3 zemlje i 4 misije za donošenje uzoraka iz kosmosa
Ovo je izuzetno značajna godina za misije prikupljanja uzoraka. Još od 70-ih godina prošlog veka nije toliko investirano u donošenje prašine i kamenja iz kosmosa. Ove godine, Kina, Japan i SAD imaju kosmičke misije koje su trenutno u toku, a služe za uzoraka sa obližnjih asteroida, sa Meseca, i na kraju s Marsa.
Misije za donošenje uzoraka aktivne 2020. Ova infografika prikazuje sve trenutno aktivne misije za donošenje uzoraka koje će najverovatnije biti aktivne čitave ove godine.
ZAŠTO SE DONOSE UZORCI?
Sposobnost autonomnih deep space robota ubrzano napreduje iz decenije u deceniju, pa zašto je onda još uvek potrebno proučavati uzorke ovde na Zemlji? Postoje 3 glavna razloga. Prvo, mnoge važne laboratorijske analize se još uvek ne mogu izvesti u svemiru ili se bar ne mogu izvršiti dovoljno precizno. Naučnici bi želeli da analiziraju elementarni i izotopski sastav kako bi utvrdili poreklo i starost stena. Nijedna od ovih analiza se ne može izvesti izvan Zemlje jer se potrebni instrumenti još uvek ne mogu da proizvedu dovoljno mali, dovoljno robusni i s dovoljno niskim potrebama za strujom tokom kosmičkih letova.
Drugo, uzorci bi naučnicima omogućili da ponavljaju tuđe rezultate. Ponovljivost je osnovni element naučne metode; što je iznenađujući rezultat, to je važnije pokazati njegovu ponovljivost. Međutim, analize izvedene u kosmosu samo jednim instrumentom na jednoj kosmičkoj letilici nisu ponovljive. NASA-in rover 'Perseverance', koji je krajem jula lansiran ka Marsu, pokušaće da pronađe biomarkere u Marsovim stenama, ali neće biti moguće van razumne sumnje dokazati postojanje života na Marsu a da se eksperiment ne reprodukuje sa više od jednim instrumentom u više od jedne laboratorije.
Treće, posedovanje materijala na Zemlji znači da će u sledećim decenijama – dok naučnici smišljaju nova pitanja koja će postavljati, nove eksperimente i nove tehnike analiza – uzorkovani materijal i dalje biti dostupan za istraživanje. Uzorci američkih 'Apolla' i sovjetskih 'Luna' iz 60-ih i 70-ih još uvek daju vredna naučna saznanja, preko 50 godina nakon što je poslednji kamen donešen sa Meseca.
UZORKOVANJE ASTEROIDA
Japanska misija 'Hayabusa 2' uzela je uzorke asteroida Ryugu 22. februara i 11. jula 2019, pohranjujući svaki od njih u zasebnu komoru. Tim misije veruje da su uspeli da prikupe najmanje 300 miligrama materijala, a verojatno i više. 'Hayabusa 2' se sada vraća na Zemlju sa svojim dragocenim teretom, na putu za sletanje u australsku pustinju Vumeru krajem 2020. godine.
Na temelju slika koje je poslao 'Hayabusin' lender MASCOT napravljen u Nemačkoj, naučnici veruju da će termos s uzorcima sadržavati materijal i moguće gasove sačuvane iz vremena prvih dana Sunčevog sistema, kondenzovane iz prašnjavog diska koji je na kraju postao planeta. Naučnici će uporediti hemijski sastav ovih uzoraka sa Zemljinim i Mesečevim stenama, nastojeći da razumeju faktore o podreklu Zemlje, poput toga jesu li asteroidi igrali ulogu u donošenju vode na Zemlju.
Ovo nije neki šut već površina astreroida (101955) Bennu tokom uzimanja uzoraka. To je uradila Nasina sonda OSIRIS-REx 14. aprila 2020. Sliku je načinila kamera sa ruke za uzimanje uzoraka TAGSAM (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism), dok je sonda lebdela na oko 70 metara u tom trenutku. Kružna glava TAGSAM-a ima prečnik 30 cm, a a stena sa najvećom senkom s jeve straje od TAGSAM-a ima visinub manju od 2 metra.
Prvo probni pokušaj sletanja izveden je 15. aprila 2020. (slika levo) kada je sonda sletela na 65 m iznad mesta nazvanog Nightingale, a onda je izveden još jedan trening 11. avgusta, kada je brod spušten na samo 40 m visine.
U međuvremenu, na asteroidu Bennu, OSIRIS-REx izvodi kratke prelete iznad odabranog mesta svog sletanja[1]. Preleti će omogućiti stvaranje detaljnog seta mapa koje će svemirska sonda koristiti jer će morati da samostalno prikuplja uzorke. Površno gledano, Bennu izgleda slično Ryugi; biće fascinantno napokon videti Bennua izbliza kako bi usporedili njegovu površinu s Ryuguovom. Ipak, pravo će se poređenje izvršiti tek kad se uzorci vrate na Zemlju i naučnici ih usporede s onima koje će doneti 'Hayabusa 2'. I Ryugu i Bennu su asteroidi bogati ugljenikom, a ugljenik je ključni sastojak života kakav poznajemo. Hoće li ispričati istu priču o nastanku Sunčevog sistema ili će njihove priče biti drugačije i zbunjujuće, remeteći naša predviđanja? Samo će vreme pokazati. Uzorci OSIRIS-RExa će sleteti u Jutu 2023. godine.
ZAŠTO PONOVO UZORCI S MESECA?
Sva mesta uspešnih pokušaja uzimanja uzoraka s Meseca i slanja na Zemlju.
Već imamo 382 kg lunarnog materijala koje su doneli 'Apollovi' astronauti – šta će nam još toga? Glavni razlog je u tome što dotični uzorci ne reprezentuju čitav Mesec i nisu u stanju da odgovore na mnoge vrlo važne misterije.
Misije 'Apollo' su imale ozbiljna ograničenja po pitanju mesta sletanja, jer je sigurno vraćanje teških brodova s ljudskom posadom na Zemlju zahtevalo gotovo ekvatorijalna sletna mesta. Da bismo bolje razumjeli Mesečevu hronologiju, moramo da imamo uzorke sa različitih lokacija.
Kineska misija za donošenje uzoraka, 'Chang'e 5'[2], planirana za lansiranje krajem novembra ove godine, sleteće u Oceanus Procellarum, daleko severnije i zapadnije od svih lokacija 'Apolla', u regiji u kojoj su noviji tokovi lave prikrili materijal iz udara koji je stvorio Imbrium Mare[3]. Procellarum je jedno od prioritetnih ciljeva Mesečeve naučne zajednice za buduće uzorkovanje, jer sadrži neke od najmlađih vulkanskih stena na Mesecu.
Istorija sudara u unutarnjem Sunčevom sistemu najbolje je zabeležerna na Mesecu, što ga čini standardom po kojem pokušavamo da merimo vreme na drugim planetima. Dakle, dobivanje uzorka iz Procellaruma i utvrđivanje pravih brojeva u vezi sa najmlađim od velikih Mesečevih tokova lave pomoći će nam da utvrdimo vreme sličnih događaja na Merkuru, Zemlji i Marsu.
KONAČNO, UZORCI SA MARSA
Rover 'Perseverance' će sakupljati uzorke kamenja i prašine u hermetičke kontejnere koje će kasnije sakupiti sledeće misije i doneti ih na Zemlju.
Nasin rover 'Perseverance', lansiran ovog leta, bušiće stene i sakupljati uzorke koje će sipati u hermetičke termose radi kasnijeg transporta. NASA i ESA razmatraju naredne misije na Mars koje će doneti te uzorke.
'Perseverance' će prikupljati uzorke iz kratera Jezero. Pre milijarde godina, jezero se pretvorilo u Jezeru. Jezero je napajala reka koja je na dnu jezera izgradila naslage sedimenta u obliku lepeze, koje mi nazivamo deltom. Nekada pod vodom, delta sada stoji visoko iznad dna kratera. Dugo nakon što je voda nestala, rastopljena stene su se slivale na dno kratera iz obližnjih vulkana, stvrdnjavajući se u sloj vulkanskih stena, delimično ukopanih u deltu.
Prilikom uzorkovanja, 'Perseverance' tim će se koncentrisati na deltine stene koje bi mogle da sadrže biomarkere (fizičke ili hemijske indikatore davno izumrlih oblika života) i informacije o atmosferskoj hemiji i klimi koja je vladala kad su nastale. Takođe će uzorkovati stene od lave koje su nastale nakon završetka vodene aktivnosti. Na Zemlji, naučnici će moći da koriste odnose izotopa za određivanje apsolutne starosti Jezerovih stijena. Te će nam informacije, u kombinaciji s klimatskom hemijom, pomoći da shvatimo kada je Mars prešao iz toplog, vodenog sveta u hladnu, suvu pustinju. To će nam pak reći koliko dugo je trebalo životu da nastane na planeti.
Pod pretpostavkom da će se misije donošenja 'Perseveranceovih' uzoraka na Zemlju financirati kako je planirano, dva lansiranja bi 2026. bila usmerena ka Marsu. Prvo bi uključivalo lender, rover i lansirni sistem koji bi 2028. zajedno sleteli u blizini 'Perseverancea'. Novi rover bi pokupio uzorke koje je ostavio 'Perseverance', odneo ih do lendera i smestio ih u kapsulu za uzorke unutar rakete. (Zbog redundantnosti, 'Perseverance' će takođe doniti uzorke direktno do lendera.) Raketa će uzorke lansirati u orbitu Marsa.
Drugu misiju bi činio Marsov orbiter koji bi stigao 2027. Podržavao bi telekomunikaciju sa 'Perseveranceom', lenderom i malim roverom. Jednom kada kapsula sa uzorcima bude lansirana, orbiter bi je locirao i spojio se s njom, premestio se na višu Marsovu orbitu, a zatim krenuo na put povratka na Zemlju. Ako sve bude išlo prema planu, uzorci bi stigli 2031. godine.
Prototip kontejnera koje će puniti 'Perseverance' a koje će s Marsa na Zemlju doneti neke naredne misije.
[1] Naravno, sonda neće bukvalno sleteti na asteroid već će ga samo dotaći svojom 'surlom' za uzimanje uzoraka. Jako lukava i duhovito smišljena metoda koju su prvi primenili – a ko bi drugi – Japanci. Pročitaj odličnu priču o misiji prve 'Hayabuse' gde je to opisano i ilustrovano.
Sletanje je bilo planirano za 25. avgust 2020, ali je pomereno za 20. oktobar, dan oslobođenja Beograda. Jako ljubazno od Nase...
[2] Biće to prva misija za donošenje uzoraka sa Meseca još od sovjetske misije 'Luna 24' iz 1976.
[3] Jedan od najvećih kratera u solarnom sistemu, nastao u periodu od pre 4 mld. godina, koje mi i Marsovci naivamo 'Kasno teško bombardovanje'. Ako te interesuje šta jedan autohtoni Marsovac kaže o tome, pročitaj ovo
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
