Vienas iš nuostabių „Apollo“ misijų laimėjimų buvo namo parsivežti šimtus kilogramų mėnulio uolienų. Šios uolienos ir dulkės buvo nuolat analizuojamos nuo tada, kai „Apollo 11“ astronautai grįžo namo daugiau nei prieš 50 metų.
Ir jie vis dar daro atradimus.
Mokslininkai turi Saulės saulės vėjo pavyzdžius, daleles iš kometos uodegos, kelis gramus iš asteroido, o netrukus jų bus dar daugiau.
Tačiau yra vienas pasaulis, kurio dėmesio centre yra tiek daug mokslinių tyrimų, kurie dar niekada nebuvo grąžinti: Marsas.
NASA ir Europos kosmoso agentūra dešimtmečius planuoja atvežti pavyzdžius iš Marso, o dabar misijos galėtų skristi per artimiausius kelerius metus, pagaliau atveždamos Raudonosios planetos riekę namo į Žemę, kad galėtume tiesiogiai studijuoti.
Pavyzdžių grąžinimo misijų istorija
Kosmoso tyrinėjimai vyksta etapais. Pirmiausia pradėkite nuo žvalgybinio flyby, kur erdvėlaivis eina greita trajektorija po pasaulį, pateikdamas pradinį vaizdų ir duomenų rinkinį. Pagalvokite apie „Voyager“ didįjį turą per Saulės sistemą arba „Naujų horizontų“ lankymąsi Plutone.
Tuomet grįšite su orbiteriu, erdvėlaiviu, kuris gali likti vietoje metų metus, labai išsamiai ištyręs pasaulio paviršių. Apsvarstykite „Cassini“ erdvėlaivį, kuris aplink Saturną skriejo 294 kartus, padarė daugiau nei 450 000 nuotraukų ir visam laikui pakeitė mūsų supratimą apie „Ringed Planet“.
Tada atvažiuokite nusileidėjai ir roveriai. Žinoma, geriausias to pavyzdys yra Marsas su dvasia ir galimybe, taip pat „Curiosity“, kurie kartu yra užfiksavę šimtus tūkstančių vaizdų, išgręžę uolienas ir radę buvusio vandens Marso vandenyje įrodymų.
Tada ateis pavyzdinės grąžinimo misijos. Tai yra etapas, kurį kosmoso agentūros bandė tik keletą kartų.
Be „Apollo“ misijos, pirmasis kosminis laivas, atgabenęs pavyzdžius iš kosmoso į Žemę, buvo sovietų misija „Luna“. 1970 m. „Luna 16“ parsivežė namo 101 gramą mėnulio regolito, po to - „Luna 20“ ir „Luna 24. Nors jie atsinešė dalelę medžiagos, kurią grąžino„ Apollo “misijos, ji buvo iš skirtingų Mėnulio vietų.
Kitas kosminis laivas, grįžęs namo, buvo NASA „Genesis“ misija. Jis buvo pradėtas 2001 m. Rinkti saulės saulės vėjo pavyzdžius ir grąžinti juos namo į Žemę.
Ji atidarė pavyzdžių kolekcionierius 2004 m. Balandžio 1 d., O tų pačių metų rugsėjį grįžo į Žemę. Deja, jo parašiuto nepavyko tinkamai atidaryti, o erdvėlaivis smarkiai nuskendo Jutos dykumoje.
Nepaisant sunkaus nusileidimo, mokslininkai sugebėjo paimti tinkamus naudoti pavyzdžius, kurie padėjo jiems išsiaiškinti, kad Žemė galėjo būti suformuota iš kitokių nei saulės spindulių saulės spindulių medžiagų.
Tada atėjo NASA „Stardust“ misija, kuri 2004 m. Sausio mėn. Išskrido per „Comet Wild 2“ uodegą, o po dvejų metų savo kolekcinę kapsulę grąžino atgal į Žemę. Šių dalelių analizė mokslininkams parodė, kad kometose buvo dalelių, išleistų iš Saulės ankstyvame jos gyvavimo laikotarpyje, ir jos galėjo susidaryti kitaip, nei spėjo astronomai.
Paskutinė pavyzdžio grįžimo misija buvo JAXA vykdoma „Hayabusa“ misija, įveikianti įvairius sunkumus, įskaitant tiesioginį saulės smūgio smūgį, reakcijos ratų praradimą ir nesugebėjusį panaudoti savo šokinėjančio tūpimo. Tačiau neįtikėtinai misijos kontrolieriai sugebėjo namo pasiekti erdvėlaivį, laive turėdami keletą brangių mikrogramų asteroido medžiagos.
Šiuo metu vyksta misijos: „Hayabusa 2“ ir „OSIRIS-REx“, kurios dar daugiau asteroidų mėginių grįš namo mokytis. JAXA netgi planuoja misiją grąžinti pavyzdį iš Marso mėnulių.
Taigi kaip yra pavyzdinė grįžimo misija į patį Marsą?
Ko galime išmokti iš „Mars“ pavyzdžio grįžimo misijos?
Mes iš tikrųjų nemažai sužinojome apie Marso geologiją ir atmosferą, nes Žemėje yra Raudonosios planetos gabaliukai. Juos iš Marso išmušė milžiniškas asteroidų smūgis prieš milijonus metų, ir jie plūdo per kosmosą, galiausiai atsitrenkdami į Žemę ir neįtikėtinai išgyvendami kelionę per atmosferą.
Mokslininkai turi atsitiktinius Marso gabalus, tačiau dabar jie nori savo pasirinkto pavyzdžio. Tai reiškia, kad reikia tiesiogiai siųsti pavyzdinę grąžinimo misiją.
NASA iš tikrųjų planavo Marso mėginių grąžinimo misiją nuo aštuntojo dešimtmečio pradžios, dar prieš pradedant „Viking“ erdvėlaivį.
Grįžimo misijos tikslai apimtų ne tik dabartinio gyvenimo, bet ir praeities gyvenimo ieškojimą ir netgi cheminius gyvybės pirmtakus.
Grąžindami nesugadintus Marso pavyzdžius namo, mokslininkai galėjo atlikti įvairius Marso regolito eksperimentus, veikdami jį vandeniu, tirštesne atmosfera ir maistinėmis medžiagomis, kad pamatytų, ar nėra aktyviųjų bakterijų. Šis eksperimentas buvo bandytas kartu su „Viking“, tačiau rezultatai buvo neįtikinami ir planetų biologai vis dar ginčijasi dėl jų.
Jie galėjo analizuoti mėginius galingais mikroskopais, ieškodami mikroskopinių fosilijų ar bet kokių kitų požymių, rodančių, kad ten yra gyvybės.
Be to, mokslininkai galėjo suprasti Marso paviršiaus istoriją ir tai, kaip jį milijonai metų paveikė vanduo.
Mėginiai galėtų būti grąžinti iš kai kurių įdomiausių vietų, tokių kaip ežerų nuosėdos, nuosėdos aplink hidrotermines angas ir senovės upių deltos.
Jie galėtų sugrąžinti nesenų ir senovės meteorito smūgių, ugnikalnių išsiveržimų ir regionų, kurie ilgą laiką buvo veikiami vėjo, pavyzdžius.
Jie taip pat galėjo išstudijuoti ilgalaikę Marso istoriją per milijardus metų, kad galėtų suprasti, kada įvyko didžiuliai planetų pokyčiai, kad planeta būtų tokia šalta ir sausa. Kada asteroidų bombardavimas įsikūrė?
Jie netgi galėjo imti meteoritų gabalus, kurie pakerėjo Marso paviršių, tuo pačiu metu imdami kitus pasaulio kraštus.
Geriausia, jei šie mėginiai atsidurs Marso paviršiuje. Mes jau žinome, kad Marso regolite yra nuodingų cheminių medžiagų, bet kaip dulkėms, kurios išsiskiria iš atmosferos? Ar tai bus rizika, jei astronautai tai įkvėps? O kaip medžiaga, kuri yra giliau po paviršiumi?
Studijuodami šią medžiagą, mokslininkai taip pat suprastų, kaip astronautai galėtų gyventi sausumoje. Naudoti regolitą statybinėms medžiagoms ir augalams auginti. Taip pat chemiškai skaidomas įvairioms žaliavoms.
Ar skirtingos Marso dalys yra naudingesnės už kitas?
„Mars“ pavyzdžio grįžimo misijos planai
Vienas iš ankstyviausių pavyzdžių grįžimo į Marsą planų buvo vadinamas pavyzdžių rinkiniu Marso tyrimui (arba SCIM). Tai būtų palyginti nebrangi skautų klasės misija, kuri skraidytų per Marso atmosferą net 40 km aukštyje, kaupdama dulkes ir atmosferos dujas.
Tai būtų pakankamai aukšta, kad kosminis laivas nebūtų užfiksuotas Marso. Tada pavyzdžiai būtų grąžinti į Žemę. Tyrinėdami šiuos mėginius, mokslininkai galėjo suderinti atmosferos mėginį su dujomis, aptinkamomis tose Marso uolienose, kad būtų tikri, kad jie atsirado iš Raudonosios planetos. Jie, iš arti, galėtų tyrinėti Marso dulkes, dulkes, kurios gali sudaryti audras visoje planetoje, galinčias baigti roverio misijas, ir tai gali kelti pavojų būsimiems astronautams.
Pasiūlymas buvo pateiktas 2001 m. Misijai, kuri skraidys 2007 m. Ir grįš pavyzdžius iki 2010 m., Tačiau ji niekada nebuvo nuo žemės paviršiaus.
Tačiau 2009 m. NASA ir Europos kosmoso agentūra ėmėsi rimtų planų parnešti namo Marso gabalą, oficialiai paskelbdami apie savo bendradarbiavimą vykdant misiją.
Numatydami būsimą pavyzdžių grąžinimo misiją, tiek NASA, tiek ESA sukūrė savo būsimus motociklus, kad tai būtų pirmasis medžiagos siuntimo į namus etapas.
Nasaudamas per Raudonosios planetos paviršių, NASA „Mars 2020“ maršrutizatorius surinks įdomius pavyzdžius, o tada nuleis juos ant paviršiaus. EKA „Rosalind Franklin“ roveris, kuris taip pat turėtų būti išleistas 2020 m., Rinks ir laikys mėginius iš Marso paviršiaus švirkštimo priemonės talpyklose, kurios bus paruoštos paėmimui.
Grąžinimo misijos pavyzdį sudarytų trys dalys.
Pirmiausia bus greitas Europos kosmoso agentūros sukurtas duomenų rinkimo pavyzdys, skirtas tyrimams imti. Tada NASA pakilimo transporto priemonė, kuri perkels pavyzdžius į Marso orbitą. Galiausiai, ESA orbitinė misija, kuri imtų pavyzdžius ir grąžintų juos į Žemę.
ESA pavyzdys „Fetch Rover“ būtų gana lengva transporto priemonė, ne didesnė kaip apie 120 kilogramų. Reikėtų sugebėti nuvažiuoti 20–30 kilometrų 200 metrų per dieną, savarankiškai keliaudamas aplink pavojus. Per šį laikotarpį ji galėtų paimti kelias dešimtis pavyzdžių, kuriuos „Mars 2020“ ar „Rosalind Franklin“ paliko ant paviršiaus, pasirinkdami 30 ar daugiau tokių, kuriuos moksliškai įdomiausia siųsti namo.
Po kelių mėnesių mėginių rinkimo „Fetch Rover“ atvyks į Marso mėginių paieškos landerą. Tai erdvėlaivis, turintis daug panašumų su NASA „Curiosity“ ir „Mars 2020“ maršrutizatoriais.
Patekęs į Marso atmosferą, jis naudotų šautuvą, tada parašiutą, pagaliau nuleisdamas kylančią raketą į Marso paviršių. Jis sėdėtų Marse iki 150 dienų, laukdamas mėginių iš „Fetch Rover“.
Kai mėginiai buvo pakrauti į laivą, pakilimo automobilis paleis hibridinį ar kietąjį raketinį variklį, gabendamas pavyzdžius į 350 km aukščio orbitą.
Tuomet jį sulaikys ESA Žemės grįžimo orbita, sudarydama visiškai autonomišką susitikimą milijonų kilometrų atstumu nuo Žemės. Toliau kelionei atgal į Žemę bus naudojamas saulės elektrinis jonų variklis.
Ir tada, praėjus 2030-iems metams, mokslininkai iš Marso paviršiaus pateks į rankas apie 500 gramų medžiagos.
2019 m. Pradžioje Baltieji rūmai įtraukė pinigus į savo siūlomą biudžetą „Marso pavyzdžio sugrįžimo“ misijai, kuri idealiu atveju galėtų pradėti veikti jau 2026 m. Nors tokia misija buvo pasiūlyta anksčiau daug kartų, tai yra pirmas kartas, kai buvo finansuojamas tikrasis finansavimas. atidėti. Tai NASA suteikė 109 mln. USD 2020 m. Darbui su „būsima Marso veikla“, kuri iš esmės yra pavyzdinė grąžinimo misija.
Taigi dabar, po beveik 50 metų planavimo, yra rimtas pavyzdinis grįžimo į Marsą misija.
Gaukite „Mano savaitinis el. Laiškas“:
Kartą per savaitę sukaupiu visas savo žinias apie kosmosą į vieną el. Pašto informacinį biuletenį ir išsiunčiu. Čia yra nuotraukos, trumpi svarbiausi pasakojimai ir nuorodos, kad galėtumėte sužinoti daugiau. Eikite į universetoday.com/newsletter ir prisiregistruokite.
