Apollo missioonide üheks suureks saavutuseks oli sadade kilogrammide kuusekivi koju toomine. Neid kive ja tolmu on pidevalt analüüsitud alates Apollo 11 astronautide kojujõudmisest enam kui 50 aastat tagasi.
Ja nad teevad endiselt avastusi.
Teadlaste käsutuses on Päikese päikesetuule proovid, komeedi sabast pärinevad osakesed, mõni grammi asteroidist pärinevad osakesed, varsti on neid rohkem.
Kuid seal on üks maailm, mille keskmes on nii palju teadusuuringuid, mille kohta pole kunagi ühtegi proovi tagastatud: Marss.
NASA ja Euroopa Kosmoseagentuur on juba aastakümneid kavandanud proovide koju toomist Marsilt ja nüüd võiksid missioonid lennata lähiaastatel, viies lõpuks Punase Planeedi killu koju Maale, et meid otse uurida.
Näidis tagasisaatmismissioonide ajalugu
Kosmoseuuringud toimuvad etapiviisiliselt. Esiteks alustate skautlikust lendurist, kus kosmoselaev liigub kiirel trajektooril mööda maailma, pakkudes esialgset piltide ja andmete komplekti. Mõelge Voyageri suurele ringreisile Päikesesüsteemi kaudu või Pluutot külastavatele New Horizonsidele.
Siis naasete orbiidiga - kosmoseaparaadiga, mis võib aastaid paigale jääda, uurides maailma pinda väga detailselt. Mõelge Cassini kosmoselaevale, mis tiirles ümber Saturni 294 korda, tegi rohkem kui 450 000 pilti ja muutis meie arusaamist Viigerplaneedist igaveseks.
Siis tulevad maandurid ja roverid. Muidugi, selle parimaks näiteks on Mars koos vaimu ja võimalusega, aga ka Curiosity, mis on koos jäädvustanud sadu tuhandeid pilte, puurinud kaljusid ja leidnud tõendeid mineviku vee kohta Marsil.
Siis tulevad tagasisõidu näidised. See on etapp, mida kosmoseagentuurid on vaid paar korda proovinud.
Peale Apollo missiooni oli Nõukogude Luna missioon esimene kosmoseaparaat, mis tõi kosmoseproovid Maale tagasi. 1970. aastal tõi Luna 16 koju 101 grammi Kuu regoliiti, millele järgnesid Luna 20 ja Luna 24. Ehkki nad tõid vaid murdosa Apollo missioonidelt tagastatud materjalist, oli see Kuu eri paikadest.
Järgmine kosmoselaev, mis proovi koju tagasi tõi, oli NASA Genesise missioon. See käivitati 2001. aastal Päikese päikesetuule proovide kogumiseks ja nende koju Maale toomiseks.
See avas oma näidiskollektsionäärid 1. aprillil 2004 ja naasis siis sama aasta septembris Maale. Kahjuks ei õnnestunud selle langevarju korralikult avada ja kosmoselaev purunes kõvasti Utah 'kõrbe.
Vaatamata raskele maandumisele suutsid teadlased leida kasutatavaid proove, mis aitas neil avastada, et Maa võis olla moodustunud erinevatest Päikese udukogu materjalidest kui Päike.
Siis tuli NASA missioon Stardust, mis lendas läbi Comet Wild 2 saba 2004. aasta jaanuaris ja viis kaks aastat hiljem tagasi oma kogujakapsli Maale. Nende osakeste analüüs näitas teadlastele, et komeedid sisaldasid osakesi, mis on Päikesest väljunud juba selle ajaloo alguses, ja nende moodustamise viis võib olla erinev, kui astronoomid olid ennustanud.
Viimane tagasitulemismissioon oli JAXA Hayabusa missioon, mis ületas kõikvõimalikud raskused, sealhulgas päikesepurske otse sattumine, reageerimisrataste kaotamine ja hüppelaterna kasutusele võtmata jätmine. Kuid uskumatult suutsid missioonikontrolörid kosmoseaparaadi koju saada, pardal oli paar hinnalist mikrogrammi asteroidimaterjali.
Praegu käivad seal missioonid: Hayabusa 2 ja OSIRIS-REx, mis viivad veelgi rohkem asteroidiproove koju õppima. JAXA plaanib isegi missiooni Marsi kuudelt proovi tagastamiseks.
Kuidas oleks lood tagasisidega Marsile ise?
Mida saaksime õppida Marssi proovide tagastamise missioonilt?
Oleme tegelikult üsna palju õppinud Marsi geoloogia ja atmosfääri kohta, sest siin Maa peal leidub Punase Planeedi tükke. Neid purustas miljonid aastad tagasi hiiglaslik asteroidide löök Marsist ja nad hõljusid kosmoses, lüües lõpuks Maale ja elades uskumatult läbi atmosfäärireisi.
Teadlastel on juhuslikke Marsi tükke, kuid nüüd soovivad nad enda valitud proovi. Ja see tähendab tagasisaatmismissiooni näidise saatmist otse.
NASA on Marsi proovi tagasisaatmismissiooni kavandanud tegelikult juba 1970. aastate algusest, isegi enne Vikingi kosmoselaeva laskmist.
Tagasisaatmismissiooni eesmärkide hulka kuuluks elu otsimine, mitte ainult tänapäeva elu, vaid ka eelmine elu ja isegi elu keemilised eelkäijad.
Naastes Marsi põlised proovid koju, võisid teadlased teha Marsi regoliidiga igasuguseid katseid, eksponeerides seda veega, paksema atmosfääri ja toitainetega, et näha, kas seal on aktiivseid baktereid. Seda katset üritati teha koos Vikingiga, kuid tulemused olid ebaselged ja planeedibioloogid vaidlevad nende üle endiselt.
Nad said proove analüüsida võimsate mikroskoopide abil, otsides mikroskoopilisi fossiile või muid näiteid nende elust.
Lisaks võisid teadlased mõista Marsi pinna ajalugu ja seda, kuidas vesi miljonite aastate jooksul vett mõjutas.
Proove võis tagastada mõnedest huvitavamatest kohtadest, näiteks järvede setetest, hüdrotermiliste õhuavade ümbruse settest ja iidsete jõgede deltadest.
Nad võiksid tagasi tuua proove hiljutistest ja iidsetest meteoriidilöökidest, vulkaanipursetest ja piirkondadest, mis olid pikka aega tuule käes.
Samuti võiksid nad uurida Marsi pikaajalist ajalugu miljardite aastate jooksul, et proovida mõista, millal toimusid suured planeedimuutused, et muuta planeet nii külmaks ja kuivaks. Millal asteroidide pommitamine aset leidis?
Nad võisid proovida isegi meteoriitide tükke, mis prügistavad Marsi pinda, proovides samal ajal ka teisi maailmu.
Ideaalis saadetaks need proovid koju enne, kui esimene inimene Marsi pinnale astub. Me juba teame, et Marsi regolitis on mürgiseid kemikaale, kuid kuidas on tolmuga, mis astub atmosfäärist välja? Kas see on oht, kui astronaudid hingavad seda? Kuidas on lood materjaliga, mis asub pinna all sügavamal?
Seda materjali uurides saaksid teadlased ka aru, kui hästi astronaudid saaksid elada maismaal. Kasutada ehitusmaterjali ja taimede kasvatamiseks regoliiti. Lisaks keemilisele lagunemisele erinevate toorainete jaoks.
Kas erinevad Marsi osad on teistest kasulikumad?
Marsi tagasitulemismissiooni plaanid
Üks varasemaid Marsile tagasipöördumismissiooni plaane oli nimega Marsi uurimise proovikogumik (või SCIM). See oleks suhteliselt odav skaudiklassi missioon, mis lendaks läbi Marsi atmosfääri nii madalale kui 40 km kõrgusele, kogudes tolmu ja atmosfääri gaasi.
See oleks piisavalt kõrge, nii et kosmoselaeva ei jääks Marsile. Siis tagastaks see proovid Maale. Neid proove uurides suutsid teadlased atmosfääriproovi sobitada neis Marsi kivimites leiduvate gaasidega, et olla kindlad, et nad on pärit Punaselt planeedilt. Nad saaksid uurida Marsi tolmu lähedalt, teate, tolmu, mis võib moodustada kogu planeedil asuvaid torme, mis suudavad lõpetada rover-missioonid ja mis võib olla tulevaste astronautide jaoks oht.
Ettepanek tehti 2001. aastal missiooniks, mis lendaks 2007. aastal ja tagastaks proovid 2010. aastaks, kuid see ei saanud kunagi algust.
Kuid 2009. aastal alustasid NASA ja Euroopa Kosmoseagentuur tõsiseid plaane tüki Marsi koju toomiseks, teatades ametlikult oma koostööst missioonil.
Tulevase proovi tagasisaatmismissiooni ette nähes on nii NASA kui ka ESA ehitanud oma tulevased roverid ette, et saada esimene materjal koju tagasi.
Kogu Punase planeedi pinnal roomates kogub NASA marsruuter Mars 2020 huvitavaid proove ja laseb need siis pinnale, nagu see läheb. ESA Rosalind Franklini rover, mis peaks valmima ka 2020. aastal, kogub ja ladustab proovid Marsi pinnalt pliiatsi suurusega kanistritesse, mis on korjamiseks valmis.
Tagastamise missioonil oleks kolm osa.
Esiteks oleks Euroopa Kosmoseagentuuri ehitatud kiiresti liikuv tõmbamisrover uuringu jaoks proovide kogumiseks. Siis NASA tõusev sõiduk, mis viiks proovid Marsi orbiidile. Ja lõpuks orbitaalmissioon ESA-st, mis proovid kätte tooks ja Maale tagasi tooks.
ESA näidisfetch Rover oleks suhteliselt kerge sõiduk, mitte suurem kui umbes 120 kilogrammi. See peaks suutma läbida 20–30 kilomeetrit 200 meetrit päevas, liikudes autonoomselt oma teel. Selle perioodi jooksul korjas see kümneid proove, mis on pinnale jätnud Mars 2020 või Rosalind Franklin, valides neist 30 või enam, millest teaduslikult kõige huvitavam on koju saata.
Pärast mitu kuud proovide kogumist jõudis Fetch Rover Marsi proovide väljavõtte landeri. See on kosmoselaev, millel on palju sarnasusi NASA Curiosity ja Mars 2020 kanderakettidega.
Marssi atmosfääri sisenemisel kasutaks see heliümbrist ja langevarju, langetades tõusuraketi lõpuks Marsi pinnale. See istuks Marsil kuni 150 päeva, oodates Fetch Roveri proove.
Kui proovid laaditi pardale, laseb tõusulaine oma hübriid- või tahke rakettmootori tulistades proovid 350 km kõrgusele orbiidile.
Siis peataks selle ESA Earth Return Orbiter, muutes Maast täiesti autonoomse kohtumispaiga miljonite kilomeetrite kaugusele. Seejärel kasutab see pika maakera tagasi jõudmiseks päikeseenergia-ioonmootorit.
Ja siis, mõni aeg 2030. aastatel, saavad teadlased Marsi pinnalt kätte umbes 500 grammi materjali.
2019. aasta alguses hõlmas Valge Maja oma kavandatud eelarvesse raha Marsi proovivõtmise missiooni jaoks, mis ideaaljuhul võiks käivituda juba aastal 2026. Ehkki sellist missiooni on juba varem mitu korda pakutud, on see tegelik rahastamine esimene kord. kõrvale panema. See andis NASA-le 2020. aastal 109 miljonit dollarit Marsi tulevaste tegevuste arendamiseks, mis on põhimõtteliselt tagasitoomise näidismissioon.
Nii et nüüd, pärast peaaegu 50 aastat kestnud kavandamist, on töös tõsine proovimaandumismissioon Marsile.
Hankige minu nädala e-posti uudiskiri:
Kord nädalas kogun kõik oma kosmoseuudised ühte e-infolehte ja saadan selle välja. Sellel on pilte, lühikesi sündmusi loo kohta ja linke, et saaksite rohkem teada saada. Registreerumiseks minge saidile universetoday.com/newsletter.
