Forklart: Hvorfor er Mars så interessant for forskere, og eventyreren som bor i oss alle?

NASAs Mars 2020 Perseverance Rover havnet på Mars-overflaten tidlig på fredag. Resultatene av eksperimentene til Perseverance vil sannsynligvis definere de neste par tiårene med Mars-utforskning. En NASA-forsker forklarer hvorfor og hvordan.

Utholdenhet er det mest avanserte, dyreste og mest sofistikerte mobile laboratoriet som sendes til Mars. (Foto: Twitter/ @@NASAPersevere)

Utholdenhet er ikke bare et annet Rover-oppdrag. Utholdenhet er det mest avanserte, dyreste og mest sofistikerte mobile laboratoriet som sendes til Mars. Resultatene av eksperimentene på Perseverance vil sannsynligvis definere de neste par tiårene med Mars-utforskning – det vil bestemme løpet av søket etter liv og et fremtidig bemannet oppdrag til Mars.

Mars Science de siste 30 årene

Vi har kommet veldig langt i å forstå Mars fra tiden med første generasjons oppdrag på 1960-tallet. Vikingoppdragene på midten av syttitallet gjennomførte den første kjemiske analysen av marsjord, samt fire biologiske eksperimenter for å oppdage biologisk aktivitet. Eksperimentene ga ingen avgjørende bevis på liv.

På begynnelsen av 1980-tallet antok forskere, basert på mineralogisk sammensetning og steintekstur, at visse meteoritter kan ha en kilderegion på Mars, i motsetning til asteroidebeltet. I 1984 viste en studie at den isotopiske sammensetningen av sjeldne gasser (Xenon, Krypton, Neon og Argon) samsvarte med isotopforholdene til Mars-atmosfæren målt av romfartøyet Viking. Denne oppdagelsen ga geokjemikere en måte å studere prøver fra Mars – og ga et enormt løft til vår forståelse av den geokjemiske utviklingen til Mars.

Mars ble ansett for å være en tørr planet på 1900-tallet. Dette endret seg i 2001, da Gamma Ray Spectrometer om bord på Mars Odyssey-romfartøyet oppdaget en fascinerende hydrogensignatur som så ut til å indikere tilstedeværelsen av vannis. Men det var tvetydighet - dette var fordi hydrogen kan være en del av mange andre forbindelser også, inkludert organiske forbindelser.

For å teste for tilstedeværelse av vann, sendte NASA et romfartøy for å lande nær Mars-sørpolen i 2007. Romfartøyet studerte jorda rundt landeren med sin robotarm og var i stand til å fastslå, uten noen tvetydighet, tilstedeværelsen av vann på Mars for første gang.

Det første bildet sendt av Perseverance-roveren som viser overflaten til Mars, like etter landing i Jezero-krateret, torsdag 18. februar 2021. (NASA via AP)

Curiosity-roveren har et instrument kalt SAM (eller Sample Analysis at Mars), som inneholder en serie spektrometre med mål om å oppdage organiske forbindelser på Mars. SAM har et massespektrometer som kan måle ikke bare grunnstoffene, men også isotopene. Dette instrumentet har gjort den fascinerende oppdagelsen av organiske forbindelser med store kjeder på Mars. Det er ikke kjent hvordan disse organiske stoffene dannes på Mars: prosessen vil sannsynligvis være livløs, men det er en fascinerende mulighet for at slike komplekse molekyler ble dannet av prosesser knyttet til liv.

dj ashba alder

Mars Insight skaper historie akkurat nå, ved å overvåke seismisk aktivitet og varmestrøm på Mars – dette vil hjelpe til med å forstå sammensetningen av Mars indre.

Dr Amitabha Ghosh er en NASA-planetforsker basert i Washington DC. Han har jobbet for flere NASA Mars-oppdrag som startet med Mars Pathfinder-oppdraget i 1997. Han fungerte som leder av Science Operations Working Group for Mars Exploration Rover Mission, og fikk i oppgave å lede taktiske Rover-operasjoner på Mars i mer enn 10 år. Han hjalp til med å analysere den første steinen på Mars, som tilfeldigvis var den første steinen som ble analysert fra en annen planet.

Den vedvarende fascinasjonen av Mars

Hvorfor er Mars så interessant for forskere? Og til oppdageren-eventyreren i oss alle? Det er to primære årsaker.

For det første er Mars en planet der liv kan ha utviklet seg i fortiden. Livet utviklet seg på jorden for 3,8 milliarder år siden. Forholdene på tidlig Mars for omtrent 4 milliarder år siden var svært lik jordens. Den hadde en tykk atmosfære, noe som muliggjorde stabiliteten til vannet på overflaten av Mars. Hvis forholdene på Mars faktisk var lik de på jorden, er det en reell mulighet for at mikroskopisk liv utviklet seg på Mars.

For det andre er Mars den eneste planeten som mennesker kan besøke eller bebo på lang sikt. Venus og Merkur har ekstreme temperaturer - gjennomsnittstemperaturen er høyere enn 400 grader C, eller varmere enn en stekeovn. Alle planeter i det ytre solsystemet som starter med Jupiter er laget av gass – ikke silikater eller steiner – og er veldig kalde. Mars er relativt gjestfri når det gjelder temperatur, med et omtrentlig område mellom 20 grader C ved ekvator til minus 125 grader C ved polene.

Oppdraget til Perseverance på Mars

Utholdenhet tar opp både de kritiske temaene rundt Mars – søket etter liv og et menneskelig oppdrag til den planeten.

Eksempel på returoppdrag: Er det liv på Mars?

Utholdenhet er det første trinnet i et flertrinnsprosjekt for å bringe prøver tilbake fra Mars. Studiet av de returnerte steinprøvene i sofistikerte laboratorier over hele verden vil forhåpentligvis gi et avgjørende svar på om det har eksistert liv på Mars tidligere.

Her er trinnene i eksempelretur:

Som det første trinnet vil Perseverance samle stein- og jordprøver i 43 sigarstore rør. Prøvene vil bli samlet inn, beholderne vil bli forseglet og liggende på bakken.

jennifer pfautch barn

Det andre trinnet er at en Mars Fetch Rover (levert av European Space Agency) skal lande, kjøre og samle alle prøver fra de forskjellige stedene, og returnere til landeren.

Fetch Rover vil deretter overføre beholderne til Ascent Vehicle. Mars Ascent Vehicle vil møte en Orbiter, hvoretter Orbiter vil frakte prøvene tilbake til jorden.

Dette langsiktige prosjektet kalles MSR eller Mars Sample Return. MSR vil revolusjonere vår forståelse av den evolusjonære historien til Mars. Hvis MSR er vellykket utført, vil vi ha et rimelig svar på om det var mikroskopisk liv på Mars.

Men MSR har sine risikoer. Hvis en av komponentene svikter, som Fetch Rover eller Mars Ascent Vehicle, er MSR dømt. En skjult risiko er strategisk. På bekostning av MSR kan det være 5-10 romfartøysoppdrag til forskjellige deler av solsystemet: så derfor, ved å velge MSR, utelukker NASA muligheten til å gjennomføre de andre oppdragene.

Produsere oksygen på Mars: Et kritisk krav

For at et menneskelig oppdrag til Mars skal realiseres, må kostnadene være rimelige. For at kostnadene skal være rimelige, må det være en teknologi og infrastruktur på plass for å produsere oksygen på Mars ved å bruke råmaterialer tilgjengelig på Mars.

Uten en robust måte å produsere oksygen på Mars, vil menneskelige oppdrag til Mars være svært kostbare og urealistiske. Uten en pålitelig oksygenproduksjonsplan på Mars, vil Elon Musks plan om å tilby kommersiell transport til Mars stå i fare for å mislykkes.

Utholdenhet vil ha et instrument – ​​MOXIE, eller Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment – ​​som vil bruke 300 watt strøm for å produsere omtrent 10 gram oksygen ved å bruke atmosfærisk karbondioksid.

Skulle dette eksperimentet lykkes, kan MOXIE skaleres opp med en faktor 100 for å dekke de to svært kritiske behovene til mennesker: oksygen for å puste, og rakettdrivstoff for turen tilbake til jorden.

Ser etter underjordisk vann på Mars

Utholdenhet vil bære Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment (RIMFAX). RIMFAX vil gi høyoppløselig kartlegging av undergrunnsstrukturen på landingsstedet. Instrumentet vil også lete etter vann under overflaten på Mars - som, hvis det blir funnet, vil i stor grad hjelpe saken for et menneskelig oppdrag eller årsaken til en menneskelig bosetting på Mars.

hvor gammel er dallas lovato

Tester et helikopter for å fly på Mars

Mars Helicopter er egentlig en liten drone. Det er et teknologisk demonstrasjonseksperiment: å teste om helikopteret kan fly i den sparsomme atmosfæren på Mars.

Den lave tettheten til Mars-atmosfæren gjør sjansene for å faktisk fly et helikopter eller et fly på Mars svært lave. Langdistansetransport på Mars må stole på kjøretøyer som er avhengige av rakettmotorer for drevet oppstigning og drevet nedstigning.

Vi er kanskje et tiår fra to milepæler i utforskningen av Mars: et menneskelig oppdrag til Mars, og et avgjørende svar på spørsmålet om Mars har – eller fortsatt har – mikroskopisk liv. Utholdenhet forventes å gi betydelig innsikt i begge spørsmålene.

Del Med Vennene Dine: