Livet på Mars? Europa forpligter sig til en banebrydende mission for at bringe sten tilbage til Jorden

Det bliver en af ​​de mest skræmmende, kompliceret og, potentielt, videnskabeligt givende missioner, der nogensinde er foretaget til den røde planet. Ministre på et nyligt møde i Den Europæiske Rumorganisation (ESA) har fuldt ud forpligtet sig til planerne om at indsamle prøver fra Mars overflade og returnere dem til Jorden, i en fælles indsats med NASA. Officiel godkendelse af NASA-budgettet til at dække denne mission forventes tidligt næste år.

Den endnu unavngivne mission vil blive gennemført med en række opsendelser, begynder i juli 2020, med Mars 2020 roveren, som allerede var i gang. Dette er en atomdrevet robot-rover, som vil foretage et præcist landing i Jezero-krateret i februar, 2021.

I de tre år mellem 1969 og 1972, seks Apollo-missioner formåede at bringe 380 kg måneprøver tilbage. Hentning af prøver fra Mars-overfladen, imidlertid, er væsentligt vanskeligere på grund af de store afstande, der er tale om.

Af denne grund, projektet omfatter tre separate rumfartøjer. Den første del af missionen er indsættelsen af ​​Mars 2020-roveren. Selv dette vil være skræmmende - det er notorisk svært at lande noget på Mars. Udover at udføre en række egne videnskabelige undersøgelser, roveren vil samle op til 38 individuelle prøver af Marsjord, som den vil opbevare i forseglede beholdere. Prøverne skal opbevares sikkert indtil mindst 2026.

Den anden del af missionen vil være at få prøverne tilbage i kredsløb. På dette tidspunkt, en Mars Sample Retrieval Lander-mission vil blive lanceret, igen af ​​NASA, som vil indsætte en lander og en europæisk bygget "fetch-rover" så tæt som muligt på landingsstedet for Mars 2020-roveren - endnu en vanskelig landing.

Fetch-roveren vil møde Mars 2020-roveren på overfladen, indsamle prøverne, og returner dem tilbage til landeren. En gang ombord på landeren, prøverne vil blive overført til en kapsel på Mars Ascent Vehicle, en raket med så lav masse som muligt, som stadig kan nå Mars-kredsløb fra overfladen. En gang i kredsløb, denne kapsel efterlades til at flyde ukontrolleret.

Den tredje del af missionen vil være et jordreturfartøj opsendt af ESA. Det vil gå ind i Mars kredsløb, derefter mødes og lægges til prøvekapslen, opsamling af den kredsende prøvekapsel og anbringelse af den i et beskyttende varme- og strålingsskjold. Den vil derefter tænde for sine motorer igen og vende tilbage til Jorden. Ved at nå Jorden, prøvekapslen frigives til atmosfæren og, uden faldskærmshjælp, lav en styrtlanding i Utahs ørken, engang i 2031. Hvis alt går efter planen, selvfølgelig.

Denne uhyre komplicerede kampagne vil involvere en række banebrydende nystarter, inklusive den første raketopsendelse nogensinde fra en anden planet, den første tilbagevenden af ​​prøver fra Mars, det første stævnemøde og docking i kredsløb om en anden planet, og det første møde mellem to forskellige rumfartøjer på overfladen af ​​en anden planet.

Jezero-krateret

Formålet med projektet er at hente prøver fra et af de mest geologisk interessante områder på Mars-overfladen:Jezero-krateret.

Jezero er et nedslagskrater med en diameter på 45 km, som ligger på den nordlige halvkugle, ved de vestlige udkanter af Isidis Planitia - en stor flad slette, som i sig selv også er et nedslagstræk. Forskning viser, at Jezero engang ser ud til at have været en sø, med vand ind i krateret gennem kanaler, før den strømmer ud mod Isidis mod øst.

Mars 2020-landingsstedet er den vifteformede aflejring ved åbningen af ​​den vestlige indstrømningskanal - en funktion, der menes at være blevet dannet af et floddelta, der breder sig ud over kraterets overflade. Dette område har høje koncentrationer af smectit, en type ler, som ofte dannes på bunden af ​​søer og længe har været anset for at spille en afgørende rolle for livets oprindelse på Jorden.

Smectit-ler er også rigtig gode til at bevare fossiler og andet organisk materiale. Mikrobielt liv er blevet teoretiseret til at være muligt på Mars, som observationer har vist, har den en sæsonbestemt metan- og iltcyklus.

Metan er en nøgleindikator for mikrobielt liv, og så denne cyklus antyder, at der enten er liv under jorden på Mars, eller metan bliver lagret i clathrates (en type materiale, der fanger molekyler) og frigives, når den opvarmes i løbet af Mars-sommeren. Hvis Jezero-krateret nogensinde har haft noget mikrobielt liv, der er en god chance for, at forstenede rester ville være til stede i jorden, venter på opdagelse.

Terrestrisk analyse

Vi har allerede en vis viden om Mars overflademiljø erhvervet fra robotrumfartøjer, men en sådan analyse er begrænset af den hardware, vi kan sende dertil. Ved at bringe en prøve tilbage til Jorden kan vi foretage langt mere præcise målinger, afgørende, er gentagelige. Terrestriske laboratorier er fremtidssikrede – efterhånden som nye teknologier udvikles, prøver kan genanalyseres med større præcision.

Faktisk, Måneprøver hentet under Apollo-missionerne giver stadig resultater i dag, omkring 50 år efter de blev indsamlet.

Miniaturiserede instrumenter monteret på robotrumfartøjer, såsom mikroskoper og spektrometre, er i stand, men deres følsomhed svarer simpelthen ikke til de tilsvarende instrumenter på Jorden - primært på grund af massebegrænsninger, størrelse, og strømkrav på et rumfartøj.

På jorden, det vil være muligt at afbilde Mars-prøver i skalaer, der er fine nok til at se atomstruktur og detektere bestanddele i meget mindre koncentrationer, end det ville være muligt på den røde planet. Marsprøver bragt til Jorden kan også dateres nøjagtigt, potentielt giver videnskabsmænd mulighed for at besvare spørgsmålet om, hvor længe siden vand sad i Jezero. Eventuelle mikrobielle fossiler i jorden vil også være synlige med disse teknikker.

I øvrigt, en bedre forståelse af Marsjordens materialeegenskaber vil informere ingeniører om dets potentiale for brug som fremtidigt byggemateriale. Sådan viden kan være afgørende for planlægningen af ​​fremtidig menneskelig udforskning til Mars.

Kompleksiteten af ​​dette projekt giver en idé om, hvor svært det vil være at sende folk til Mars og få dem tilbage igen. Hvis vi lykkes med denne prøve-returmission, vi er bestemt et skridt tættere på at kunne sende en bemandet mission til den røde planet, med de returnerede prøver, der afslører de mest interessante steder for os at besøge personligt.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.