Пояснення: чому Марс такий цікавий для вчених і шукача пригод, який живе в усіх нас?

Марсохід NASA Mars 2020 Perseverance Rover приземлився на марсіанську поверхню вранці в п’ятницю. Результати експериментів Perseverance, ймовірно, визначать наступні кілька десятиліть дослідження Марса. Вчений NASA пояснює, чому і як.

«Наполегливість» — це найдосконаліша, найдорожча і найскладніша мобільна лабораторія, відправлена ​​на Марс. (Фото: Twitter/ @@NASAPersevere)

Наполегливість — це не просто ще одна місія Rover. «Наполегливість» — це найдосконаліша, найдорожча і найскладніша мобільна лабораторія, відправлена ​​на Марс. Результати експериментів із Perseverance, ймовірно, визначать наступні кілька десятиліть дослідження Марса – вони визначать хід пошуку життя та майбутню пілотовану місію на Марс.

Наука про Марс за останні 30 років

Ми пройшли дуже довгий шлях у розумінні Марса з часів місій першого покоління в 1960-х роках. Місії Viking у середині сімдесятих провели перший хімічний аналіз марсіанського ґрунту, а також чотири біологічні експерименти для виявлення біологічної активності. Експерименти не дали жодних переконливих доказів існування життя.

На початку 1980-х років вчені висунули гіпотезу на основі мінералогічного складу та текстури гірських порід, що деякі метеорити можуть мати джерело на Марсі, на відміну від поясу астероїдів. У 1984 році дослідження показало, що ізотопний склад рідкісних газів (ксенону, криптону, неону та аргону) відповідає ізотопним співвідношенням марсіанської атмосфери, виміряним космічним кораблем «Вікінг». Це відкриття дало можливість геохімікам вивчати марсіанські зразки – і дало величезний поштовх до нашого розуміння геохімічної еволюції Марса.

У 20 столітті Марс вважався сухою планетою. Ситуація змінилася в 2001 році, коли спектрометр гамма-променів на борту космічного корабля Mars Odyssey виявив захоплюючу водневу сигнатуру, яка, здавалося, вказувала на наявність водяного льоду. Але була неясність – це було тому, що водень також може бути частиною багатьох інших сполук, включаючи органічні сполуки.

Щоб перевірити наявність води, NASA відправило космічний корабель для приземлення поблизу Південного полюса Марса в 2007 році. Космічний корабель вивчив ґрунт навколо посадкового апарата за допомогою роботизованої руки і зміг без будь-якої двозначності встановити наявність води на Марсі. вперше.

Перше зображення, надіслане марсоходом Perseverance, що показує поверхню Марса відразу після приземлення в кратер Джезеро, у четвер, 18 лютого 2021 року. (NASA через AP)

Марсохід Curiosity має інструмент під назвою SAM (або аналіз зразків на Марсі), який містить набір спектрометрів з метою виявлення органічних сполук на Марсі. SAM має мас-спектрометр, який може вимірювати не лише елементи, а й ізотопи. Цей інструмент зробив захоплююче відкриття на Марсі органічних сполук великого ланцюга. Невідомо, як ці органічні речовини утворюються на Марсі: процес, швидше за все, був би неживим, але є дивовижна можливість, що такі складні молекули були утворені в результаті процесів, пов’язаних з життям.

Mars Insight створює історію прямо зараз, відстежуючи сейсмічну активність і тепловий потік на Марсі – це допоможе зрозуміти склад марсіанських нутрощів.

Д-р Амітабха Гош — вчений-планетолог NASA, який живе у Вашингтоні, округ Колумбія. Він працював у кількох місіях NASA на Марс, починаючи з місії Mars Pathfinder у 1997 році. Він був головою робочої групи з наукових операцій для місії марсохода дослідження Марса, і йому було доручено керувати тактичними операціями марсохода на Марсі більше 10 років. Він допоміг проаналізувати перший камінь на Марсі, який, до речі, був першим каменем, проаналізованим з іншої планети.

Постійне захоплення Марсом

Чому Марс такий цікавий для вчених? А досліднику-авантюристу в усіх нас? Є дві основні причини.

По-перше, Марс — це планета, на якій у минулому, можливо, виникло життя. Життя виникло на Землі 3,8 мільярда років тому. Умови на ранньому Марсі приблизно 4 мільярди років тому були дуже схожі на умови Землі. У ньому була щільна атмосфера, що забезпечило стабільність води на поверхні Марса. Якщо дійсно умови на Марсі були подібними до земних, існує реальна ймовірність того, що на Марсі виникло мікроскопічне життя.

По-друге, Марс — єдина планета, яку люди можуть відвідати або заселити в довгостроковій перспективі. Венера і Меркурій мають екстремальні температури – середня температура перевищує 400 градусів C, або вище, ніж у духовці. Усі планети зовнішньої Сонячної системи, починаючи з Юпітера, складаються з газу, а не з силікатів чи гірських порід, і дуже холодні. Марс порівняно гостинний з точки зору температури, з приблизним діапазоном від 20 градусів C на екваторі до мінус 125 градусів C на полюсах.

Місія Perseverance на Марсі

«Наполегливість» стосується обох важливих тем навколо Марса – пошуку життя та місії людини на цій планеті.

Зразок місії повернення: чи є життя на Марсі?

Наполегливість є першим кроком у багатоетапному проекті з повернення зразків з Марса. Сподіваємося, дослідження повернених зразків гірських порід у складних лабораторіях по всьому світу дасть вирішальну відповідь на те, чи існувало життя на Марсі в минулому.

Нижче наведено кроки у зразку повернення:

Як перший крок, Perseverance збирає зразки каменів і ґрунту в 43 пробірки розміром з сигару. Зразки будуть зібрані, каністри запечатані та залишені на землі.

Другий крок — марсохід Mars Fetch Rover (надається Європейським космічним агентством) для посадки, перевезення та збору всіх зразків із різних місць, а також повернення на посадковий модуль.

Потім Fetch Rover перенесе каністри в автомобіль підйому. Mars Ascent Vehicle зустрінеться з Orbiter, після чого Orbiter доставить зразки назад на Землю.

Цей довгостроковий проект називається MSR або Mars Sample Return. MSR змінить наше розуміння еволюційної історії Марса. Якщо MSR буде успішно виконано, ми отримаємо розумну відповідь, чи існувало мікроскопічне життя на Марсі.

Але MSR має свої ризики. Якщо один із компонентів виходить з ладу, як-от Fetch Rover або Mars Ascent Vehicle, MSR приречений. Прихований ризик є стратегічним. За ціною MSR можна було б здійснити 5-10 місій космічних кораблів у різні частини Сонячної системи: отже, вибираючи MSR, NASA виключає можливість виконання цих інших місій.

Виробництво кисню на Марсі: критична вимога

Щоб місія людини на Марс здійснилася, вартість має бути розумною. Щоб витрати були розумними, потрібна технологія та інфраструктура для виробництва кисню на Марсі з використанням доступної на Марсі сировини.

Без надійного способу виробництва кисню на Марсі місії людей на Марс будуть дуже дорогими і нереальними. Без надійного плану виробництва кисню на Марсі план Ілона Маска щодо комерційного транспортування на Марс буде під загрозою провалу.

Perseverance матиме інструмент – MOXIE, або Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment – ​​який буде використовувати 300 Вт потужності для виробництва близько 10 грамів кисню з використанням атмосферного вуглекислого газу.

Якщо цей експеримент буде успішним, MOXIE можна збільшити в 100 разів, щоб забезпечити дві дуже важливі потреби людей: кисень для дихання та ракетне паливо для повернення на Землю.

Шукаємо підземні води на Марсі

Perseverance буде носити радар для підземного експерименту Марса (RIMFAX). RIMFAX забезпечить відображення підземної структури з високою роздільною здатністю на місці посадки. Інструмент також буде шукати підземні води на Марсі, що, якщо буде знайдено, значно допоможе у справі людської місії або справі людського поселення на Марсі.

Тестування гелікоптера для польоту на Марс

Mars Helicopter насправді маленький безпілотник. Це демонстраційний технологічний експеримент: перевірити, чи може гелікоптер літати в розрідженій атмосфері Марса.

Низька щільність атмосфери Марса робить шанси на політ на гелікоптері чи літаку на Марсі дуже низькими. Перевезення на далекі відстані на Марсі мають покладатися на транспортні засоби, які покладаються на ракетні двигуни для прискореного підйому та механічного спуску.

Ми, мабуть, за десять років від двох віх у дослідженні Марса: місії людини на Марс і вирішальної відповіді на питання про те, чи було на Марсі мікроскопічне життя — чи досі є гавань. Очікується, що наполегливість дасть значне розуміння обох питань.

Поділіться Зі Своїми Друзями: