Обяснено: Защо Марс е толкова интересен за учените и авантюристът, който живее във всички нас?

Марсоходът Mars 2020 Perseverance Rover на НАСА кацна на повърхността на Марс в ранните часове на петък. Резултатите от експериментите на Perseverance вероятно ще определят следващите няколко десетилетия на изследване на Марс. Учен от НАСА обяснява защо и как.

Perseverance е най-модерната, най-скъпата и най-сложната мобилна лаборатория, изпратена на Марс. (Снимка: Twitter/ @@NASAPersevere)

Постоянството не е просто поредната мисия на Rover. Perseverance е най-модерната, най-скъпата и най-сложната мобилна лаборатория, изпратена на Марс. Резултатите от експериментите на Perseverance вероятно ще определят следващите няколко десетилетия на изследване на Марс - те ще определят хода на търсене на живот и бъдеща пилотирана мисия до Марс.

Науката за Марс през последните 30 години

Изминахме много дълъг път в разбирането на Марс от времето на мисиите от първо поколение през 60-те години. Мисиите на Viking в средата на 70-те години извършиха първия химичен анализ на марсианската почва, както и четири биологични експеримента за откриване на биологична активност. Експериментите не дадоха никакви убедителни доказателства за живот.

В началото на 80-те години на миналия век учените предположиха, въз основа на минералогичния състав и текстурата на скалите, че някои метеорити може да имат регион на източник на Марс, за разлика от астероидния пояс. През 1984 г. проучване показа, че изотопният състав на редките газове (ксенон, криптон, неон и аргон) съвпада с изотопните съотношения на марсианската атмосфера, измерени от космическия кораб Viking. Това откритие предостави начин на геохимиците да изучават марсиански проби - и даде огромен тласък на нашето разбиране за геохимичната еволюция на Марс.

Марс е смятан за суха планета през 20-ти век. Това се промени през 2001 г., когато гама-спектрометърът на борда на космическия кораб Mars Odyssey открива завладяващ водороден подпис, който сякаш показва наличието на воден лед. Но имаше неяснота - това беше, защото водородът може да бъде част и от много други съединения, включително органични съединения.

За да тества за наличието на вода, НАСА изпрати космически кораб да кацне близо до Южния полюс на Марс през 2007 г. Космическият кораб изследва почвата около спускаемия апарат със своята роботизирана ръка и успя да установи, без никаква неяснота, наличието на вода на Марс за първи път.

Първото изображение, изпратено от марсохода Perseverance, показващо повърхността на Марс, точно след кацането в кратера Jezero, в четвъртък, 18 февруари 2021 г. (НАСА чрез AP)

Марсоходът Curiosity носи инструмент, наречен SAM (или Анализ на проби на Марс), който съдържа набор от спектрометри с цел откриване на органични съединения на Марс. SAM има мас спектрометър, който може да измерва не само елементите, но и изотопите. Този инструмент направи завладяващо откритие на органични съединения с голяма верига на Марс. Не е известно как тези органични вещества се образуват на Марс: процесът вероятно би бил неодушевен, но има очарователна възможност такива сложни молекули да са били образувани от процеси, свързани с живота.

Mars Insight създава история точно сега, като наблюдава сеизмичната активност и топлинния поток на Марс – това ще помогне да се разбере състава на марсианския интериор.

Д-р Амитабха Гош е планетарен учен от НАСА, базиран във Вашингтон. Работил е за множество мисии на Марс на НАСА, започвайки с мисията на Марс Pathfinder през 1997 г. Той е служил като председател на работната група за научни операции за мисията на марсохода за изследване на Марс и е бил натоварен да ръководи тактическите операции на марсохода на Марс в продължение на повече от 10 години. Той помогна да се анализира първата скала на Марс, която случайно се оказа първата скала, анализирана от друга планета.

Непреходното очарование от Марс

Защо Марс е толкова интересен за учените? А на изследователя-авантюрист във всички нас? Има две основни причини.

Първо, Марс е планета, на която животът може да се е развил в миналото. Животът еволюира на Земята преди 3,8 милиарда години. Условията на ранен Марс преди около 4 милиарда години бяха много подобни на тези на Земята. Имаше плътна атмосфера, която позволяваше стабилността на водата на повърхността на Марс. Ако наистина условията на Марс са подобни на тези на Земята, съществува реална възможност микроскопичният живот да се е развил на Марс.

Второ, Марс е единствената планета, която хората могат да посещават или обитават в дългосрочен план. Венера и Меркурий имат екстремни температури – средната температура е по-висока от 400 градуса C или по-гореща от фурната за готвене. Всички планети във външната слънчева система, започвайки с Юпитер, са направени от газ - не силикати или скали - и са много студени. Марс е сравнително гостоприемен по отношение на температурата, с приблизителен диапазон между 20 градуса C на екватора до минус 125 градуса C на полюсите.

Мисията на Perseverance на Марс

Perseverance разглежда както критичните теми около Марс – търсенето на живот, така и човешката мисия на тази планета.

Примерна мисия за връщане: Има ли живот на Марс?

Постоянството е първата стъпка в многоетапен проект за връщане на проби от Марс. Изследването на върнатите скални проби в сложни лаборатории по целия свят ще даде решителен отговор дали на Марс е съществувал живот в миналото.

Ето стъпките в Примерното връщане:

Като първа стъпка Perseverance ще събира проби от скали и почва в 43 тръби с размер на пура. Пробите ще бъдат събрани, кутиите ще бъдат запечатани и оставени на земята.

Втората стъпка е марсоходът Mars Fetch Rover (предоставен от Европейската космическа агенция) да кацне, шофира и събере всички проби от различните места и да се върне към спускаемия апарат.

След това Fetch Rover ще прехвърли контейнерите в превозното средство за изкачване. Машината за изкачване на Марс ще се срещне с орбитален апарат, след което орбиталния апарат ще пренесе пробите обратно на Земята.

Този дългосрочен проект се нарича MSR или Mars Sample Return. MSR ще революционизира нашето разбиране за еволюционната история на Марс. Ако MSR бъде изпълнен успешно, ще имаме разумен отговор дали е имало микроскопичен живот на Марс.

Но MSR има своите рискове. Ако един от компонентите се повреди, като Fetch Rover или Mars Ascent Vehicle, MSR е обречен. Скритият риск е стратегически. На цената на MSR може да има 5-10 мисии на космически кораб до различни части на Слънчевата система: следователно, избирайки MSR, НАСА изключва възможността да предприеме тези други мисии.

Производство на кислород на Марс: Критично изискване

За да се осъществи една човешка мисия до Марс, цената трябва да бъде разумна. За да бъдат разходите разумни, трябва да има технология и инфраструктура за производство на кислород на Марс, използвайки наличните на Марс суровини.

Без стабилен начин за производство на кислород на Марс, човешките мисии до Марс ще бъдат много скъпи и нереалистични. Без надежден план за производство на кислород на Марс, планът на Илон Мъск да осигури търговски транспорт до Марс ще бъде изложен на риск от провал.

Perseverance ще има инструмент – MOXIE, или експеримент за използване на ресурси на място с кислород на Марс – който ще използва 300 вата мощност, за да произведе около 10 грама кислород с помощта на атмосферен въглероден диоксид.

Ако този експеримент бъде успешен, MOXIE може да бъде увеличен с коефициент 100, за да осигури двете много критични нужди на хората: кислород за дишане и ракетно гориво за пътуването обратно до Земята.

Търся подземни води на Марс

Perseverance ще носи радарния имиджър за подземния експеримент на Марс (RIMFAX). RIMFAX ще осигури картографиране с висока разделителна способност на подземната структура на мястото за кацане. Инструментът също така ще търси подземна вода на Марс – която, ако бъде открита, ще помогне много в случая за човешка мисия или каузата за човешко заселване на Марс.

Тестване на хеликоптер за полет на Марс

Хеликоптерът Марс наистина е малък дрон. Това е технологичен демонстрационен експеримент: да се тества дали хеликоптерът може да лети в разредената атмосфера на Марс.

Ниската плътност на атмосферата на Марс прави шансовете действително да летите с хеликоптер или самолет на Марс много ниски. Транспортирането на дълги разстояния на Марс трябва да разчита на превозни средства, които разчитат на ракетни двигатели за изкачване и спускане с двигател.

Може би сме на десетилетие от два основни етапа в изследването на Марс: човешка мисия до Марс и решаващ отговор на въпроса дали Марс е криел – или все още приютява – микроскопичен живот. Очаква се постоянството да даде значителна представа и по двата въпроса.

Споделете С Приятелите Си: