Astronautika: misije

Još od 70-ih nije bilo toliko uzoraka raznog kamenja iz kosmosa koje će završiti na Zemlji. Ove godine, Kina, Japan i Amerika će nas počastiti misije za uzimanje uzoraka, pokupljenih sa obližnjeg asteroida, sa Meseca i na kraju sa Marsa.

20200615 sample return missions in 2020 infographic f840
Prikaz misija za donošenje uzoraka koje su aktivne (i biće aktivne) tokom 2020.

Zašto Sample Return?

Sposobnost autonomnih deep-space robota napreduje u velikim skokovima svake decenije, pa se postavlja pitanje zašto je uopšte potrebno proučavati uzorke ovde na Zemlji? Tri su glavna razloga za to. Prvo, mnoge važne vrste laboratorijskih analiza još uvek je nemoguće provesti u svemiru ili se ne mogu obavljati vrlo precizno. Naučnici žele da analiziraju elementarni i izotopski sastav kako bi utvrdili poreklo i starost stena[1]. Nijedna od ovih vrsta analiza ne može da se obavlja sa Zemlje, jer se potrebni instrumenti još uvek ne mogu da naprave dovoljno malim, dovoljno robusnim i s dovoljno potrebne snage za kosmički let.

Drugo, uzorci će omogućiti naučnicima da pokušaju da reprodukuju tuđe rezultate. Ponovljivost je ključni element svake naučne metode; što je rezultat iznenađujući, to je važnije pokazati njegovu ponovljivost (valjda postoji takva reč). Međutim, analize sprovedene u kosmosu jednim instrumentom na jednoj kosmičkoj letilici nisu ponovljive. Nasin rover 'Perseverance', koji kreće na Mars krajem jula ili početkom avgusta, pokušaće da pronađe biomarkere u Marsovim stenama, ali nije moguće bez razumne sumnje dokazati postojanje života na Marsu, a da eksperiment nije ponovljen na više od 1 instrumenta u više od 1 laboratorije.

Treće, posedovanje materijala na Zemlji znači da će u narednim decenijama – kako se naučnicima budu nametala nova pitanja, budu pokretani novi eksperimenti i nove analize – uzorkovan materijal i dalje biti dostupan za istraživanje. Uzorci američkih 'Apolla' i sovjetskih 'Luna' iz šezdesetih i sedamdesetih još uvek proizvode vrednu nauku više od 50 godina nakon što je sa Meseca donešen poslednji kamen.

Uzorkovanje asteroida

Japanska misija 'Hayabusa 2' je 22. februara i 11. jula 2019. prikupila uzorke sa asteroida Ryugu i svaki uzorak pohranila u posebne komore. Tim misije veruje i nada se da je prikupio najmanje 300 miligrama materijala a verovatno i više. 'Hayabusa 2' se trenutno vraća na Zemlju sa svojim dragocenim teretom, na putu za sletanje u australijsku pustinju krajem 2020. godine.

Na temelju slika koje je poslao 'Hayabusin' lender MASCOT nemačkog proizvođača, naučnici veruju da će kanistar sa uzorcima da sadržava materijal i eventualno gasove sačuvane od ranih dana Sunčevog sistema, kondenzovane iz prašnjavog diska od koga su vremenom nastale planete. Naučnici će usporediti hemijski sastav uzoraka sa stenama sa Zemlje i Meseca, nastojeći da shvate faktore o Zemljinom poreklu, poput toga jesu li asteroidi igrali ulogu u transportu vode na Zemlju.

20200615 tagsam noscalebar f840
Nasina sonda OSIRIS-REx je napravila ovu sliku svoje ruke za uzimanje uzoraka, TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism), tokom lebdenja iznad asteroida Bennu za vreme uzimanja uzoraka 14. aprila 2020. Kružna glava TAGSAM-a ima prečnik od 30 cm; kamen sa najdužom senkom sa TAGSAM-ove leve strane ima prečnik manji od 2 metra.

U međuvremenu, na asteroidu Bennu, OSIRIS-REx vrši kratke prelete malom brzinom iznad odabranih mesta za svoj tačdaun. Preleti će pripremiti detaljan set mapa koje će sonda da koristi, jer će autonomno prikupljanje uzoraka uslediti krajem ovog avgusta. Zanimljivo je da Bennu izgleda slično kao Ryugu; biće fascinantno da napokon vidimo Bennua izbliza kako bi uporedili njegovu površinu s Ryuginom. Pravi rezultat će uslediti kada uzorci stignu na Zemlju, a naučnici ih uporede s onima koje je donela 'Hayabusa 2'. I Ryugu i Bennu su asteroidi bogati ugljenikom, a ugljenik je ključni sastojak života kakvog znamo. Hoće li oni ispričati istu priču o nastanku Sunčevog sistema ili će njihove priče biti drugačije i zbunjujuće, usrećujući naša predviđanja? Samo će vreme to pokazati. Uzorci OSIRIS-RExa pašće na tlo Utaha 2023. godine.

Zašto ponovo uzorci sa Meseca?

Svaka lokacija sa koje je uzet uzorak sa Meseca:

20200615 map of lunar sample sites2 f840

Pošto već imamo 382 kilograma Mesečevog materijala koji su doneli astronauti 'Apolla', šta će nam još? Glavni razlog je taj što uzorci koji nisu reprezentativni za čitav Mesec i ne mogu da pruže tragove nekim vrlo važnim misterijama[2].

'Apollo' misije su imale strogo ograničena mesta na koja su mogle da sleću, jer za sigurno vraćanje teških brodova s posadama na Zemlju bile su potrebne lokacije u blizini ekvatora. Da bismo bolje razumjeli lunarnu hronologiju, moramo da dobijemo uzorke sa šireg broja lokacija.

Kineska misija za uzimanje uzoraka 'Chang'e-5', planirana za kraj ove godine, sletiće u Oceanus Procellarum, krajnje severno i zapadnije od svih 'Apollo' lokacija u regiji u kojoj su skorašnji tokovi lave prekrili materijal iz udarnog kratera Imbrium. Procellarum je jedan od najvažnijih ciljeva lunarne naučne zajednice za buduće samplovanje, jer sadrži neke od najmlađih vulkanskih stena na Mesecu.

Istorija sudara u unutarnjem Sunčevom sistemu najbolje je sačuvana na Mesecu, što ga čini standardom po kojem pokušavamo da određujemo vreme na drugim planetama. Dakle, dobivanje uzorka iz Procellaruma i fiksiranje broja najmlađih velikih tokova lave na Mesecu pomoći će nam da uspostavimo vreme sličnih događaja na Merkuru, Zemlji i Marsu.

Napokon, Mars Sample Returning

rover
'Upornost' sa uzorcima na površini. NASA-in rover 'Perseverance' sačuvaće uzorke stena i tla u zapečaćenim epruvetama na površini planete kako bi ih drugi pokupili u budućnosti, kao što se vidi na slici. Buduće misije moraju da pronađu, sakupe i odnesu uzorke na Zemlju. 
ANIMACIJA

Nasin rover 'Perseverance', koji će biti lansiran tokom nastupajućeg letnjeg lansirnog prozora, bušilicom će obezbediti Marsove uzorke i smestiti ih u hermetički zatvorene cevi za kasnije pronalaženje. NASA i Evropska kosmička agencija (ESA) su napravili dogovor o budućim misijama kako bi otišli na Mars i nabavili uzorke.

'Perseverance' će prikupljati uzorke iz kratera Jezero. Pre nekoliko milijardi godina, jezero se obrušilo unutar Jezera. Jezero je napunila reka koja je na dnu jezera izgradila taložen sedimentni oblik, nazvan delta. Nekada pod vodom, delta sada stoji visoko iznad dna kratera. Dugo nakon što je nestalo vode, rastopljene stene su tekle na dno kratera iz obližnjih vulkana, učvršćujući se u sloj vulkanskih stena koji se spustio do delte, ali je nije prekrio u potpunosti.

Prilikom uzorkovanja, tim 'Perseverancea' će se usredsrediti na deltu stene koje su mogle da sačuvaju biomarkere (fizičke ili hemijske indikatore davno izumrlih životnih oblika) i informacije o atmosferskoj hemiji i klimi koje su prevladavale tokom njihovog stvaranja. Takođe će uzorkovati stene lave koje su nastale nakon što je prestala vodena aktivnost. Na Zemlji, naučnici mogu da pomoću izotopskih odnosa odrede apsolutnu starost Jezerovih stena. Ta informacija, u kombinaciji s klimatskom hemijom, pomoći će nam da shvatimo kada je Mars prešao iz toplog, vodenog sveta u hladnu, suvu pustinju. To će nam zauzvrat reći koliko dugo života je moglo da postoji na planeti.

20200623 mars sample return infographic f840
Plan dve agencije za uzimanje uzoraka.

Pod pretpostavkom da misije za donošenje 'Perseveranceovih' uzoraka na Zemlju budu financirane kako je planirano, 2 lansiranja bi ciljala Mars 2026. Prvo bi uključivalo lender, mali rover i lansirni sistem koji će zajedno sletiti u blizini 'Perseverancea' 2028. Rover bi pokupio uzorke koje je pripremio 'Perseverance', doneo ih do landera i smestio u kapsulu unutar rakete. (Zbog redundantnosti, 'Perseverance' će moći da donese uzorke i direktno do landera.) Raketa bi lansirala uzorke u Marsovu orbitu.

Druga misija bio bi Marsov orbiter koji bi stigao 2027. Podržavao bi telekomunikacije za 'Perseverancea', lander i mali rover. Jednom kada kapsula s uzorcima bude lansirana, orbiter će je locirati i pristati pored nje, smjestiti je u povratnu kapsulu, a zatim je pustiti natrag za svoj put na Zemlju. Ako sve ide po planu, uzorci bi stigli 2031. godine.

20200615 earth return mars sample container f840
PROTOTIP POVRATNI KONTEJNER ZA UZORKE MARSA. Ova slika prikazuje prototip 'Perseveranceovog' kontejnera koji će nositi uzorke s Marsa na Zemlju. Jednom kada bude lansiran u orbitu Marsa, kontejner će pokupiti orbitirani satelit, odneti ga do Zemlje i uputiti ga kroz Zemljinu atmosferu na tlo radi pronalaženja.

Ove godine se u Americi slavi 40-godišnjica Planetarnog društva. Suosnivač društva, Louis Friedman, često je pričao da, bez obzira na to koja je godina, NASA uvek planira misiju za donošenje uzoraka sa Marsa 20 godina u budućnosti. Napokon se čini da je taj horizont blizu.

tragovi
'Za sada nema tragova života...'

 

[1] Ja se naravno ne slažem jer ne verujem u toliku filantropiju, već sam pristalica utilitarističke teorije razvoja nauke, naročito kosmosa.{Čitam uzgredan podatak da je 100 najbogatijih Njujorčana tokom kovid-krize ućarilo nekako ukupno $500 milijardi! Ne pišu detalji.}

[2] Ameri pripremaju ekonomsko rudarenje na Mesecu (Trump je nedavno nešto nabacio) i pomno prave mape rudnog bogatstva i debljine slojeva.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži