Vysvětleno: Proč je Mars pro vědce a dobrodruha, který žije v nás všech, tak zajímavý? - Září 2022

Rover NASA Mars 2020 Perseverance Rover přistál na povrchu Marsu v pátek v časných hodinách. Výsledky experimentů Perseverance budou pravděpodobně definovat příštích několik desetiletí průzkumu Marsu. Vědec z NASA vysvětluje proč a jak.

Perseverance Mars rover, NASA Perseverance, Perseverance rover landing, Perseverance landing, Perseverance landing time, proč speciální mise Perseverance, cíl mise Perseverance, život na Marsu, expresní vysvětlení, indický expresPerseverance je nejpokročilejší, nejdražší a nejsofistikovanější mobilní laboratoř vyslaná na Mars. (Foto: Twitter/ @@NASAPersevere)

Vytrvalost není jen další mise Roveru. Perseverance je nejpokročilejší, nejdražší a nejsofistikovanější mobilní laboratoř vyslaná na Mars. Výsledky experimentů na Perseverance pravděpodobně definují několik příštích desetiletí průzkumu Marsu – určí průběh hledání života a budoucí pilotovanou misi na Mars.





Mars Science za posledních 30 let

Od dob misí první generace v 60. letech jsme ušli velmi dlouhou cestu k pochopení Marsu. Mise Vikingů v polovině sedmdesátých let provedly první chemickou analýzu marťanské půdy a také čtyři biologické experimenty k detekci biologické aktivity. Experimenty nepřinesly žádný přesvědčivý důkaz života.

Na začátku 80. let vědci na základě mineralogického složení a textury hornin předpokládali, že určité meteority mohou mít zdrojovou oblast na Marsu, na rozdíl od pásu asteroidů. V roce 1984 studie ukázala, že izotopové složení vzácných plynů (Xenon, Krypton, Neon a Argon) odpovídá izotopovým poměrům v atmosféře Marsu naměřeným kosmickou lodí Viking. Tento objev poskytl geochemikům způsob, jak studovat marťanské vzorky – a poskytl obrovskou podporu našemu chápání geochemického vývoje Marsu.





Číst|Astrobiologické vozítko Perseverance od NASA historicky přistává na Marsu

Mars byl ve 20. století považován za suchou planetu. To se změnilo v roce 2001, kdy spektrometr gama záření na palubě sondy Mars Odyssey detekoval fascinující vodíkový podpis, který jako by naznačoval přítomnost vodního ledu. Byla tu však nejednoznačnost – bylo to proto, že vodík může být součástí mnoha dalších sloučenin, včetně organických sloučenin.

Aby otestovala přítomnost vody, vyslala NASA v roce 2007 kosmickou loď k přistání poblíž marťanského jižního pólu. Sonda studovala půdu kolem landeru pomocí své robotické paže a byla schopna bez jakýchkoliv nejasností zjistit přítomnost vody na Marsu. poprvé.



První snímek zaslaný roverem Perseverance ukazující povrch Marsu těsně po přistání v kráteru Jezero ve čtvrtek 18. února 2021. (NASA přes AP)

Vozítko Curiosity nese přístroj zvaný SAM (neboli Sample Analysis at Mars), který obsahuje sadu spektrometrů s cílem detekovat organické sloučeniny na Marsu. SAM má hmotnostní spektrometr, který dokáže měřit nejen prvky, ale také izotopy. Tento přístroj učinil fascinující objev organických sloučenin s velkým řetězcem na Marsu. Není známo, jak se tyto organické látky na Marsu tvoří: proces by byl pravděpodobně neživý, ale existuje fascinující možnost, že tak složité molekuly byly vytvořeny procesy souvisejícími se životem.

Mars Insight právě teď vytváří historii sledováním seismické aktivity a tepelného toku na Marsu – to pomůže porozumět složení marťanského nitra.



Expert

Dr Amitabha Ghosh je planetární vědec NASA se sídlem ve Washingtonu DC. Pracoval pro několik misí NASA Mars, počínaje misí Mars Pathfinder v roce 1997. Sloužil jako předseda pracovní skupiny pro vědecké operace pro misi Mars Exploration Rover Mission a více než 10 let byl pověřen vedením taktických operací Roverů na Marsu. Pomohl analyzovat první kámen na Marsu, který byl shodou okolností prvním analyzovaným kamenem z jiné planety.

Trvalá fascinace Marsem

Proč je Mars pro vědce tak zajímavý? A průzkumníkovi-dobrodruhovi v nás všech? Existují dva hlavní důvody.



Za prvé, Mars je planeta, kde se v minulosti mohl vyvíjet život. Život se na Zemi vyvinul před 3,8 miliardami let. Podmínky na raném Marsu zhruba před 4 miliardami let byly velmi podobné podmínkám na Zemi. Měl hustou atmosféru, která umožňovala stabilitu vody na povrchu Marsu. Pokud skutečně byly podmínky na Marsu podobné těm na Zemi, existuje reálná možnost, že se na Marsu vyvinul mikroskopický život.

Za druhé, Mars je jedinou planetou, kterou mohou lidé dlouhodobě navštěvovat nebo obývat. Venuše a Merkur mají extrémní teploty – průměrná teplota je vyšší než 400 stupňů C, tedy vyšší než ve varné troubě. Všechny planety ve vnější sluneční soustavě počínaje Jupiterem jsou vyrobeny z plynu – nikoli silikátů nebo hornin – a jsou velmi chladné. Mars je poměrně pohostinný, pokud jde o teplotu, s přibližným rozsahem mezi 20 stupni C na rovníku až minus 125 stupni C na pólech.



Mise Perseverance na Marsu

Perseverance se zabývá jak kritickými tématy kolem Marsu – hledáním života, tak i lidskou misí na tuto planetu.

Ukázka návratové mise: Je na Marsu život?



Vytrvalost je prvním krokem ve vícestupňovém projektu, jehož cílem je přivést vzorky zpět z Marsu. Studium navrácených vzorků hornin v sofistikovaných laboratořích po celém světě snad poskytne rozhodující odpověď na to, zda na Marsu v minulosti existoval život.

Zde jsou kroky ve vzorovém návratu:

Jako první krok Perseverance odebere vzorky hornin a půdy do 43 zkumavek o velikosti doutníku. Vzorky budou odebrány, kanystry budou uzavřeny a ponechány na zemi.

Druhým krokem je, aby Mars Fetch Rover (poskytovaný Evropskou kosmickou agenturou) přistál, řídil a shromáždil všechny vzorky z různých míst a vrátil se na přistávací modul.

Fetch Rover poté přenese kanystry do Ascent Vehicle. Mars Ascent Vehicle se setká s Orbiterem a poté Orbiter donese vzorky zpět na Zemi.

Tento dlouhodobý projekt se nazývá MSR nebo Mars Sample Return. MSR změní naše chápání evoluční historie Marsu. Pokud bude MSR úspěšně proveden, budeme mít rozumnou odpověď, zda byl na Marsu mikroskopický život.

Ale MSR má svá rizika. Pokud jedna z komponent selže, jako je Fetch Rover nebo Mars Ascent Vehicle, MSR je odsouzeno k záhubě. Skryté riziko je strategické. Za cenu MSR by mohlo být 5-10 misí kosmických lodí do různých částí sluneční soustavy: takže výběrem MSR NASA vylučuje možnost provést tyto další mise.

Také ve Vysvětleno| S Perseverance NASA a čínským Tianwen-1, záplavou misí na Mars

Produkce kyslíku na Marsu: Kritický požadavek

Aby se lidská mise na Mars uskutečnila, musí být náklady přiměřené. Aby byly náklady přiměřené, musí existovat technologie a infrastruktura pro výrobu kyslíku na Marsu za použití surovin dostupných na Marsu.

Bez robustního způsobu výroby kyslíku na Marsu budou lidské mise na Mars velmi drahé a nerealistické. Bez spolehlivého plánu produkce kyslíku na Marsu bude plán Elona Muska poskytovat komerční dopravu na Mars ohrožen neúspěchem.

Perseverance bude mít nástroj – MOXIE, neboli Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment – ​​který bude využívat 300 wattů energie k výrobě asi 10 gramů kyslíku pomocí atmosférického oxidu uhličitého.

Pokud by byl tento experiment úspěšný, MOXIE lze zvětšit o faktor 100, aby zajistil dvě velmi kritické potřeby lidí: kyslík pro dýchání a raketové palivo pro cestu zpět na Zemi.

Hledání podzemní vody na Marsu

Perseverance ponese Radar Imager pro Mars’ Subsurface Experiment (RIMFAX). RIMFAX poskytne mapování podpovrchové struktury v místě přistání ve vysokém rozlišení. Přístroj bude také hledat podpovrchovou vodu na Marsu – což, pokud se najde, velmi pomůže v případě lidské mise nebo příčině lidského osídlení na Marsu.

Testování vrtulníku k letu na Marsu

Mars Helicopter je opravdu malý dron. Jde o technologický demonstrační experiment: otestovat, zda může vrtulník létat v řídké atmosféře na Marsu.

Nízká hustota atmosféry Marsu velmi snižuje pravděpodobnost skutečného letu vrtulníkem nebo letadlem na Marsu. Dálková doprava na Marsu se musí spoléhat na vozidla, která spoléhají na raketové motory pro poháněný výstup a poháněný sestup.

Jsme možná deset let od dvou milníků v průzkumu Marsu: lidské mise na Mars a rozhodující odpovědi na otázku, zda Mars skrýval – nebo stále ukrývá – mikroskopický život. Očekává se, že vytrvalost poskytne významný náhled na obě otázky.