Mars på Jorden:Hvad er det næste?

En Mars-prøvereturkampagne ville bringe prøver af den røde planet tilbage til Jorden til undersøgelse i de bedste terrestriske laboratorier - men at vælge prøverne og opbevare dem på Mars til senere tilbagevenden er kun en del af den omfattende kampagne, der planlægges af missionsdesignerne og videnskabsmænd.

En række missioner, der i øjeblikket er under planlægning, vil sætte en ny bar for menneskehedens teknologiske præstationer, da NASA og ESA sigter mod at bringe prøver tilbage fra Mars-overfladen.

Kampagnen forudser tre opsendelser fra Jorden og en fra Mars, to Mars-rovere og et autonomt mødested og lægger til i kredsløb om Mars - over 50 millioner km væk fra jordkontrol.

Mars-prøvereturkampagnen har til formål at bringe Mars-materiale tilbage fra Jezero-krateret, der engang holdt en sø og indeholder et gammelt, bevaret floddelta. Klipperne i området vil have bevaret information om Mars' lange og mangfoldige geologiske historie.

Prøvetagning af Mars vil give menneskeheden mulighed for dramatisk at udvide vores viden om vores naboplanet, dens geologi og klimahistorie.

Med ingeniører i Europa og USA klar til udfordringen, videnskabsmænd er ivrige efter at modtage de første prøver fra en anden planet og er allerede begyndt at undersøge og forberede, hvordan de vil analysere det dyrebare, sten, støv og gas, når prøverne er returneret til Jorden.

Indeslutning og kontamineringskontrol

Et vigtigt spørgsmål er, hvordan man analyserer prøverne, mens man både beskytter dem mod forurening med Jordens kemiske signaturer, og også holde dem i et sikkert indeholdt miljø.

Ved ankomsten vil prøverne gå i karantæne ligesom månens sten, der vendte tilbage til Jorden på Apollo- og Luna Moon-missionerne. Internationale retningslinjer for planetarisk beskyttelse er ved at blive revideret som forberedelse til marsprøver, og få en opdatering til at inkorporere mere moderne teknologi.

Karantæne vil være inde i en prøvemodtagelsesfacilitet, hvor prøverne allerede vil tilbyde en skattekiste af information for videnskabsmænd, selv før de åbnes. Ethvert marsstøv, der kan dække ydersiden af ​​prøverørene, kan analyseres, og ikke-invasive teknikker såsom røntgenundersøgelser kan udføres, selv på uåbnede rør.

Efter at prøverørene er åbnet, et forudbestemt sæt indledende målinger vil generere et detaljeret informationskatalog, som vil gøre det muligt for specialiserede videnskabelige undersøgelser at målrette mod specifikke dele af prøverne.

Beskeder på flasker

"Prøverørene vil indeholde Mars-sten, støv og atmosfære, " siger Elliot Sefton-Nash, MSR Study Scientist fra ESA's Science Support Office, "Selvom planen er at åbne rørene i et indesluttet og inaktivt miljø, for et par målinger vil uret tikke:f.eks. indespærrede gasser i prøvematerialet kan begynde at blande sig med deres omgivelser, som kunne ændre Mars kemiske signaturer, som vi ønsker at måle."

At vælge rækkefølgen til at behandle de mange målinger, som videnskabsmænd ønsker at udføre, er en hovedpine af interplanetariske proportioner. Prøverne skal til sidst steriliseres i henhold til planetbeskyttelsesprotokollen, som kunne kræve varme, stråling eller kemiske processer. Men selve steriliseringsproceduren kunne ændre nogle prøver fra deres oprindelige tilstand, hvilket betyder, at nogle "steriliseringsfølsomme" undersøgelser skal udføres inde i indeslutningen, før sterilisering sker.

Den gode nyhed er, at en nylig publikation fra Mars Sample Return Science Planning Group rapporterer, at omkring tre fjerdedele af alle målingerne kan opnås efter sterilisering.

Rækkefølgen af ​​efterfølgende undersøgelser er vigtig, da nogle målinger vil påvirke andre. Nogle skal destruere prøvemateriale for at få resultater, og ikke alle målinger kan udføres på alle prøver. Laboratoriet i sig selv kan være en afgørende faktor - at måle kulstof præcist vil kræve streng kontrol med, hvor meget kul der kan bruges i laboratoriet, så det kan være nødvendigt med et metallaboratorium for at få gyldige resultater. På den anden side, et metallaboratorium ville forurene prøver til andre målinger, så en omhyggelig balance er nødvendig. Hvordan man sikrer, at den bedste videnskab bliver udført på prøverne i de bedste laboratorier i verden - og i hvilken rækkefølge - er et andet puslespil.

Efter ESA's Space19+-råd, hvor fremtiden og omfanget af ESA's involvering i Mars-prøvereturkampagnen vil blive besluttet, de deltagende agenturer (i øjeblikket NASA og ESA) i samarbejde med videnskabs- og teknologisamfundene, vil fortsætte med at løse udfordringen om, hvordan man bedst gør opdagelser med prøver returneret fra Mars.

"Mars prøve tilbagevenden ville være et stort fremskridt for Mars videnskab og udforskningen af ​​solsystemet, " slutter Sanjay Vijendran, ESA's koordinator for Mars-prøvereturkampagne. "Prøverne vil grundlæggende fremme vores forståelse af Mars, vores solsystems historie, og vil hjælpe os med at planlægge fremtidige udforskningsmissioner."