Una dintre marile realizări ale misiunilor Apollo a fost să aducă acasă sute de kilograme de rocă lunară. Aceste roci și praf au fost în continuă analiză de când astronauții Apollo 11 au venit acasă acum peste 50 de ani.
Și tot fac descoperiri.
Oamenii de știință au mostre de vântul solar al Soarelui, particule de la coada unei comete, câteva grame de la un asteroid, cu mai multe în curând.
Dar există o lume, în centrul atenției atât de mult științific, care nu a revenit niciodată unui eșantion: Marte.
NASA și Agenția Spațială Europeană își propun să aducă un eșantion de acasă de pe Marte de zeci de ani, iar acum, misiunile ar putea zbura în următorii ani, aducând în cele din urmă o bucată din Planeta Roșie acasă pentru a studia direct.
Istoria misiunilor de returnare a probelor
Explorarea spațială se întâmplă în etape. Mai întâi începeți cu un flyby de cercetație, în care o navă spațială merge pe o traiectorie rapidă, trecând o lume, oferind un set inițial de imagini și date. Gândiți-vă la Marele Tur al Voyager prin Sistemul Solar sau la Orizonturile Noi care vizitează Pluton.
Apoi vă întoarceți cu un orbiter, o navă spațială care poate rămâne pe loc ani de zile, studiind suprafața unei lumi în mare detaliu. Luați în considerare nava spațială Cassini, care a orbitat pe Saturn de 294 ori, a făcut mai mult de 450.000 de poze și ne-a schimbat înțelegerea despre Planeta Inelată pentru totdeauna.
Apoi veniți pământenii și roverii. Desigur, cel mai bun exemplu în acest sens este Marte, cu Spirit și Oportunitate, precum și Curiozitatea, care împreună au capturat sute de mii de imagini, s-au găurit roci și au găsit dovezi ale apei trecute pe Marte.
Apoi veniți misiunile de retur probă. Aceasta este etapa pe care agențiile spațiale au încercat-o doar de câteva ori.
În afară de misiunea Apollo, prima navă spațială care a adus mostre din spațiu înapoi pe Pământ a fost misiunea sovietică Luna. În 1970, Luna 16 a adus acasă 101 grame de regulit lunar, urmată de Luna 20 și Luna 24. Deși au adus o fracțiune din materialul returnat de misiunile Apollo, era din diferite locații de pe Lună.
Următoarea navă spațială pentru a returna o probă acasă a fost misiunea Genesis a NASA. A fost lansat în 2001 pentru a colecta mostre de vântul solar al Soarelui și pentru a le readuce acasă pe Pământ.
Și-a deschis colectoarele de mostre la 1 aprilie 2004, apoi a revenit pe Pământ în septembrie același an. Din păcate, parașuta sa nu a reușit să se deschidă în mod corespunzător, iar nava spațială a izbucnit puternic în deșertul Utah.
În ciuda aterizării grele, oamenii de știință au reușit să extragă probe utilizabile, ceea ce i-a ajutat să descopere că Pământul s-ar fi putut forma din diferite materiale nebuloase solare decât Soarele.
Apoi a venit misiunea Stardust a NASA, care a zburat prin coada Comet Wild 2 în ianuarie 2004, după care a revenit capsula de colecție înapoi pe Pământ doi ani mai târziu. Analiza acestor particule a arătat oamenilor de știință că cometele conțineau particule evacuate de la Soare la începutul istoriei sale și ar putea avea un alt mod de formare decât au prezis astronomii.
Ultima misiune de întoarcere a mostrei a fost misiunea Hayabusa a JAXA, care a depășit tot felul de dificultăți, inclusiv să fii lovit direct de o flacără solară, pierderea roților sale de reacție și eșecul de a-și desfășura landerul de sărit. Dar, incredibil, controlorii de misiune au reușit să ajungă nava spațială acasă, cu câteva micrograme prețioase de material asteroid la bord.
Există misiuni chiar acum: Hayabusa 2 și OSIRIS-REx, care vor aduce și mai multe probe de asteroizi înapoi spre studiu. JAXA intenționează chiar o misiune de a returna un eșantion din lunile Marte.
Ce zici de o misiune de întoarcere a probei pe Marte?
Ce putem învăța dintr-o misiune de întoarcere a probelor de pe Marte?
De fapt, am aflat destul de multe despre geologia și atmosfera de pe Marte, deoarece pe Pământ se găsesc bucăți ale Planetei Roșii. Au fost smulși de pe Marte de un gigant impact de asteroizi în urmă cu milioane de ani și au plutit prin spațiu, lovind în cele din urmă Pământul și supraviețuind incredibil o călătorie prin atmosferă.
Oamenii de știință au piese ale Marte aleatorii, dar acum își doresc o mostră de alegere. Și asta înseamnă trimiterea directă a unei misiuni de returnare a probelor.
NASA planifică de fapt o misiune de retur a probei de pe Marte încă de la începutul anilor ’70, chiar înainte de lansarea navei spațiale Viking.
Obiectivele unei misiuni de întoarcere ar include căutarea vieții, nu doar viața de azi, ci viața trecută și chiar precursorii chimici ai vieții.
Prin întoarcerea mostrelor incontestabile de Marte înapoi acasă, oamenii de știință ar putea efectua tot felul de experimente pe regulitul marțian, expunându-l la apă, atmosferă mai groasă și nutrienți pentru a vedea dacă există bacterii active. Acest experiment a fost încercat cu Viking, dar rezultatele au fost neconcludente și biologii planetari încă se ceartă asupra lor.
Aceștia ar putea analiza eșantioanele la microscopuri puternice, căutând orice fosile microscopice sau orice altă indicație a vieții acolo.
În plus, oamenii de știință au putut înțelege istoria suprafeței de pe Marte și modul în care aceasta a fost afectată de apă pe parcursul a milioane de ani.
Probele pot fi returnate din unele dintre cele mai interesante locuri, cum ar fi sedimentele lacurilor, depozitele din jurul orificiilor de hidrotermie și delte ale râurilor antice.
Aceștia ar putea aduce înapoi mostre de la lovituri de meteoriți recente și antice, erupții vulcanice și regiuni care au fost expuse vântului mult timp.
De asemenea, ei ar putea studia istoria pe termen lung a lui Marte de-a lungul a miliarde de ani, pentru a încerca să înțeleagă când au apărut schimbări planetare vaste pentru a face planeta atât de rece și uscată. Când s-a instalat bombardamentul de asteroizi?
Ei ar putea chiar să probeze bucăți de meteoriți care aruncă suprafața Marte, prelevând alte lumi în același timp.
În mod ideal, aceste probe ar fi trimise acasă înainte ca primii oameni să pună piciorul pe suprafața lui Marte. Știm deja că există substanțe chimice toxice în regulitul marțian, dar ce zici de praful care se depune din atmosferă? Va fi un risc dacă astronauții o respiră? Cum rămâne cu materialul care este mai adânc sub suprafață?
Studiind acest material, oamenii de știință ar putea, de asemenea, să înțeleagă cât de bine ar putea trăi astronauții de pe țară. Pentru a utiliza regulit pentru materialele de construcție și pentru plantele în creștere. La fel ca și ruperea chimică pentru diverse materii prime.
Diferite părți ale Marte sunt mai utile decât altele?
Planuri de misiune de întoarcere a probei de pe Marte
Unul dintre primele planuri pentru o misiune de retur de probă pe Marte a fost numit Colecția de probe pentru investigația lui Marte (sau SCIM). Aceasta ar fi o misiune relativ scumpă din clasa cercetașă, care ar zbura prin atmosfera Marte la 40 km altitudine, colectând praf și gaz atmosferic.
Aceasta ar fi suficient de mare pentru ca nava spațială să nu fie capturată de Marte. Apoi s-ar întoarce mostrele pe Pământ. Studiind aceste probe, oamenii de știință ar putea potrivi proba atmosferică cu gazele găsite în rocile Marte pentru a fi siguri că provin de pe Planeta Roșie. Vor putea studia praful marțian aproape, știți, praful care poate forma furtuni de pe toată planeta, capabile să pună capăt misiunilor de rover și ar putea fi un risc pentru viitorii astronauți.
Propunerea a fost făcută în 2001, pentru o misiune care avea să zboare în 2007 și să returneze mostre până în 2010, dar nu a ieșit niciodată din temelii.
Însă, în 2009, NASA și Agenția Spațială Europeană au început să facă planuri serioase de a aduce o bucată de Marte acasă, anunțând oficial cooperarea lor într-o misiune.
Anticiparea viitoarei misiuni de returnare a eșantionului, atât NASA, cât și ESA și-au construit următorii rovers pentru a fi prima etapă în trimiterea materialului înapoi acasă.
Pe măsură ce se deplasează pe suprafața Planetei Roșii, rover Mars 2020 al NASA va colecta mostre interesante și apoi le va arunca la suprafață pe măsură ce merge. Rover-ul Rosalind Franklin al ESA, care urmează să fie lansat în 2020, va colecta și stoca probe de pe suprafața lui Marte în recipiente de dimensiuni pen-uri, care vor fi gata pentru ridicare.
O misiune de retur de probă ar avea trei părți.
În primul rând, va exista un rover de extragere rapidă creat de Agenția Spațială Europeană pentru a colecta eșantioane pentru studiu. Apoi, un vehicul de ascensiune NASA care ar transfera probele pe orbita Marte. Și, în sfârșit, o misiune de orbitare a ESA care ar prelua eșantioanele și le-ar aduce înapoi pe Pământ.
Sample Fetch Rover de la ESA ar fi un vehicul relativ ușor, nu mai mare de aproximativ 120 de kilograme. Ar trebui să fie capabil să parcurgă 20-30 de kilometri parcurgând 200 de metri pe zi, dirijându-se în mod autonom în jurul pericolelor. De-a lungul acestei perioade, ar ridica zeci de eșantioane lăsate la suprafață de Marte 2020 sau Rosalind Franklin, alegând cele 30 de lucruri mai interesante din punct de vedere științific.
După câteva luni de recoltare a mostrelor, Fetch Rover va ajunge la Mars Sample Retrieval Lander. Aceasta este o navă spațială care are multe asemănări cu rovers-urile Curiosity și Mars 2020 ale NASA.
Ar folosi o parașută de căldură, apoi intră în atmosfera marțiană, coborând în cele din urmă racheta de ascensiune pe suprafața lui Marte. Va sta pe Marte până la 150 de zile, așteptând mostre de la Fetch Rover.
Când eșantioanele au fost încărcate la bord, vehiculul de ascensiune va arunca motorul său rachetă hibrid sau solid, transportând eșantioanele pe o orbită de 350 km altitudine.
Apoi, ar fi interceptat de Earth Return Orbiter al ESA, făcând o întâlnire complet autonomă la milioane de kilometri de Pământ. Vei folosi apoi un motor cu ion solar-electric pentru a face călătoria lungă înapoi pe Pământ.
Și apoi, ceva timp în anii 2030, oamenii de știință vor pune mâna pe aproximativ 500 de grame de material de pe suprafața planetei Marte.
La începutul anului 2019, Casa Albă a inclus bani în bugetul propus pentru o misiune de revenire a eșantionului de pe Marte, care ar putea fi lansată în mod ideal încă din 2026. Deși o misiune ca aceasta a fost propusă de mai multe ori înainte, aceasta este prima dată când finanțarea efectivă a fost pus deoparte. A acordat NASA 109 milioane de dolari în 2020 pentru a lucra la „viitoarele activități ale Marte”, care este în esență misiunea de returnare a eșantionului.
Așadar, după aproape 50 de ani de planificare, o misiune serioasă de întoarcere a probei pe Marte este în lucru.
Obțineți newsletterul meu săptămânal de e-mail:
O dată pe săptămână îmi adună toate știrile spațiale într-un singur buletin de e-mail și o trimit. Are imagini, scurte evidențe despre poveste și link-uri, pentru a afla mai multe. Accesați universetoday.com/newsletter pentru a vă înscrie.
