Et nyt papir, der frigives i dag, dokumenterer den første jord, luftfaldsstøv og rockfragmentprøver indsamlet af NASA for tilbagevenden fra Mars. University of Nevada, Las Vegas Astrobiologist, der leder prøven for udvælgelse af eksemplet, diskuterer, hvad prøverne hidtil afslører.
Papiret offentliggøres i Journal of Geophysical Research: Planeter.
Til dato er de eneste genstande fra Mars, som mennesker besidder, meteoritter, der styrter ned her på jorden. Takket være NASAs Mars 2020 Perverance Rover -mission er forskere for første gang i historien i stand til at hente håndplukkede prøver – der spænder fra klippekerner i størrelsen på et stykke tavle kridt, til samlinger af fragmenterede klipper af sand eller støv, der kunne passe på spidsen af en nål.
Percy, som Rover får tilnavnet, lanceret fra Cape Canaveral, Fla. I juli 2020, og ankom i februar 2021 på Jezero Crater-en 28 km bred tidligere søbundet valgt til sit potentiale til at hjælpe forskere med at forstå historien om Mars’s våde fortid . Den årelange mission søger at afgøre, om Mars nogensinde støttede livet, forstå processerne og historien om Mars’s klima, udforske oprindelsen og udviklingen af Mars som et geologisk system og forberede sig på menneskelig efterforskning.
Prøverne er i øjeblikket beregnet til tilbagevenden til Jorden engang i midten af slutningen af 2030’erne. I mellemtiden har NASA hidtil indsamlet 28 af missionens mål på 43 prøver.
“Prøverne vil hjælpe os med at lære mere om Mars, men de kan også hjælpe os undersøger interaktioner mellem vand og mineraler.
Hun er medlem af NASA MARS -prøveturet -teamet, der hjælper med at bestemme, hvilke eksemplarer Rover, der vil bringe tilbage til Jorden til inspektion af kraftfuldt laboratorieudstyr, der er for stort til at sende til Mars. Hun er også hovedforfatter af den nye forskningsartikel.
“Der er mange muligheder for spinoff -teknologier, der bruges til rumforskning, som derefter kan bruges på jorden,” tilføjede Hausrath. “Og en af de største fordele, vi får fra rumprogrammet, er, at det er spændende for studerende og børn og kan hjælpe med at tiltrække mennesker til videnskab – vi har brug for alle de fremtidige forskere til at hjælpe med videnskabsemner som disse og andre.”
Projektet opfylder en årtiers lang drøm for Hausrath, der blev forelsket i Mars, mens hun forfulgte sin ph.d. og samarbejdede med en rådgiver for at skrive et forslag om at arbejde med data fra NASAs ånd og muligheder Rovers.
“Dette var et af mine karrieremål i lang tid for at kunne tjene på en Mars -mission, så jeg var virkelig begejstret over at have denne mulighed,” sagde Hausrath. “Det er virkelig bare utroligt detaljeringsniveauet og præcisionen, som udholdenhedsrosen har. At få dataene tilbage og være i stand til at målrette mod et specifikt klippe eller jordområde og være i stand til at tage målinger og dechiffrere oplysninger fra en lille prøve eller pletter af støv på en anden planet er bare sindssygende. “
Hvorfor forskere bryder sig
I modsætning til Jorden har Mars ikke pladetektonik, der konstant skifter og vipper planetens overflade. I lighed med den måde, som forskere studerer et træs ringe eller undersøger en hules stalaktitter for historiske klimamønsterændringer, er forskere i stand til at hente oplysninger om Mars ‘4 milliarder år gamle eksistens ved at bruge Rover’s instrumenter til at kerne klipper og grave jordprøver til ledetråde til Mars’s historie, inklusive mulige tegn på tidligere liv.
Undersøgelse af klippernes geokemi og luftfaldsstøv har også potentialet til at kaste lys over, hvordan Mars’s klima opvarmes og afkøles og dets relative temperatur. Disse oplysninger kan også tipse, hvordan planeten dannede, afslører ledetråde om det tidlige solsystem og hjælper med at finde ud af tidsperioden, hvor livet opstod på jorden.
“I den tidlige Mars -historie antages planeten at have været varmere og havde flydende vand, hvilket er meget anderledes end dets nuværende miljø, som er meget blæsende, tørt og koldt,” sagde Hausrath. “Jeg er virkelig interesseret i vand, og hvilke slags miljøer der kan være beboelige. Og især Mars ligner meget jord på mange måder. Hvis der var tidligere liv på Mars, kan vi muligvis se underskrifter af det “
Missionen fungerer også som en de facto spejdermission, der kan låse ledetråde op om lighederne eller udfordringerne, som mennesker måtte stå over for under fremtidige ture til den røde planet. For at fremhæve vigtigheden af Recon fortalte Hausrath oplevelsen af de første astronauter på månen.
“Lunar Regolith er faktisk virkelig skarp, så den skærer huller i astronauternes rumdragter, hvilket er noget, som videnskabsmænd ikke havde forventet,” sagde hun. “Der er meget støv og sand på Mars’s overflade, og at bringe prøver tilbage er af stor interesse og værdi for forskere for at finde ud af, hvordan fremtidige menneskelige astronauter kunne interagere med, at partiklerne hvirvler i luften eller potentielt bruger dem til byggematerialer.”
Hvordan rover fungerer
Percy kan prale af en cache af futuristiske instrumenter, som forskere kan manipulere fra millioner af miles væk. Det kan måle kemi og mineralogi ved at skyde en laser fra en afstand af flere meter. Det har nærhedsinstrumenter, der kan måle fine skalaelementer. Forskere bruger Rover’s hjul til at lave skyttegrave, så de kan se under planetens overflade. Videnskab, ingeniørarbejde og navigationskameraer transporterer billeder tilbage til jorden.
“Det er som et videospil at se disse billeder af Mars tæt på,” sagde Hausrath. “Du kan zoome ind, se klipperne og jorden, vælge et sted at måle, finde ud af kemi og mineralogi af en bestemt klippe – det er bare utroligt, at vi er i stand til at gøre disse ting, der ser ud som om de er ude af science fiction. “
Hausrath er en af holdets taktiske videnskabsledere. Under daglige møder samarbejder medlemmerne om instruktioner om at sende tilbage til roveren til indsamling.
“Der er nogle instrumenter, der bare ikke kan miniaturiseres og sendes til Mars,” sagde Hausrath, “så når prøverne er tilbage på jorden, har vi meget finere opløsning, være i stand til at måle mindre mængder af hver af prøverne Og med højere præcision og se på ting som sporemetaller og isotoper. “
Indtil da afholdes prøverne på Mars i små rør og opbevares enten på roveren eller på de tre gafler depot, et skår af fladt grund nær basen af et gammelt floddelta, der blev dannet for længe siden, da det flydede ind i et Lake på planetens Jezero -krater. Forskere har kortlagt et kompliceret layout, så prøverne kan findes, selvom de er begravet under lag af støv.
Til sidst hentes de af en robotlander, der bruger en robotarm til omhyggeligt at plukke rørene i en indeslutningskapsel ombord på en lille raket, der vil sende dem til endnu et rumfartøj til den lange tur hjem til Jorden.
Hvad klipperne afslører
På jorden findes livet næsten overalt der er vand. Percy -teamet er på en mission for at finde ud af, om det samme var tilfældet for Mars for milliarder for år siden, da planetens klima var meget mere som vores. Klipp- og jordprøverne trækkes fra det engang vandrige Jezero-krater såvel som kraterkanten-et skårbelastet med lermineraler, der er resultatet af interaktion mellem klippevand og ligner jord på jorden.
Indtil prøverne er tilbage på jorden, kan forskere ikke sige med sikkerhed, om de indeholder spor af mikroorganismer, der måske en gang har trives på den røde planet. Men indtil videre er der stærke indikatorer for, at der styrker tidligere forudsigelser om vand, der flyder frit på Mars for 2 milliarder dollars år siden.
Percys kameraer viser, at overfladeskorpen adskiller sig fra jorden nedenfor, med større småsten på toppen mod finere korn under overfladen. Nogle partikler er grove og forvitrede, bevis for, at de sandsynligvis rørte ved vand og dermed er et tegn på beboelige miljøer i fortiden. Atmosfæriske målinger giver tegn på nylige processer, der sandsynligvis inklusive vanddamp i dannelse af jordskorpe.
Bundgrunden er rigelig med olivin, et mineral, der også findes i Mars -meteoritter. Olivin kan gennemgå serpentinisering – en proces, der opstår, når olivin interagerer med vand og varme – hvilket på jorden indikerer potentialet for beboelighed.
Men måske er det mest spændende fund (og en af Hausraths personlige favoritter) en klippe med “leopardpletter” tilnavnet “Cheyava Falls” efter et Grand Canyon -vandfald. Klippen indeholder fosfat, som er af interesse for forskere, fordi det er en vigtig byggesten til liv på jorden – fra energimetabolisme og cellemembraner til DNA og RNA.
Analyse fortsætter. NASA -teamet ser frem til at samarbejde med Det Europæiske Space Agency (ESA), der planlægger at lancere sin Rover, Rosalind Franklin, i 2028. Det vil transportere udstyr til Mars, der er i stand til at bore 200 cm under overfladen – meget dybere end Percy’s 4–6 cm bore.
“Det ville sandsynligvis komme under virkningerne af stråling, så vi ville være i stand til at se ting, vi ikke har set før potentielt, hvis der var spor af organiske molekyler i fortiden på Mars,” sagde Hausrath.
Rejsen hjem
NASA, i partnerskab med ESA, er i øjeblikket beregnet til at bringe eksemplarrørene hjem engang mellem 2035 og 2039. Når prøverne krydser tilbage i Jordens bane, vil deres første stop være en modtagelsesfacilitet, hvor de vil blive inspiceret omhyggeligt for at afgøre, om de ‘er sikker til frigivelse til forskere. Den samlede cache af 43 sten- og jordprøver vil omfatte fem vidnerør til test for potentiel forurening.
“Planetarisk beskyttelse er øverst på sindet for missionen – at gøre sikker på, at Mars er beskyttet mod os, og at vi også er beskyttet potentielt mod Mars,” sagde Hausrath. “Målet er at opretholde sikkerheden fra prøverne, hvis der er nogen bekymringer for menneskelige farer og også forhindre forurening i at påvirke prøverne.”
Efter godkendelse, sagde hun, vil forskere over hele verden være i stand til at anmode om stykker af disse “internationale skatte” til undersøgelse, svarende til det aktuelle program til adgang til Mars Meteorites.
“En af de virkelig seje ting ved missionen er, at det er så internationalt, og prøverne er virkelig en global indsats,” sagde Hausrath. “Det er virkelig godt for os at arbejde sammen for at bringe disse prøver tilbage til dette mål, der gavner os alle.”