Forklaret: Hvorfor er Mars så interessant for videnskabsmænd, og eventyreren, der bor i os alle?

NASAs Mars 2020 Perseverance Rover landede på Mars-overfladen i de tidlige timer fredag. Resultaterne af eksperimenterne fra Perseverance vil sandsynligvis definere de næste par årtiers Mars-udforskning. En NASA-forsker forklarer hvorfor og hvordan.

Perseverance er det mest avancerede, dyreste og mest sofistikerede mobile laboratorium sendt til Mars. (Foto: Twitter/ @@NASAPersevere)

Vedholdenhed er ikke bare endnu en Rover-mission. Perseverance er det mest avancerede, dyreste og mest sofistikerede mobile laboratorium sendt til Mars. Resultaterne af eksperimenterne med Perseverance vil sandsynligvis definere de næste par årtiers Mars-udforskning - det vil bestemme forløbet af søgen efter liv og en fremtidig bemandet mission til Mars.

Mars Science i de sidste 30 år

Vi er nået meget langt med at forstå Mars fra tiden med den første generations missioner i 1960'erne. Vikingemissionerne i midten af ​​halvfjerdserne udførte den første kemiske analyse af Mars-jorden samt fire biologiske eksperimenter for at påvise biologisk aktivitet. Eksperimenterne gav ikke noget afgørende bevis på liv.

I begyndelsen af ​​1980'erne antog videnskabsmænd, baseret på mineralogisk sammensætning og stentekstur, at visse meteoritter kunne have et kildeområde på Mars i modsætning til asteroidebæltet. I 1984 viste en undersøgelse, at den isotopiske sammensætning af sjældne gasser (Xenon, Krypton, Neon og Argon) stemte overens med isotopforholdene i Marsatmosfæren målt af Viking-rumfartøjet. Denne opdagelse gav geokemikere mulighed for at studere prøver fra Mars – og gav et enormt løft til vores forståelse af Mars' geokemiske udvikling.

Mars blev anset for at være en tør planet i det 20. århundrede. Dette ændrede sig i 2001, da Gamma Ray Spectrometer om bord på Mars Odyssey-rumfartøjet opdagede en fascinerende brintsignatur, der så ud til at indikere tilstedeværelsen af ​​vandis. Men der var tvetydighed - det skyldtes, at brint også kan være en del af mange andre forbindelser, herunder organiske forbindelser.

For at teste for tilstedeværelsen af ​​vand sendte NASA et rumfartøj til at lande nær Mars-sydpolen i 2007. Rumfartøjet studerede jorden omkring landeren med sin robotarm og var i stand til uden tvetydighed at fastslå tilstedeværelsen af ​​vand på Mars for første gang.

Det første billede sendt af Perseverance-roveren, der viser overfladen af ​​Mars, lige efter landing i Jezero-krateret, torsdag den 18. februar 2021. (NASA via AP)

Curiosity-roveren bærer et instrument kaldet SAM (eller Sample Analysis at Mars), som indeholder en række spektrometre med det formål at detektere organiske forbindelser på Mars. SAM har et massespektrometer, der ikke kun kan måle grundstofferne, men også isotoperne. Dette instrument har gjort den fascinerende opdagelse af store organiske forbindelser på Mars. Det vides ikke, hvordan disse organiske stoffer dannes på Mars: processen ville sandsynligvis være livløs, men der er en fascinerende mulighed for, at sådanne komplekse molekyler blev dannet af processer forbundet med liv.

disney pixar vs dreamworks

Mars Insight skaber historie lige nu ved at overvåge seismisk aktivitet og varmestrøm på Mars - dette vil hjælpe med at forstå sammensætningen af ​​Mars indre.

Dr. Amitabha Ghosh er en NASA-planetforsker baseret i Washington DC. Han har arbejdet for flere NASA Mars-missioner, der startede med Mars Pathfinder-missionen i 1997. Han fungerede som formand for Science Operations Working Group for Mars Exploration Rover-missionen og fik til opgave at lede taktiske Rover-operationer på Mars i mere end 10 år. Han hjalp med at analysere den første sten på Mars, som tilfældigvis var den første sten, der blev analyseret fra en anden planet.

Den vedvarende fascination af Mars

Hvorfor er Mars så interessant for videnskabsmænd? Og til opdagelsesrejsende-eventyreren i os alle? Der er to primære årsager.

For det første er Mars en planet, hvor liv kan have udviklet sig i fortiden. Livet udviklede sig på Jorden for 3,8 milliarder år siden. Forholdene på den tidlige Mars for omkring 4 milliarder år siden var meget lig Jordens. Det havde en tyk atmosfære, som muliggjorde stabiliteten af ​​vand på overfladen af ​​Mars. Hvis forholdene på Mars faktisk lignede dem på Jorden, er der en reel mulighed for, at mikroskopisk liv har udviklet sig på Mars.

For det andet er Mars den eneste planet, som mennesker kan besøge eller bebo på lang sigt. Venus og Merkur har ekstreme temperaturer - gennemsnitstemperaturen er større end 400 grader C eller varmere end en kogeovn. Alle planeter i det ydre solsystem, der starter med Jupiter, er lavet af gas – ikke silikater eller sten – og er meget kolde. Mars er forholdsvis gæstfri med hensyn til temperatur, med et omtrentligt område mellem 20 grader C ved ækvator til minus 125 grader C ved polerne.

Jennifer Lopez indkomst 2016

Missionen af ​​Perseverance på Mars

Perseverance adresserer både de kritiske temaer omkring Mars - søgen efter liv og en menneskelig mission til denne planet.

Prøve returmission: Er der liv på Mars?

Vedholdenhed er det første skridt i et flertrinsprojekt for at bringe prøver tilbage fra Mars. Undersøgelsen af ​​de returnerede stenprøver i sofistikerede laboratorier over hele verden vil forhåbentlig give et afgørende svar på, om der tidligere har eksisteret liv på Mars.

Her er trinene i prøveafkastet:

Som det første trin vil Perseverance indsamle sten- og jordprøver i 43 cigarstore rør. Prøverne vil blive indsamlet, beholderne vil blive forseglet og efterladt på jorden.

Det andet trin er for en Mars Fetch Rover (leveret af European Space Agency) til at lande, køre og indsamle alle prøver fra de forskellige lokationer og vende tilbage til landeren.

Fetch Rover vil derefter overføre beholderne til Ascent Vehicle. Mars Ascent Vehicle vil mødes med en Orbiter, hvorefter Orbiteren vil bære prøverne tilbage til Jorden.

Dette langsigtede projekt kaldes MSR eller Mars Sample Return. MSR vil revolutionere vores forståelse af Mars' evolutionære historie. Hvis MSR bliver udført med succes, vil vi have et rimeligt svar på, om der var mikroskopisk liv på Mars.

Men MSR har sine risici. Hvis en af ​​komponenterne fejler, som Fetch Rover eller Mars Ascent Vehicle, er MSR dømt. En skjult risiko er strategisk. På bekostning af MSR kunne der være 5-10 rumfartøjsmissioner til forskellige dele af solsystemet: så derfor, ved at vælge MSR, udelukker NASA muligheden for at påtage sig disse andre missioner.

At producere ilt på Mars: Et kritisk krav

For at en menneskelig mission til Mars kan realiseres, skal omkostningerne være rimelige. For at omkostningerne skal være rimelige, skal der være en teknologi og infrastruktur på plads til at fremstille ilt på Mars ved hjælp af råmaterialer, der er tilgængelige på Mars.

Uden en robust måde at fremstille ilt på Mars på, vil menneskelige missioner til Mars være meget dyre og urealistiske. Uden en pålidelig iltproduktionsplan på Mars vil Elon Musks plan om at levere kommerciel transport til Mars være i fare for at mislykkes.

Vedholdenhed vil have et instrument - MOXIE eller Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment - der vil bruge 300 watt strøm til at producere omkring 10 gram ilt ved hjælp af atmosfærisk kuldioxid.

Skulle dette eksperiment lykkes, kan MOXIE skaleres op med en faktor 100 for at give menneskers to meget kritiske behov: ilt til vejrtrækning og raketbrændstof til turen tilbage til Jorden.

Leder efter underjordisk vand på Mars

Perseverance vil bære Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment (RIMFAX). RIMFAX vil levere høj opløsning kortlægning af undergrundsstrukturen på landingsstedet. Instrumentet vil også lede efter underjordisk vand på Mars - hvilket, hvis det findes, i høj grad vil hjælpe sagen for en menneskelig mission eller årsagen til en menneskelig bosættelse på Mars.

dallas lovato instagram

Tester en helikopter til at flyve på Mars

Mars Helikopteren er virkelig en lille drone. Det er et teknologisk demonstrationseksperiment: At teste, om helikopteren kan flyve i den sparsomme atmosfære på Mars.

Marsatmosfærens lave tæthed gør chancerne for rent faktisk at flyve en helikopter eller et fly på Mars meget lave. Langdistancetransport på Mars er nødt til at stole på køretøjer, der er afhængige af raketmotorer til drevet opstigning og drevet nedstigning.

Vi er måske et årti fra to milepæle i udforskningen af ​​Mars: en menneskelig mission til Mars og et afgørende svar på spørgsmålet om, hvorvidt Mars husede – eller stadig huser – mikroskopisk liv. Vedholdenhed forventes at give betydelig indsigt i begge spørgsmål.

Del Med Dine Venner: