Jedno od velikih postignuća misija Apolon bilo je dovođenje kući stotinama kilograma lunarne stijene. Ove stijene i prašina su pod stalnom analizom otkako su se astronauti Apollo 11 vratili kući prije više od 50 godina.
I još uvijek rade otkrića.
Znanstvenici imaju uzorke Sunčevog sunčevog vjetra, čestice iz repa komete, nekoliko grama asteroida, a uskoro će stići još njih.
Ali postoji jedan svijet, fokus toliko znanstvenog proučavanja, kojem se nikada nije vratio uzorak: Mars.
NASA i Europska svemirska agencija desetljećima planiraju donijeti uzorak kući s Marsa, a sada bi misije mogle letjeti u sljedećih nekoliko godina, napokon donoseći komad Crvene planete kući na Zemlju da bismo direktno studirali.
Povijest misija za povratak uzoraka
Istraživanje svemira odvija se u fazama. Prvo započnite s izviđačkim preletom, gdje se svemirski brod kreće brzim putem mimo svijeta, pružajući početni skup slika i podataka. Pomislite na veliku turneju Voyagera Sunčevim sustavom ili na nove horizonte koji posjećuju Pluton.
Potom se vraćate s orbiterom, svemirskim brodom koji može ostati na mjestu godinama, s velikim detaljima proučavajući površinu svijeta. Uzmimo u obzir da je svemirska letjelica Cassini, koja je okružila Saturn 294 puta, snimila više od 450.000 slika i zauvijek promijenila naše razumijevanje Prstenaste planete.
Onda dolaze landeri i roveri. Naravno, najbolji primjer za to je Mars, s Duhom i Prilikom, kao i znatiželja, koji su zajedno snimili stotine tisuća slika, izbušili stijene i pronašli dokaze o prošloj vodi na Marsu.
Onda dolaze uzorke povratnih misija. To je faza koju su svemirske agencije pokušale samo nekoliko puta.
Osim misije Apollo, prva svemirska letjelica koja je dovela uzorke iz svemira na Zemlju bila je sovjetska misija Luna. 1970. godine Luna 16 kući je donijela 101 gram lunarnog regolita, zatim Luna 20 i Luna 24. Iako su donijeli djelić materijala koji su vratili misije Apolon, bio je s različitih mjesta na Mjesecu.
Sljedeća svemirska letjelica koja je vratila uzorak kući bila je NASA-ova misija Genesis. Pokrenut je 2001. godine radi prikupljanja uzoraka Sunčevog sunčevog vjetra i vraćanja kući na Zemlju.
Otvorio je svoje sakupljače uzoraka 1. travnja 2004., a zatim se vratio na Zemlju u rujnu iste godine. Nažalost, njegov padobran nije se uspio ispravno otvoriti, a svemirska letjelica snažno se razbila u pustinju Utaha.
Unatoč tvrdom slijetanju, znanstvenici su uspjeli dohvatiti upotrebljive uzorke, što im je pomoglo da otkriju da bi Zemlja mogla nastati iz različitih solarnih materijala maglina od Sunca.
Potom je uslijedila NASA-ova misija Stardust, koja je u siječnju 2004. letela kroz rep Comet Wild 2, a potom dvije godine kasnije vratila svoju kolekcijsku kapsulu na Zemlju. Analiza ovih čestica pokazala je znanstvenicima da su komete sadržavale čestice koje su izbačene sa Sunca na početku njegove povijesti i da mogu imati drugačiji način formiranja nego što su astronomi predviđali.
Posljednja misija povratka uzorka bila je misija Hayabusa JAXA-e, koja je prevladala sve poteškoće, uključujući izravno nanošenje sunčeve bljeskalice i gubitak reakcijskih kotača, te neuspjeh u razmještanju skočne zemlje. Ali nevjerojatno, kontrolori misije uspjeli su vratiti svemirski brod kući, s nekoliko dragocjenih mikrograma materijala za asteroid.
Trenutačno su tu misije: Hayabusa 2 i OSIRIS-REx koji će donijeti još više uzoraka asteroida kući na proučavanje. JAXA čak planira misiju kako bi vratila uzorak iz Mjesečevih mjeseca.
Pa što je s uzorkom povratne misije na sam Mars?
Što možemo naučiti iz misije za povratak uzorka s Marsa?
Mi smo naučili prilično malo o geologiji i atmosferi Marsa, jer se ovdje na Zemlji nalaze dijelovi Crvene planete. Pred Marsom ih je razbio ogroman udar asteroida prije milijuna godina, a oni su plutali svemirom, na kraju pogodivši Zemlju i nevjerojatno preživjeli putovanje atmosferom.
Znanstvenici imaju slučajne komade Marsa, ali sada žele uzorak po svom izboru. A to znači izravno slanje uzorka povratne misije.
NASA zapravo planira misiju vraćanja uzorka na Mars od početka 1970-ih, čak i prije lansiranja svemirske letjelice Viking.
Ciljevi povratne misije uključivali bi potragu za životom, ne samo životom danas, već prošlim životom, pa čak i kemijskim prethodnicima života.
Vraćajući netaknute uzorke Marsa kući, znanstvenici su mogli izvoditi sve vrste eksperimenata na marsovskom regolitu, izlažući ga vodi, gušćoj atmosferi i hranjivim tvarima da vide ima li aktivnih bakterija. Ovaj eksperiment je pokušao s Vikingom, ali rezultati su bili neuvjerljivi i planetarni biolozi se i dalje svađaju oko njih.
Mogli su analizirati uzorke pod moćnim mikroskopom, pretražujući bilo kakve mikroskopske fosile ili bilo koje druge naznake da tamo živi.
Osim toga, znanstvenici su mogli razumjeti povijest površine Marsa i kako je na njega utjecala voda tijekom milijuna godina.
Uzorci se mogu vratiti s nekih od najzanimljivijih mjesta, poput sedimenata jezera, taloga oko hidrotermalnih otvora i delta drevnih rijeka.
Mogli su donijeti uzorke iz nedavnih i drevnih udara meteorita, vulkanskih erupcija i područja koja su dugo bila izložena vjetru.
Oni su također mogli proučiti dugoročnu povijest Marsa tijekom milijardi godina, kako bi pokušali razumjeti kada su se dogodile ogromne planetarne promjene koje su učinile planet tako hladnim i suhim. Kada se smirivanje bombardiranja asteroida?
Mogli su čak uzorkovati komade meteorita koji legla površinu Marsa, istovremeno uzorkujući druge svjetove.
Ti bi se uzorci idealno poslali kući prije nego što se prvi čovjek stane na površinu Marsa. Već znamo da u Marsovskom regolitu postoje otrovne kemikalije, ali što je sa prašinom koja se taloži iz atmosfere? Hoće li biti rizika ako ga astronauti udahnu? Što je sa materijalom koji je dublje ispod površine?
Proučavajući ovaj materijal, znanstvenici bi također mogli razumjeti koliko dobro astronauti mogu živjeti s kopna. Koristiti regolith za građevni materijal i uzgoj biljaka. Kao i kemijsko razbijanje na razne sirovine.
Jesu li različiti dijelovi Marsa korisniji od ostalih?
Planovi misije za povratak uzorka s Marsa
Jedan od najranijih planova za uzorku povratne misije na Mars nazvao se Kolekcija uzoraka za istraživanje Marsa (ili SCIM). Ovo bi bila relativno jeftina misija izviđačke klase koja bi letjela kroz atmosferu Marsa na 40 km nadmorske visine, skupljajući prašinu i atmosferski plin.
To bi bilo dovoljno visoko da Mars ne bi zarobio svemirski brod. Tada bi uzorke vratila na Zemlju. Proučavajući ove uzorke, znanstvenici su mogli uskladiti atmosferski uzorak s plinovima koji su pronađeni u tim stijenama Marsa da bi bili sigurni da dolaze s Crvene planete. Oni će moći proučavati marsovsku prašinu izbliza, znate, prašina koja može formirati oluje širom planeta sposobnih za okončanje misija rovera i mogla bi predstavljati rizik za buduće astronaute.
Prijedlog je napravljen 2001. godine, za misiju koja bi poletjela 2007. godine, a uzorke vraćao do 2010. godine, ali nikad se nije sletio s temelja.
Ali 2009. godine NASA i Europska svemirska agencija započele su ozbiljno planirati vratiti komad Marsa kući, službeno najavivši suradnju u misiji.
Predviđajući buduću misiju povratka uzoraka, i NASA i ESA izgradili su svoje nadolazeće rovere kao prvu fazu u slanju materijala kući.
Dok se provlači po površini Crvene planete, NASA-in rover Mars 2020 prikupljat će zanimljive uzorke i potom ih izbacivati na površinu kako ide. ESA-in Rosalind Franklin rover, koji bi također trebao biti predstavljen 2020. godine, prikupljat će i pohranjivati uzorke s površine Marsa u kanistere olovke, koji će biti spremni za preuzimanje.
Misija povratka uzoraka sastojala bi se od tri dijela.
Prvo, tamo bi trebao biti rover koji se brzo kretao, a koji je izgradila Europska svemirska agencija za prikupljanje uzoraka za proučavanje. Zatim vozilo s usponom na NASA-u koje će uzorke prenijeti na Mars orbitu. I na kraju, misija u orbiti iz ESA-e koja bi preuzela uzorke i vratila ih na Zemlju.
ESA-in Sample Fetch Rover bio bi relativno lagano vozilo, ne veće od oko 120 kilograma. Trebalo bi biti u mogućnosti prijeći 20-30 kilometara dnevno 200 metara, autonomno se kretajući oko opasnosti u svom putu. Tijekom tog razdoblja, uzeo bi na desetke uzoraka koji su na površini ostali do Marsa 2020. ili Rosalind Franklin, odabirom 30-ak znanstveno najzanimljivijih za slanje kući.
Nakon višemjesečnog prikupljanja uzoraka, Fetch Rover će stići u pristanište za pronalazak uzorka Mars. Ovo je svemirska letjelica koja ima mnogo sličnosti s NASA-inim znatiželjnicima i Mars 2020 roverima.
Za ulazak u marsovsku atmosferu upotrijebio bi zračni okvir, a zatim padobran, spuštajući raketu na uspon na površinu Marsa. Na Marsu bi sjedio do 150 dana, čekajući uzorke iz Fetch Rovera.
Kad bi se uzorci ukrcali na brod, Vozilo za uspon aktiviralo bi svoj hibridni ili čvrsti raketni motor, prenoseći uzorke u orbitu visine 350 km.
Tada bi ga presreo ESA-in Zemaljski orbiter, koji bi napravio potpuno autonomno okupljanje milijunima kilometara od Zemlje. Zatim će pomoću solarno-električnog ionskog motora krenuti na dug put na Zemlju.
A onda će, negdje u 2030-ima, znanstvenici nabaviti oko 500 grama materijala s površine Marsa.
Početkom 2019. godine Bijela kuća je u svoj predloženi proračun uključila novac za misiju Povratak uzorka s Marsom, koja bi idealno mogla započeti već 2026. Iako je misija poput ove predložena već mnogo puta ranije, ovo je prvi put da je stvarno financiranje bilo Staviti na stranu. Dao je NASA-i 109 milijuna dolara 2020. godine za rad na „budućim Marsovim aktivnostima“ što je u osnovi ogledna misija povratka.
Nakon gotovo 50 godina planiranja, na Marsu je u tijeku ozbiljna misija povratka uzorka.
Nabavite moj tjedni bilten putem e-pošte:
Jednom tjedno skupim sve svoje vijesti o svemiru u jedan newsletter i šaljem ih. Ima slika, kratke vijesti o priči i veze kako biste mogli saznati više. Idite na universetoday.com/newsletter da biste se prijavili.
