NASAs Mars Sample Return-mission er i problemer - men det er et vigtigt skridt til at sende mennesker til den røde planet
NASA bad for nylig det videnskabelige samfund om at hjælpe med at komme med innovative ideer til måder at udføre sin Mars Sample Return (MSR)-mission på. Dette var som svar på en rapport fra en uafhængig bestyrelse, der mente, at dets prisskilt på 11 milliarder USD (8,7 milliarder pund) var for dyrt og dets 2040-tidslinje for langt ude i fremtiden.
Kort sagt var den ambitiøse plan at indsamle stenprøver, der var gemt inde i containere af NASAs Perseverance-rover og levere dem til laboratorier på Jorden. Vedholdenhed har udforsket Mars' Jezero-krater, der menes at have været vært for en gammel sø, siden 2021. Missionen ville levere prøverne ved at sende en lander, der bærer en raket (NASA's Sample Retrieval Lander) ned til overfladen af Mars.
Vedholdenhed ville derefter levere de cachelagrede stenprøver til landeren, med små dronehelikoptere leveret på landeren som backup. Perseverances prøver ville derefter blive sendt ind i Mars' kredsløb ved hjælp af landerens raket. Et rumfartøj, der allerede var i kredsløb om Mars, Earth Return Orbiter, ville derefter opsnappe disse prøver og levere dem til Jorden.
Det er ikke nyt at se deadlines blive skubbet ind i fremtiden. Det er sket med NASAs planer om at vende tilbage til månen og Europas ExoMars-mission for at finde liv på den røde planet. Selvom det er godt at være realistisk med hensyn til tidslinjer, har rumudforskningens landskab ændret sig i løbet af de sidste to årtier, efterhånden som organisationer som NASA oplever stor økonomisk belastning og tab af arbejdspladser.
Statsstormagter sender ikke længere mennesker til månen med enorme budgetter, som de gjorde i Apollo-æraen. Så innovation og effektivitet er afgørende for at gøre udforskning af rummet økonomisk mulig.
Private virksomheder optager en større markedsandel af pladsen i vest. Dette er et skelsættende øjeblik for rumudforskning og et wake-up call til at forfølge innovation, der tøjler udgifterne. Alternativet er at risikere at opgive den endelige grænse.
Et tørløb for astronauter
Mars prøvetilbagekomst har potentialet til at være videnskabeligt banebrydende på flere måder. Stener indsamlet fra Jezero-krateret, specifikt et fremspring kaldet Bunsen's Peak, har vist sig at bestå af mineraler aflejret i vand.
På Jorden er mineraler aflejret gennem vand gode til at fange biologisk materiale, såsom mikroorganismer. De kan også give en indikation af klimaforholdene på det tidspunkt, hvor klippen blev dannet.
Der er grænser for den videnskab, der kan udføres med videnskabelige instrumenter, der også er lette nok til at blive læsset på en rover. Evnen til at analysere prøver af Mars-sten i et laboratorium på Jorden kunne give dybtgående indsigt i mulighederne for liv i rummet.
Men der er en endnu mere grundlæggende grund til, hvorfor Mars prøvetilbagekomst er så vigtig. Det er et springbræt til at sætte mennesker på Mars. NASA's program for menneskelig udforskning af rummet sigter eksplicit på at sætte mennesker på Mars.
Hvis du ikke kan bringe en stenprøve tilbage, hvordan vil du så nogensinde bringe en astronaut tilbage? Sikker opbevaring og returnering af varer ved at sende fra en anden planet tilbage til Jorden på en økonomisk levedygtig måde er alt sammen nødvendigt for en menneskelig Mars-mission.
Missioner i rummet er farlige, hvor astronauter ikke kan stole på missionskontrol over 100 millioner miles væk. Ethvert forsøg på at sætte støvler på Mars skal udføres gradvist for at reducere risikoen.
En række rumorganisationer rundt om i verden udforsker de potentielle missioner for at levere prøver af materiale fra Mars eller dens måner, herunder Kina og Japan. En del af årsagen til denne interesse er som et proof-of-concept for menneskelige landinger – omend en nedskaleret en.
Innovation og miniaturisering
På trods af vigtigheden af missionen er NASA stadig nødt til at skære Mars-prøvereturbudgettet ned fra US$11 milliarder til US$8 milliarder for at opfylde det. Mens en revideret plan har til formål at strømline missionsarkitekturen for at gøre den mindre kompleks, som NASA's opfordring til idéer antyder, skal innovation fra den akademiske verden bringes ind på designniveau.
Der er mange eksempler, hvor ingeniører allerede kommer med innovationer til rumudforskningshardware, der kunne levere sådanne effektivitetsgevinster. For eksempel kan mindre, lettere rovere, der stadig er i stand til at modstå de barske miljøer på andre planetariske kroppe, reducere omkostningerne og levere andre fordele.
Et utraditionelt chassis baseret på den måde, som sandfisk bevæger sig rundt på kystlinjer, kunne hjælpe rovere med at overvinde store forhindringer med færre hjul, hvilket mindsker deres vægt og størrelse.
Vægt kan også spares på rovere ved at udforske innovative bore- og prøveudtagningsmetoder. Prototypeløsninger med interne mekanismer, der understøtter lettere bor og udvidet prøveopbevaring, bør være en prioritet for designere. Disse hjælper måske ikke den nuværende Mars-prøvereturmission, som vil bruge en rover, der allerede er på Mars, men det kan reducere omkostningerne ved fremtidige prøvetagningsmissioner.
NASA, der beder det videnskabelige samfund om at finde på nye måder at udføre Mars-prøvereturnering på, er en erkendelse af, at tingene ikke kan fortsætte, som de er. Rumudforskning skal omfavne innovation, og et første skridt til det er at engagere sig i den akademiske verden.
For at konsolidere og fremskynde overgangsforskningen vil overførsel af viden fra originale opfindere i laboratoriet til feltet være afgørende for feltets levetid og afhænger af tættere, bæredygtige relationer med akademikere og forskningsgrupper, der ser på rummet.
Private virksomheder, der går ind i rumkapløbet – og nye rummagter som Indien, Kina, Saudi-Arabien og UAE – har vist, at de er villige til at se ud over de designs, der har fungeret indtil nu, og omfavne innovation for at forbedre omkostningseffektiviteten.
Medmindre gamle organisationer seriøst begynder at overveje, hvordan innovation og videnoverførsel kan gøre udforskning af rummet billigere, bliver de nødt til at stille sig selv svære spørgsmål i fremtiden, hvis de vil fortsætte med at deltage i banebrydende rumudforskning.
Leveret af The Conversation
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel. 
Varme artikler
-
Japans rumsonde når asteroide i jagten på livets oprindelseSonden blev lanceret i 2014 En japansk sonde er nået til en asteroide 300 millioner kilometer væk for at indsamle oplysninger om solsystemets fødsel og livets oprindelse efter en mere end tre-årig -
Video:Udvikling af landingsteknologi til rummetEn raket, der flyver flere landingsteknologier, blev for nylig fløjet i Mojave -ørkenen. Disse flyvetests, koordineret af NASA, hjælper med at udvikle teknologi til præcise landinger i ujævnt terræn. -
Små satellitter kunne være ledestjerner for store næste generations teleskoperI de kommende årtier, massive segmenterede rumteleskoper kan blive opsendt for at kigge endnu tættere ind på fjerne exoplaneter og deres atmosfærer. For at holde disse megaskoper stabile, MIT forskere -
Primordiale sorte huller og søgen efter mørkt stof fra multiversetFig1. Babyuniverser, der forgrener sig fra vores univers kort efter Big Bang, fremstår for os som sorte huller. (Kredit:Kavli IPMU) Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe
- Undersøgelse finder åben klynge NGC 2682 mindst to gange større end tidligere antaget
- Generering og manipulation af spinstrømme til avancerede elektroniske enheder
- BREAD Collaboration søger efter mørke fotoner ved hjælp af en koaksial parabolantenne
- Biomateriale kunne holde tænderne i live efter rodbehandling
- Bedre, dristigere print med silicium nanostrukturer
- Fortiden er nøglen til at forudsige fremtidens klima, siger forskere