Útskýrt: Hvers vegna er Mars svona áhugaverður fyrir vísindamenn og ævintýramaðurinn sem býr í okkur öllum?

Mars 2020 Perseverance Rover frá NASA lenti á yfirborði Mars snemma á föstudag. Niðurstöður tilrauna Perseverance munu líklega skilgreina næstu tvo áratugi Mars könnunar. Vísindamaður frá NASA útskýrir hvers vegna og hvernig.

Þrautseigja er fullkomnasta, dýrasta og fullkomnasta farsímarannsóknarstofan sem send er til Mars. (Mynd: Twitter/ @@NASAPersevere)

Þrautseigja er ekki bara enn eitt Rover Mission. Þrautseigja er fullkomnasta, dýrasta og fullkomnasta farsímarannsóknarstofan sem send er til Mars. Niðurstöður tilraunanna á þrautseigju munu að öllum líkindum skilgreina næstu tvo áratugi Mars könnunar – þær munu ákvarða gang lífsleitar og mönnuð leiðangur til Mars í framtíðinni.

Mars vísindi á undanförnum 30 árum

Við höfum náð mjög langt með að skilja Mars frá tímum fyrstu kynslóðar leiðangra á sjöunda áratugnum. Í víkingaleiðangrunum um miðjan áttunda áratuginn voru fyrstu efnagreiningar á jarðvegi Mars, auk fjögurra líffræðilegra tilrauna til að greina líffræðilega virkni. Tilraunirnar gáfu engar óyggjandi vísbendingar um líf.

Snemma á níunda áratugnum settu vísindamenn fram tilgátu, byggða á steinefnasamsetningu og bergáferð, að ákveðnir loftsteinar gætu átt upprunasvæði á Mars, öfugt við smástirnabeltið. Árið 1984 sýndi rannsókn að samsætusamsetning sjaldgæfra lofttegunda (Xenon, Krypton, Neon og Argon) passaði við samsætuhlutföll Marslofthjúpsins sem víkingageimfarið mældi. Þessi uppgötvun veitti jarðefnafræðingum leið til að rannsaka sýni frá Mars - og veitti mikla aukningu á skilning okkar á jarðefnafræðilegri þróun Mars.

Mars var talin vera þurr pláneta á 20. öld. Þetta breyttist árið 2001 þegar Gamma Ray Spectrometer um borð í Mars Odyssey geimfarinu fann heillandi vetnismerki sem virtist benda til þess að vatnsís væri til staðar. En það var tvíræðni - þetta var vegna þess að vetni getur líka verið hluti af mörgum öðrum efnasamböndum, þar á meðal lífrænum efnasamböndum.

Til að kanna hvort vatn væri til staðar sendi NASA geimfar til að lenda nálægt suðurpól Mars árið 2007. Geimfarið rannsakaði jarðveginn í kringum lendingarfarið með vélfærahandleggnum sínum og tókst að staðfesta, án nokkurs tvímælis, tilvist vatns á Mars í fyrsta skipti.

Fyrsta myndin sem Perseverance flakkarinn sendi sem sýnir yfirborð Mars, rétt eftir lendingu í Jezero gígnum, fimmtudaginn 18. febrúar 2021. (NASA í gegnum AP)

Curiosity flakkarinn er með tæki sem kallast SAM (eða Sample Analysis at Mars), sem inniheldur svítu litrófsmæla með það að markmiði að greina lífræn efnasambönd á Mars. SAM er með massarófsmæli sem getur ekki bara mælt frumefnin heldur líka samsæturnar. Þetta tæki hefur gert heillandi uppgötvun lífrænna efnasambanda með stórum keðjum á Mars. Ekki er vitað hvernig þessi lífrænu efni myndast á Mars: ferlið væri líklega líflaust, en það er heillandi möguleiki að svo flóknar sameindir hafi myndast við ferla sem tengjast lífi.

Mars Insight er að skapa sögu núna með því að fylgjast með jarðskjálftavirkni og varmaflæði á Mars - þetta mun hjálpa til við að skilja samsetningu innra Marsbúa.

Dr Amitabha Ghosh er plánetufræðingur hjá NASA með aðsetur í Washington DC. Hann hefur starfað fyrir margar Mars verkefni NASA sem byrjaði með Mars Pathfinder verkefninu árið 1997. Hann starfaði sem formaður vísindaaðgerða vinnuhópsins fyrir Mars Exploration Rover verkefnið og var falið að leiða taktískar flakkaraaðgerðir á Mars í meira en 10 ár. Hann hjálpaði til við að greina fyrsta bergið á Mars, sem fyrir tilviljun var fyrsta bergið sem greint var frá annarri plánetu.

Varanleg hrifning á Mars

Hvers vegna er Mars svona áhugavert fyrir vísindamenn? Og til landkönnuðarins-ævintýramannsins í okkur öllum? Það eru tvær meginástæður.

Í fyrsta lagi er Mars pláneta þar sem líf gæti hafa þróast í fortíðinni. Líf þróaðist á jörðinni fyrir 3,8 milljörðum ára. Aðstæður snemma á Mars fyrir um það bil 4 milljörðum ára voru mjög svipaðar og á jörðinni. Það hafði þykkan lofthjúp, sem gerði stöðugleika vatns á yfirborði Mars kleift. Ef aðstæður á Mars væru svipaðar og á jörðu, þá er raunverulegur möguleiki á því að smásjárlíf hafi þróast á Mars.

Í öðru lagi er Mars eina plánetan sem menn geta heimsótt eða búið í til lengri tíma litið. Venus og Merkúríus hafa mikla hitastig - meðalhitinn er hærri en 400 gráður C, eða heitari en eldunarofn. Allar plánetur í ytra sólkerfinu sem byrja á Júpíter eru gerðar úr gasi – ekki sílíkötum eða steinum – og eru mjög kaldar. Mars er tiltölulega gestrisinn hvað varðar hitastig, með á bilinu 20 gráður C við miðbaug til mínus 125 gráður C á pólunum.

Verkefni þrautseigju á Mars

Þrautseigja fjallar bæði um mikilvæg þemu í kringum Mars - leitina að lífi og mannlegt verkefni til plánetunnar.

Sample Return Mission: Er líf á Mars?

Þrautseigja er fyrsta skrefið í fjölþrepa verkefni til að koma sýnum aftur frá Mars. Rannsókn á bergsýnunum sem skilað var í háþróuðum rannsóknarstofum um allan heim mun vonandi gefa afgerandi svar um hvort líf hafi verið til á Mars áður fyrr.

Hér eru skrefin í sýnishorninu:

Sem fyrsta skrefið mun Perseverance safna stein- og jarðvegssýnum í 43 vindla-stór rör. Sýnunum verður safnað, dósunum lokað og skilið eftir á jörðinni.

Annað skrefið er fyrir Mars Fetch Rover (útvegað af Evrópsku geimferðastofnuninni) til að lenda, keyra og safna öllum sýnum frá hinum ýmsu stöðum og fara aftur til lendingarfarsins.

Fetch Rover mun síðan flytja hylkin yfir í Ascent Vehicle. Mars Ascent Vehicle mun hitta Orbiter og eftir það mun Orbiter flytja sýnin aftur til jarðar.

Þetta langtímaverkefni er kallað MSR eða Mars Sample Return. MSR mun gjörbylta skilningi okkar á þróunarsögu Mars. Ef MSR tekst að framkvæma með góðum árangri munum við hafa sanngjarnt svar um hvort það hafi verið smásjárlegt líf á Mars.

En MSR hefur sína áhættu. Ef einn af íhlutunum bilar, eins og Fetch Rover eða Mars Ascent Vehicle, er MSR dauðadæmt. Falin áhætta er stefnumótandi. Á kostnað MSR gætu verið 5-10 geimfar til mismunandi hluta sólkerfisins: þannig, með því að velja MSR, útilokar NASA möguleikann á að taka að sér þessar aðrar ferðir.

Framleiðsla súrefnis á Mars: Mikilvæg krafa

Til að leiðangur manna til Mars verði að veruleika þarf kostnaðurinn að vera sanngjarn. Til að kostnaður sé sanngjarn þarf að vera tækni og innviðir til staðar til að framleiða súrefni á Mars með því að nota hráefni sem er til á Mars.

Án öflugrar leiðar til að framleiða súrefni á Mars verða ferðir manna til Mars mjög dýrar og óraunhæfar. Án áreiðanlegrar súrefnisframleiðsluáætlunar á Mars er hætta á að áætlun Elon Musk um að útvega viðskiptaflutninga til Mars misheppnast.

Þrautseigja mun hafa tæki - MOXIE, eða Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment - sem mun nota 300 vött af afli til að framleiða um 10 grömm af súrefni með því að nota koltvísýring í andrúmsloftinu.

Ef þessi tilraun heppnast er hægt að stækka MOXIE um 100 til að sjá fyrir tveimur mjög mikilvægum þörfum manna: súrefni til öndunar og eldsneytiseldsneytis fyrir ferðina til jarðar.

Er að leita að neðanjarðarvatni á Mars

Þrautseigja mun bera Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment (RIMFAX). RIMFAX mun veita háupplausn kortlagningu af neðanjarðar uppbyggingu á lendingarstað. Tækið mun einnig leita að vatni undir yfirborðinu á Mars - sem, ef það finnst, mun hjálpa mjög til við mannlegt verkefni eða orsök mannvistar á Mars.

Er að prófa þyrlu til að fljúga á Mars

Mars þyrlan er í raun lítill dróni. Þetta er tæknitilraun: til að prófa hvort þyrlan geti flogið í dreifðu andrúmsloftinu á Mars.

Lítill þéttleiki lofthjúpsins á Mars gerir líkurnar á því að fljúga þyrlu eða flugvél á Mars mjög litlar. Langtímaflutningar á Mars þurfa að reiða sig á farartæki sem treysta á eldflaugahreyfla til að fara upp og knýja niður.

Við erum kannski áratugur frá tveimur áföngum í könnuninni á Mars: leiðangri mannsins til Mars og afgerandi svar við spurningunni hvort Mars geymi – eða geymi enn – smásjárlegt líf. Búist er við að þrautseigja veiti verulega innsýn í báðar spurningarnar.

Deildu Með Vinum Þínum: