Az Apollo missziók egyik legnagyobb eredménye az volt, hogy több száz kilogramm holdkőzetet vitt haza. Ezeket a sziklákat és port folyamatosan vizsgálják, mióta az Apollo 11 űrhajósok hazaérkeztek több mint 50 évvel ezelőtt.
És még mindig felfedezéseket végeznek.
A tudósok mintákat vettek a Nap széléből, az üstökös farkából származó részecskékből, néhány grammból az aszteroidából, amelyek hamarosan többekkel járnak.
De van egy világ, olyan sok tudományos kutatás fókuszában, amelyről soha nem került vissza minta: Mars.
A NASA és az Európai Űrügynökség évtizedek óta tervez egy mintát hazahozni a Marsból, és most a missziók repülhetnek az elkövetkező években, végül a Vörös Bolygó egy darabját hozza a Földre, ahol közvetlenül tanulmányozhatunk.
A visszatérő minták története
Az űrkutatás szakaszosan zajlik. Először egy felderítő flyby-vel kezdődik, ahol az űrhajó gyors pályán halad egy világ fölött, és kezdeti képet és adatot szolgáltat. Gondolj a Voyager nagy turnéjára a Naprendszeren keresztül vagy a Plutont látogató New Horizons-ra.
Ezután visszatér egy keringővel, egy űrhajóval, amely évekig helyben maradhat, és nagy részletességgel tanulmányozza a világ felszínét. Vegyük figyelembe a Cassini űrhajót, amely 294 alkalommal körözött a Szaturnuszon, több mint 450 000 képet készített, és örökre megváltoztatta a Gömbös Bolygó megértését.
Akkor jönnek a leszállók és roverek. Természetesen a legjobb példa erre a Mars, a Lélekkel és a Lehetőséggel, valamint a Curiosity, amelyek együttesen több százezer képet készítettek, sziklákat fúrtak, és bizonyítékokat találtak a múltbeli vízről a Marson.
Akkor jön a visszatérési küldetések mintája. Ez az a szakasz, amelyet az űrügynökségek csak néhányszor próbálkoztak.
Az Apollo misszión kívül az első űrhajó, amely mintákat hozott az űrből a Földre, a szovjet Luna misszió volt. 1970-ben a Luna 16 101 gramm holdrenolitot hozott haza, ezt követi a Luna 20 és a Luna 24. Bár az anyag töredékét az Apollo missziók által visszaküldött anyagmal hozták, a Hold különböző pontjairól származott.
A következő űrhajó, amely egy mintát hazatért a NASA Genesis küldetésével. 2001-ben indították a minták gyűjtésére a Nap szélszéléből, és azokat hazahozza a Földre.
2004. április 1-jén nyitotta meg mintagyűjtőjét, majd ugyanazon év szeptemberében visszatért a Földre. Sajnos ejtőernyőjének nem sikerült megfelelő kinyitása, és az űrhajó erősen sújtotta az Utah-sivatagot.
A kemény leszállás ellenére a tudósok képesek voltak felhasználható mintákat kinyerni, amelyek segítettek nekik felfedezni, hogy a Föld valószínűleg más, a Nap ködéből származó anyagokból képződött, mint a Nap.
Aztán jött a NASA Stardust küldetése, amely 2004 januárjában repült át a Comet Wild 2 farkán, majd két évvel később visszaküldte kapszulája kapszuláját. Ezen részecskék elemzése azt mutatta a tudósoknak, hogy a üstökösök a Napból kisugárzott részecskéket tartalmaztak a történelem korai szakaszában, és valószínűleg másképp alakulnak ki, mint amit a csillagászok megjósoltak.
Az utolsó visszatérő küldetés a JAXA Hayabusa küldetése volt, amely mindenféle nehézséget leküzdött, beleértve a napfény fényének közvetlen sújtását, a reakciókerekek elvesztését és a ugráló földi telepítésének elmulasztását. Hihetetlen, de a misszióvezérlők képesek voltak hazajuttatni az űrhajót, néhány értékes mikrogramm aszteroid anyaggal a fedélzeten.
Jelenleg vannak kiküldetések: Hayabusa 2 és OSIRIS-REx, amelyek még több aszteroidamintát hoznak haza tanulmányozni. A JAXA még egy küldetést tervez, hogy visszatérjen egy mintát a Mars holdjaiból.
Tehát mi lenne egy minta visszatérési küldetésével maga a Marsba?
Mit lehet megtanulni egy Mars-minta visszatérési missziójából?
Valójában egy kicsit megtanultuk a Mars geológiáját és légkörét, mert a Vörös bolygó darabokat találnak itt a Földön. Egy hatalmas aszteroida, mely több millió évvel ezelőtt kitört a Marsból, és az űrben lebegtek, végül megütötte a Földet, és hihetetlenül túlélte a légkör útját.
A tudósok véletlenszerű Mars-darabokkal rendelkeznek, de most egy mintát akarnak választani. Ez azt jelenti, hogy közvetlenül küldünk egy visszatérési mintát.
A NASA az 1970-es évek eleje óta, még a Viking űrhajó elindítása előtt, egy Mars-minta visszatérési missziót tervez.
A visszatérési küldetés célja magában foglalja az élet kutatását, nem csak a mai életet, hanem a múlt életet, sőt az élet kémiai prekurzoraiit is.
Ha visszatérnek haza a Mars eredeti mintái, a tudósok bármilyen kísérletet elvégezhetnek a marsi regolithon, kitéve a víznek, a vastagabb légkörnek és a tápanyagoknak, hogy kiderüljenek-e aktív baktériumok. Ezt a kísérletet kipróbálták a Viking-szel, de az eredmények nem voltak meggyőzőek, és a bolygóbiológusok még mindig vitatkoznak rájuk.
Elemezhetik a mintákat nagy teljesítményű mikroszkóp alatt, keresve bármilyen mikroszkopikus kövületet vagy bármilyen más utat, amely ott él.
Ezenkívül a tudósok megértették a Mars felszínének történetét és azt, hogy a víz milyen hatással volt a vízre több millió év alatt.
A mintákat a legérdekesebb helyekről lehet visszatérni, például a tavak üledékeiből, a hidrotermikus szellőzőnyílások körüli lerakódásokból és az ősi folyók deltajaiból.
Visszahozhattak mintákat a közelmúltbeli és ősi meteorit-csapásokból, vulkáni kitörésekből és a régiókban hosszú időn át szélnek kitett régiókból.
Megvizsgálhatták a Mars hosszú távú történeteit is, több milliárd év alatt, hogy megértsék, mikor hatalmas bolygóbeli változások történtek, hogy a bolygó oly hideg és száraz legyen. Mikor telepedett le az aszteroidabombázás?
Még a meteoritdarabokból mintákat vethetnek, amelyek a Mars felszínét megteszik, és más világok mintavételével egyidejűleg.
Ezeket a mintákat ideális esetben haza kell küldeni, mielőtt az első ember a Mars felszínére lép. Már tudjuk, hogy a marsi regolitban vannak mérgező vegyi anyagok, de mi a helyzet a porral, amely a légkörből távozik? Fennáll-e kockázat, ha az űrhajósok lélegzik? Mi a helyzet az anyaggal, amely mélyebben van a felszín alatt?
Az anyag tanulmányozásával a tudósok megérthetik, hogy az űrhajósok mennyire tudnak élni a földön. Regolith felhasználása építőanyagokhoz és növények termesztéséhez. Amellett, hogy kémiailag felbontja különféle alapanyagokra.
Hasznosabbak-e a Mars különböző részei, mint mások?
A Mars visszatérési misszió-tervei
A Marsba való visszatérési küldetés egyik legkorábbi tervét a Mars felkutatására szolgáló mintagyűjteménynek (vagy SCIM-nek) hívták. Ez egy viszonylag olcsó felderítő osztályú küldetés, amely a Mars légkörén akár 40 km-es magasságon is repülne, porot és légköri gázt gyűjtve.
Ez elég magas lenne, így a Mars nem fogja el az űrhajót. Akkor visszahozza a mintákat a Földre. Ezeknek a mintáknak a tanulmányozásával a tudósok összeegyeztethetik a légköri mintát a Mars szikláiban található gázokkal, hogy biztosak lehessen abban, hogy a Vörös bolygóról származnak. Közelebb tudják tanulmányozni a marsi port, a por, amely bolygó egész viharokat képezhet, amelyek képesek befejezni a rover misszióit, és veszélyt jelenthetnek a jövőbeli űrhajósok számára.
A javaslatot 2001-ben tettek egy olyan misszióra, amely 2007-ben repül, és 2010-ig visszatér mintákat, de soha nem került le a földről.
A NASA és az Európai Űrügynökség azonban 2009-ben komoly terveket kezdett egy darab Mars hazavitelére, hivatalosan bejelentené a misszióban való együttműködésüket.
A jövőbeli minta-visszatérési misszió előrejelzése mellett a NASA és az ESA egyaránt felépítette a közelgő rovereiket, hogy az legyen az első lépés az anyag hazajuttatásában.
Miközben a Vörös Bolygó felszínén mászik, a NASA Mars 2020 rover érdekes mintákat gyűjt, majd azokat a felszínre dobja. Az ESA Rosalind Franklin rover, amelyet szintén 2020-ban indítanak, gyűjt és tárol a Mars felületéről mintákat tollméretű tartályokban, amelyek készen állnak a felvételre.
A visszatérési minta mintája három részből áll.
Először ott lenne egy gyorsan mozgó fetch rover, amelyet az Európai Űrügynökség készített a minták gyűjtésére tanulmányozás céljából. Aztán egy NASA emelkedő jármű, amely a mintákat a Mars pályájára továbbítja. És végül egy keringő misszió az ESA-tól, amely a mintákat visszanyeri és visszahozza a Földre.
Az ESA Fetch Rover mintája viszonylag könnyű jármű lenne, legfeljebb körülbelül 120 kilogramm. 20–30 kilométert kell megtennie, napi 200 méterrel haladva, önállóan útba véve a veszélyeket. Ezen időszak alatt több tucat mintát vesz fel a Mars 2020 vagy a Rosalind Franklin által a felszínre hagyott minták közül, és kiválasztja a harminc, vagyis tudományos szempontból legérdekesebb hazat küldeni.
Néhány hónapos mintavétel után a Fetch Rover megérkezik a Mars Mintavisszaverő Landerbe. Ez egy űrhajó, amely sok hasonlóságot mutat a NASA Curiosity és a Mars 2020 roverokkal.
Hevhüvelyt, majd ejtőernyőt használna, amikor belép a marsi légkörbe, és végül leereszti a felemelkedő rakétát a Mars felszínére. Legfeljebb 150 napig ült a Marson, várva a Fetch Rover mintáit.
Amikor a mintákat a fedélzetre rakodták, az Emelkedő Jármű kihordja hibrid vagy szilárd rakéta motorját, és a mintákat egy 350 km-es pályára bocsátja.
Akkor az ESA Earth Return Orbiter elfogja, és egy teljesen autonóm randevú millió kilométerre helyezkedik el a Földtől. Ezt követően napenergia-ion motorral fogja használni a hosszú utat a Föld felé.
És akkor, a 2030-as években, a tudósok körülbelül 500 gramm anyagot fogják kezükbe venni a Mars felszínéről.
2019 elején a Fehér Ház a Mars-minta visszatérési missziójára javasolt költségvetésbe fektetett pénzt, amely ideális esetben 2026-ban indulhatna. Bár egy ilyen küldetést már korábban is javasoltak, ez az első alkalom, hogy a tényleges finanszírozást félretesz, mellőz. Ez a NASA-nak 109 millió dollárt kapott 2020-ban a „jövő Mars tevékenységei” elvégzésére, amely alapvetően a visszatérési mintát jelenti.
Tehát most, majdnem ötven éves tervezés után, egy komoly minta-visszatérési misszió van a Marsban.
Get My Heti E-mail hírlevél:
Hetente egyszer összegyűjtöm az űrhíreimet egyetlen e-mail hírlevelekbe, és elküldöm. Van képek, rövid történetek a történetről és linkek, így többet megtudhat. Nyissa meg az universetoday.com/newsletter weboldalt a feliratkozáshoz.
