marsil. esimest korda.

Esimene pilt Perseverance kulguri poolt, mis näitab Marsi pinda vahetult pärast maandumist Jezero kraatris, neljapäeval, 18. veebruaril 2021. (NASA AP kaudu)

Curiosity kulgur kannab seadet nimega SAM (ehk Sample Analysis at Mars), mis sisaldab spektromeetrite komplekti, mille eesmärk on tuvastada Marsil orgaanilisi ühendeid. SAM-il on massispektromeeter, mis suudab mõõta mitte ainult elemente, vaid ka isotoope. See instrument on teinud Marsil suure ahelaga orgaaniliste ühendite põneva avastuse. Pole teada, kuidas need orgaanilised ained Marsil tekivad: tõenäoliselt oleks protsess elutu, kuid on põnev võimalus, et sellised keerulised molekulid tekkisid eluga seotud protsesside käigus.

Mars Insight loob praegu ajalugu, jälgides seismilist aktiivsust ja soojusvoogu Marsil – see aitab mõista Marsi sisemuse koostist.

Dr Amitabha Ghosh on NASA planeediteadlane, kes asub Washingtonis. Ta on töötanud mitmel NASA Marsi missioonil, alustades Marsi rajaleidja missiooniga 1997. aastal. Ta oli Marsi uurimise kulguri missiooni teadusoperatsioonide töörühma esimees ja tema ülesandeks oli juhtida Marsil kulguri taktikalisi operatsioone enam kui 10 aastat. Ta aitas analüüsida esimest kivimit Marsil, mis juhtus olema esimene kivim, mida analüüsiti teiselt planeedilt.

Marsi püsiv lummus

Miks on Marss teadlastele nii huvitav? Ja meis kõigis leiduvale avastajale-seiklejale? Sellel on kaks peamist põhjust.

Esiteks on Marss planeet, kus elu võis minevikus areneda. Elu tekkis Maal 3,8 miljardit aastat tagasi. Varase Marsi tingimused umbes 4 miljardit aastat tagasi olid väga sarnased Maal. Sellel oli paks atmosfäär, mis võimaldas Marsi pinnal vee stabiilsust. Kui tingimused Marsil oleksid tõepoolest sarnased Maal, on reaalne võimalus, et Marsil tekkis mikroskoopiline elu.

Teiseks on Marss ainus planeet, mida inimesed saavad pikemas perspektiivis külastada või asustada. Veenusel ja Merkuuril on äärmuslikud temperatuurid – keskmine temperatuur on üle 400 kraadi C ehk kuumem kui küpsetusahjus. Kõik välise päikesesüsteemi planeedid alates Jupiterist on valmistatud gaasist – mitte silikaatidest ega kivimitest – ja on väga külmad. Temperatuuri poolest on Marss suhteliselt külalislahke, ligikaudu 20 kraadi C ekvaatoril kuni miinus 125 kraadi C poolustel.

Püsivuse missioon Marsil

Sihikindlus käsitleb nii Marsi ümbritsevaid kriitilisi teemasid – elu otsimist kui ka inimese missiooni sellel planeedil.

Tagastamismissiooni näidis: kas Marsil on elu?

Visadus on esimene samm mitmeastmelises projektis, mille eesmärk on tuua proovid Marsilt tagasi. Tagastatud kivimiproovide uurimine keerukates laborites üle kogu maailma annab loodetavasti otsustava vastuse küsimusele, kas Marsil eksisteeris varem elu.

Siin on näidistagastuse juhised:

Esimese sammuna kogub Perseverance kivimi- ja mullaproovid 43 sigarisuurusesse torusse. Proovid kogutakse, kanistrid suletakse ja jäetakse maapinnale.

Teise sammuna peab Mars Fetch Rover (pakkuja Euroopa Kosmoseagentuur) maanduma, sõitma ja koguma erinevatest kohtadest kõik proovid ning naasma maandurile.

Seejärel kannab Fetch Rover kanistrid üle tõususõidukisse. Marsi tõususõiduk kohtub Orbiteriga, mille järel Orbiter kannab proovid tagasi Maale.

Seda pikaajalist projekti nimetatakse MSR-iks või Marsi proovide tagastamiseks. MSR muudab meie arusaama Marsi evolutsiooniloost. Kui MSR on edukalt läbi viidud, saame mõistliku vastuse selle kohta, kas Marsil oli mikroskoopilist elu.

Kuid MSR-il on oma riskid. Kui mõni komponentidest ebaõnnestub, nagu Fetch Rover või Marsi tõususõiduk, on MSR määratud hukule. Varjatud risk on strateegiline. MSR-i hinnaga võib Päikesesüsteemi erinevatesse osadesse korraldada 5–10 kosmoseaparaadi missiooni: seega jätab NASA MSR-i valides välja võimaluse neid teisi missioone ette võtta.

Hapniku tootmine Marsil: kriitiline nõue

Inimese missiooni Marsile realiseerimiseks peavad kulud olema mõistlikud. Et kulud oleksid mõistlikud, peab Marsil olema hapniku tootmiseks Marsil saadaolevate toorainete abil tehnoloogia ja infrastruktuur.

Ilma kindla meetodita Marsil hapniku tootmiseks on inimeste Marsile minekud väga kallid ja ebareaalsed. Ilma usaldusväärse hapnikutootmisplaanita Marsil ähvardab Elon Muski plaan pakkuda Marsile kommertstransporti läbikukkumises.

Perseverance'il on instrument – ​​MOXIE ehk Marsi hapniku in-situ ressursside kasutamise katse –, mis kasutab 300 vatti võimsust, et toota atmosfääri süsinikdioksiidi abil umbes 10 grammi hapnikku.

Kui see katse peaks õnnestuma, saab MOXIE-d suurendada 100 korda, et tagada inimeste kaks väga kriitilist vajadust: hapnik hingamiseks ja raketikütus Maale tagasisõiduks.

Marsil maa-aluse vee otsimine

Perseverance kannab Marsi maa-aluse katse radarikaamerat (RIMFAX). RIMFAX pakub maandumiskohas maa-aluse struktuuri kõrge eraldusvõimega kaardistamist. Seade otsib ka Marsi maa-alust vett, mis, kui see leitakse, aitab oluliselt kaasa inimmissioonile või inimasustuse põhjustele Marsil.

Helikopteri katsetamine Marsil lendamiseks

Marsi helikopter on tõesti väike droon. Tegemist on tehnoloogia demonstratsioonieksperimendiga: katsetada, kas kopter suudab lennata Marsi hõredas atmosfääris.

Marsi atmosfääri madal tihedus muudab helikopteri või lennukiga Marsil lendamise tõenäosuse väga madalaks. Pikamaatransport Marsil peab tuginema sõidukitele, mis toetuvad mootoriga tõusmiseks ja laskumiseks rakettmootoritele.

Oleme võib-olla kümne aasta kaugusel Marsi uurimise kahest verstapostist: inimese missioon Marsile ja otsustav vastus küsimusele, kas Marsil on mikroskoopiline elu. Püsivus annab mõlemas küsimuses olulise ülevaate.

Jagage Oma Sõpradega: