Ipinaliwanag: Bakit kawili-wili ang Mars sa mga siyentipiko, at ang adventurer na naninirahan sa ating lahat?

Ang Mars 2020 Perseverance Rover ng NASA ay bumagsak sa ibabaw ng Martian sa mga unang oras ng Biyernes. Ang mga resulta ng mga eksperimento ng Perseverance ay malamang na tutukuyin ang susunod na dalawang dekada ng paggalugad sa Mars. Ipinapaliwanag ng isang NASA scientist kung bakit at paano.

Ang pagtitiyaga ay ang pinaka-advanced, pinakamahal at pinaka-sopistikadong mobile laboratory na ipinadala sa Mars. (Larawan: Twitter/ @@NASAPersevere)

Ang pagtitiyaga ay hindi lamang isa pang Rover Mission. Ang pagtitiyaga ay ang pinaka-advanced, pinakamahal at pinaka-sopistikadong mobile laboratory na ipinadala sa Mars. Ang mga resulta ng mga eksperimento sa Pagtitiyaga ay malamang na tutukuyin ang susunod na dalawang dekada ng paggalugad sa Mars - ito ay tutukuyin ang kurso ng paghahanap ng buhay at isang hinaharap na misyon sa Mars.

Mars Science sa nakalipas na 30 taon

Malayo na ang narating natin sa pag-unawa sa Mars mula sa panahon ng mga unang henerasyong misyon noong 1960s. Ang mga misyon ng Viking noong kalagitnaan ng dekada setenta ay nagsagawa ng unang pagsusuri sa kemikal ng lupa ng Martian, pati na rin ang apat na mga eksperimento sa biology upang makita ang biological na aktibidad. Ang mga eksperimento ay hindi nagbunga ng anumang katibayan ng buhay.

Noong unang bahagi ng 1980s, ang mga siyentipiko ay nag-hypothesis, batay sa mineralogic composition at rock texture, na ang ilang meteorite ay maaaring may pinagmulang rehiyon sa Mars, kabaligtaran sa asteroid belt. Noong 1984, ipinakita ng isang pag-aaral na ang isotopic na komposisyon ng mga bihirang gas (Xenon, Krypton, Neon at Argon) ay tumugma sa isotopic ratios ng kapaligiran ng Martian na sinusukat ng Viking spacecraft. Ang pagtuklas na ito ay nagbigay ng paraan para pag-aralan ng mga geochemist ang mga sample ng Martian - at nagbigay ng malaking tulong sa aming pag-unawa sa geochemical evolution ng Mars.

Ang Mars ay itinuturing na isang tuyong planeta noong ika-20 siglo. Nagbago ito noong 2001, nang ang Gamma Ray Spectrometer na sakay ng Mars Odyssey spacecraft ay nakakita ng isang kamangha-manghang hydrogen signature na tila nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng tubig na yelo. Ngunit nagkaroon ng kalabuan - ito ay dahil ang hydrogen ay maaaring maging bahagi din ng maraming iba pang mga compound, kabilang ang mga organikong compound.

Upang subukan ang pagkakaroon ng tubig, nagpadala ang NASA ng isang spacecraft na dumaong malapit sa Martian South Pole noong 2007. Pinag-aralan ng spacecraft ang lupa sa paligid ng lander gamit ang robotic na braso nito at nagawang itatag, nang walang anumang kalabuan, ang pagkakaroon ng tubig sa Mars sa unang pagkakataon.

Ang unang larawang ipinadala ng Perseverance rover na nagpapakita sa ibabaw ng Mars, pagkarating lamang sa bunganga ng Jezero, noong Huwebes, Peb. 18, 2021. (NASA sa pamamagitan ng AP)

Ang Curiosity rover ay may dalang instrumento na tinatawag na SAM (o Sample Analysis at Mars), na naglalaman ng isang hanay ng mga spectrometer na may layuning maka-detect ng mga organic compound sa Mars. Ang SAM ay may mass spectrometer na maaaring sukatin hindi lamang ang mga elemento, kundi pati na rin ang mga isotopes. Ang instrumento na ito ay nakagawa ng kamangha-manghang pagtuklas ng malalaking chain organic compound sa Mars. Hindi alam kung paano nabubuo ang mga organikong ito sa Mars: ang proseso ay malamang na walang buhay, ngunit mayroong isang kamangha-manghang posibilidad na ang mga kumplikadong molekula ay nabuo sa pamamagitan ng mga prosesong nauugnay sa buhay.

Lumilikha ang Mars Insight ng kasaysayan sa ngayon, sa pamamagitan ng pagsubaybay sa aktibidad ng seismic at daloy ng init sa Mars - makakatulong ito na maunawaan ang komposisyon ng interior ng Martian.

Si Dr Amitabha Ghosh ay isang NASA Planetary Scientist na nakabase sa Washington DC. Nagtrabaho siya para sa maraming NASA Mars Missions simula sa Mars Pathfinder Mission noong 1997. Naglingkod siya bilang Chair ng Science Operations Working Group para sa Mars Exploration Rover Mission, at naatasang manguna sa tactical Rover Operations sa Mars nang higit sa 10 taon. Tumulong siya sa pag-analisa ng unang bato sa Mars, na nagkataon na naging unang batong nasuri mula sa ibang planeta.

Ang pangmatagalang pagkahumaling kay Mars

Bakit kawili-wili ang Mars sa mga siyentipiko? At sa explorer-adventurer sa ating lahat? Mayroong dalawang pangunahing dahilan.

Una, ang Mars ay isang planeta kung saan maaaring nag-evolve ang buhay sa nakaraan. Nag-evolve ang buhay sa Earth 3.8 billion years ago. Ang mga kondisyon sa unang bahagi ng Mars humigit-kumulang 4 na bilyong taon na ang nakalilipas ay halos kapareho ng sa Earth. Mayroon itong makapal na kapaligiran, na nagbigay-daan sa katatagan ng tubig sa ibabaw ng Mars. Kung ang mga kondisyon sa Mars ay katulad ng sa Earth, mayroong isang tunay na posibilidad na ang microscopic na buhay ay umunlad sa Mars.

Pangalawa, ang Mars ay ang tanging planeta na maaaring bisitahin o tirahan ng mga tao sa mahabang panahon. Ang Venus at Mercury ay may matinding temperatura - ang average na temperatura ay mas mataas sa 400 degree C, o mas mainit kaysa sa isang cooking oven. Ang lahat ng mga planeta sa panlabas na solar system na nagsisimula sa Jupiter ay gawa sa gas - hindi silicates o bato - at napakalamig. Ang Mars ay medyo mapagpatuloy sa mga tuntunin ng temperatura, na may tinatayang saklaw sa pagitan ng 20 degrees C sa Equator hanggang sa minus 125 degrees C sa mga pole.

Ang misyon ng Pagtitiyaga sa Mars

Tinutugunan ng pagtitiyaga ang parehong mga kritikal na tema sa paligid ng Mars - ang paghahanap ng buhay, at isang misyon ng tao sa planetang iyon.

Sample Return Mission: May buhay ba sa Mars?

Ang pagtitiyaga ay ang unang hakbang sa isang multi-step na proyekto upang maibalik ang mga sample mula sa Mars. Ang pag-aaral ng ibinalik na mga sample ng bato sa mga sopistikadong laboratoryo sa buong mundo ay inaasahang magbibigay ng tiyak na sagot sa kung may buhay sa Mars noong nakaraan.

Narito ang mga hakbang sa Sample Return:

Bilang unang hakbang, ang Pagtitiyaga ay mangongolekta ng mga sample ng bato at lupa sa 43 mga tubo na kasing laki ng tabako. Ang mga sample ay kokolektahin, ang mga canister ay tatatakan, at iiwan sa lupa.

Ang ikalawang hakbang ay para sa isang Mars Fetch Rover (na ibinigay ng European Space Agency) na mapunta, magmaneho, at mangolekta ng lahat ng mga sample mula sa iba't ibang lokasyon, at bumalik sa lander.

Ililipat ng Fetch Rover ang mga canister sa Ascent Vehicle. Ang Mars Ascent Vehicle ay makikipagtagpo sa isang Orbiter pagkatapos ay dadalhin ng Orbiter ang mga sample pabalik sa Earth.

Ang pangmatagalang proyektong ito ay tinatawag na MSR o Mars Sample Return. Babaguhin ng MSR ang ating pag-unawa sa kasaysayan ng ebolusyon ng Mars. Kung matagumpay na naisakatuparan ang MSR, magkakaroon tayo ng makatwirang sagot kung mayroong microscopic na buhay sa Mars.

Ngunit ang MSR ay may mga panganib nito. Kung nabigo ang isa sa mga bahagi, tulad ng Fetch Rover o Mars Ascent Vehicle, tiyak na mapapahamak ang MSR. Ang isang nakatagong panganib ay estratehiko. Sa halaga ng MSR, maaaring mayroong 5-10 na mga misyon ng spacecraft sa iba't ibang bahagi ng solar system: kaya samakatuwid, sa pamamagitan ng pagpili sa MSR, hinuhuli ng NASA ang opsyon na gawin ang iba pang mga misyon.

Paggawa ng oxygen sa Mars: Isang kritikal na kinakailangan

Para matupad ang misyon ng tao sa Mars, kailangang makatwiran ang gastos. Para maging makatwiran ang mga gastos, kailangang mayroong teknolohiya at imprastraktura sa lugar upang gumawa ng oxygen sa Mars gamit ang mga hilaw na materyales na magagamit sa Mars.

Kung walang matatag na paraan sa paggawa ng oxygen sa Mars, ang mga misyon ng tao sa Mars ay magiging napakamahal, at hindi makatotohanan. Kung walang maaasahang plano sa produksyon ng oxygen sa Mars, ang plano ni Elon Musk na magbigay ng komersyal na transportasyon sa Mars ay nasa panganib na mabigo.

Ang pagtitiyaga ay magkakaroon ng instrumento - MOXIE, o Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment - na gagamit ng 300 watts ng kapangyarihan upang makagawa ng humigit-kumulang 10 gramo ng oxygen gamit ang atmospheric carbon dioxide.

Sakaling maging matagumpay ang eksperimentong ito, maaaring palakihin ang MOXIE ng 100 factor para maibigay ang dalawang napakahalagang pangangailangan ng mga tao: oxygen para sa paghinga, at rocket fuel para sa paglalakbay pabalik sa Earth.

Naghahanap ng tubig sa ilalim ng lupa sa Mars

Ang pagtitiyaga ay magdadala ng Radar Imager para sa Mars’ Subsurface Experiment (RIMFAX). Magbibigay ang RIMFAX ng mataas na resolution na pagmamapa ng istraktura sa ilalim ng ibabaw sa landing site. Hahanapin din ng instrumento ang tubig sa ilalim ng lupa sa Mars - na, kung masusumpungan, ay lubos na makakatulong sa kaso para sa isang misyon ng tao o ang sanhi ng isang pag-areglo ng tao sa Mars.

Pagsubok ng helicopter para lumipad sa Mars

Ang Mars Helicopter ay talagang isang maliit na drone. Isa itong eksperimento sa pagpapakita ng teknolohiya: upang subukan kung ang helicopter ay maaaring lumipad sa kalat-kalat na kapaligiran sa Mars.

Dahil sa mababang density ng kapaligiran ng Martian, napakababa ng posibilidad na aktwal na magpalipad ng helicopter o sasakyang panghimpapawid sa Mars. Ang malayuang transportasyon sa Mars ay kailangang umasa sa mga sasakyang umaasa sa mga rocket engine para sa pinapatakbong pag-akyat at pinapagana ng pagbaba.

Marahil ay isang dekada na tayo mula sa dalawang milestone sa paggalugad ng Mars: isang misyon ng tao sa Mars, at isang mapagpasyang sagot sa tanong kung ang Mars ba ay nagkukubli - o nagkukubli pa rin - ng mikroskopikong buhay. Ang pagtitiyaga ay inaasahang magbibigay ng makabuluhang pananaw sa parehong mga katanungan.

Ibahagi Sa Iyong Mga Kaibigan: