Förklarat: Varför är Mars så intressant för forskare, och äventyraren som bor i oss alla?

NASA:s Mars 2020 Perseverance Rover landade på Mars yta tidigt på fredagen. Resultaten av experimenten av Perseverance kommer sannolikt att definiera de kommande decennierna av Mars-utforskning. En NASA-forskare förklarar varför och hur.

Uthållighet är det mest avancerade, dyraste och mest sofistikerade mobila laboratoriet som skickas till Mars. (Foto: Twitter/ @@NASAPersevere)

Uthållighet är inte bara ännu ett Rover-uppdrag. Uthållighet är det mest avancerade, dyraste och mest sofistikerade mobila laboratoriet som skickas till Mars. Resultaten av experimenten på Perseverance kommer sannolikt att definiera de kommande decennierna av Mars-utforskning – det kommer att bestämma kursen för sökandet efter liv och ett framtida bemannat uppdrag till Mars.

Mars Science under de senaste 30 åren

Vi har kommit väldigt långt i att förstå Mars från tiden för den första generationens uppdrag på 1960-talet. Vikingauppdragen i mitten av sjuttiotalet genomförde den första kemiska analysen av Mars mark, samt fyra biologiska experiment för att upptäcka biologisk aktivitet. Experimenten gav inga avgörande bevis på liv.

I början av 1980-talet antog forskare, baserat på mineralogisk sammansättning och bergtextur, att vissa meteoriter kan ha en källregion på Mars, i motsats till asteroidbältet. År 1984 visade en studie att den isotopiska sammansättningen av ädelgaser (Xenon, Krypton, Neon och Argon) matchade isotopförhållandena i Marsatmosfären uppmätt av rymdfarkosten Viking. Denna upptäckt gav geokemister ett sätt att studera marsprover – och gav ett enormt uppsving för vår förståelse av den geokemiska utvecklingen av Mars.

Mars ansågs vara en torr planet på 1900-talet. Detta förändrades 2001, när Gamma Ray Spectrometer ombord på Mars Odyssey-rymdfarkosten upptäckte en fascinerande vätesignatur som tycktes indikera närvaron av vattenis. Men det fanns en tvetydighet – detta berodde på att väte kan vara en del av många andra föreningar också, inklusive organiska föreningar.

För att testa förekomsten av vatten skickade NASA en rymdfarkost för att landa nära Marss sydpol 2007. Rymdfarkosten studerade jorden runt landaren med sin robotarm och kunde utan tvetydighet fastställa närvaron av vatten på Mars för första gången.

Den första bilden skickad av Perseverance-rovern som visar Mars yta, precis efter landning i Jezero-kratern, torsdagen den 18 februari 2021. (NASA via AP)

Curiosity-rovern bär ett instrument som kallas SAM (eller Sample Analysis at Mars), som innehåller en uppsättning spektrometrar med målet att upptäcka organiska föreningar på Mars. SAM har en masspektrometer som kan mäta inte bara grundämnena utan också isotoperna. Detta instrument har gjort den fascinerande upptäckten av organiska föreningar med stora kedjor på Mars. Det är inte känt hur dessa organiska ämnen bildas på Mars: processen skulle sannolikt vara livlös, men det finns en fascinerande möjlighet att sådana komplexa molekyler bildades av processer associerade med liv.

disney pixar vs dreamworks

Mars Insight skapar historia just nu genom att övervaka seismisk aktivitet och värmeflöde på Mars – detta kommer att hjälpa till att förstå sammansättningen av Mars inre.

Dr Amitabha Ghosh är en NASA-planetforskare baserad i Washington DC. Han har arbetat för flera NASA Mars-uppdrag som började med Mars Pathfinder-uppdraget 1997. Han fungerade som ordförande för Science Operations Working Group för Mars Exploration Rover-uppdraget, och fick i uppdrag att leda taktiska Rover-operationer på Mars i mer än 10 år. Han hjälpte till att analysera den första stenen på Mars, som för övrigt råkade vara den första stenen som analyserades från en annan planet.

Den bestående fascinationen för Mars

Varför är Mars så intressant för forskare? Och till upptäcktsresande-äventyraren i oss alla? Det finns två primära skäl.

För det första är Mars en planet där liv kan ha utvecklats tidigare. Livet utvecklades på jorden för 3,8 miljarder år sedan. Förhållandena på tidiga Mars för ungefär 4 miljarder år sedan var mycket lika jordens. Den hade en tjock atmosfär, vilket möjliggjorde stabiliteten av vattnet på Mars yta. Om förhållandena på Mars verkligen liknade dem på jorden, finns det en verklig möjlighet att mikroskopiskt liv har utvecklats på Mars.

För det andra är Mars den enda planeten som människor kan besöka eller bebo på lång sikt. Venus och Merkurius har extrema temperaturer - medeltemperaturen är högre än 400 grader C, eller varmare än en matlagningsugn. Alla planeter i det yttre solsystemet som börjar med Jupiter är gjorda av gas – inte silikater eller stenar – och är väldigt kalla. Mars är jämförelsevis gästvänlig när det gäller temperatur, med ett ungefärligt intervall mellan 20 grader C vid ekvatorn till minus 125 grader C vid polerna.

Uppdraget Perseverance på Mars

Perseverance tar upp både de kritiska teman kring Mars – sökandet efter liv och ett mänskligt uppdrag till den planeten.

Sample Return Mission: Finns det liv på Mars?

Perseverance är det första steget i ett flerstegsprojekt för att ta tillbaka prover från Mars. Studien av de återlämnade stenproverna i sofistikerade laboratorier över hela världen kommer förhoppningsvis att ge ett avgörande svar på om det funnits liv på Mars tidigare.

Här är stegen i provretur:

Som första steg kommer Perseverance att samla sten- och jordprover i 43 cigarrstora rör. Proverna kommer att samlas in, kapslarna kommer att förslutas och lämnas på marken.

Det andra steget är att en Mars Fetch Rover (som tillhandahålls av European Space Agency) ska landa, köra och samla alla prover från de olika platserna och återvända till landaren.

hur mycket är Jennifer Hudson värt

Fetch Rover kommer sedan att överföra kapslarna till uppstigningsfordonet. Mars Ascent Vehicle kommer att mötas med en Orbiter, varefter Orbiter kommer att bära proverna tillbaka till jorden.

Detta långsiktiga projekt kallas MSR eller Mars Sample Return. MSR kommer att revolutionera vår förståelse av Mars evolutionära historia. Om MSR genomförs framgångsrikt kommer vi att ha ett rimligt svar på om det fanns mikroskopiskt liv på Mars.

Men MSR har sina risker. Om en av komponenterna misslyckas, som Fetch Rover eller Mars Ascent Vehicle, är MSR dömd. En dold risk är strategisk. Till bekostnad av MSR kan det finnas 5-10 rymdfarkostuppdrag till olika delar av solsystemet: så därför, genom att välja MSR, utesluter NASA möjligheten att genomföra dessa andra uppdrag.

Att producera syre på Mars: Ett kritiskt krav

För att ett mänskligt uppdrag till Mars ska kunna realiseras måste kostnaden vara rimlig. För att kostnaderna ska vara rimliga måste det finnas en teknik och infrastruktur på plats för att tillverka syre på Mars med hjälp av råmaterial som finns på Mars.

Utan ett robust sätt att tillverka syre på Mars kommer mänskliga uppdrag till Mars att bli mycket dyra och orealistiska. Utan en pålitlig syreproduktionsplan på Mars riskerar Elon Musks plan att tillhandahålla kommersiell transport till Mars att misslyckas.

Perseverance kommer att ha ett instrument – ​​MOXIE, eller Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment – ​​som kommer att använda 300 watt effekt för att producera cirka 10 gram syre med hjälp av atmosfärisk koldioxid.

Skulle detta experiment bli framgångsrikt kan MOXIE skalas upp med en faktor 100 för att tillgodose de två mycket kritiska behoven hos människor: syre för andning och raketbränsle för resan tillbaka till jorden.

Letar efter underjordiskt vatten på Mars

Perseverance kommer att bära Radar Imager for Mars Subsurface Experiment (RIMFAX). RIMFAX kommer att tillhandahålla högupplöst kartläggning av underjordsstrukturen vid landningsplatsen. Instrumentet kommer också att leta efter vatten under ytan på Mars - vilket, om det hittas, i hög grad kommer att hjälpa fallet för ett mänskligt uppdrag eller orsaken till en mänsklig bosättning på Mars.

dallas lovato instagram

Testar en helikopter att flyga på Mars

Mars Helikoptern är verkligen en liten drönare. Det är ett teknikdemonstrationsexperiment: att testa om helikoptern kan flyga i den glesa atmosfären på Mars.

Marsatmosfärens låga täthet gör att oddsen för att faktiskt flyga en helikopter eller ett flygplan på Mars är mycket låga. Långdistanstransporter på Mars måste förlita sig på fordon som förlitar sig på raketmotorer för uppstigning och motornedstigning.

Vi är kanske ett decennium från två milstolpar i utforskningen av Mars: ett mänskligt uppdrag till Mars, och ett avgörande svar på frågan om Mars hyser – eller fortfarande hyser – mikroskopiskt liv. Uthållighet förväntas ge betydande insikt i båda frågorna.

Dela Med Dina Vänner: