|
Образцы с Марса ожидают отправки на Землю
|
|
|
|
Марс - негостеприимная пустынная планета. Миллиарды лет назад все было по-другому. Например, в кратере Езеро, питаемом обширной речной дельтой, вероятно, был значительный водоем размером примерно с Боденское озеро. Возможно, там царили условия, благоприятствующие жизни.
|
|
|
|
Вот уже более четырех лет давно высохший кратер Езеро является местом постоянного наблюдения. Марсоход НАСА не только проводит научные измерения на месте, но и уже собрал 33 образца горных пород, почвы и атмосферы, некоторые из которых были надежно размещены на борту. Будущая миссия состоит в том, чтобы вернуть их на Землю.
|
|
|
|
Следы жизни?
|
|
|
|
Кратер Джезеро недавно попал в заголовки газет, когда исследователи обнаружили небольшие пятна, напоминающие леопардовый узор, на скальном образовании под названием Водопад Шайава. Структуры указывают на присутствие двух минералов, которые могут быть органического и микробиологического происхождения. Эти минералы встречаются на Земле в отложениях или разлагающемся органическом веществе. Но только после того, как образец этих структур будет проанализирован на Земле, можно будет с высокой степенью уверенности подтвердить или исключить, что они указывают на прошлую жизнь на Марсе.
|
|
|
|
"Изучение горных пород и образцов марсианской атмосферы на Земле откроет новую главу в исследованиях Марса и поможет нам понять соседнюю планету гораздо лучше, чем мы можем сегодня", - говорит Андреас Пак из Центра наук о земле Геттингенского университета.
|
|
|
|
|
|
|
В течение последних двух лет международная команда из 21 исследователя, возглавляемая американским и европейским космическими агентствами NASA и ESA, изучала, как использовать образцы Perseverance с научной точки зрения на Земле. Всестороннее исследование было опубликовано в журнале Astrobiology.
|
|
|
|
Среди авторов, отобранных НАСА и ЕКА из многочисленных претендентов из США, Канады и 22 государств - членов ЕКА, Кристиан Шредер из MPS и Пак из Центра наук о земле Геттингенского университета, являются единственными представителями немецких исследовательских институтов. Недавно НАСА наградило команду NASA Group Achievement Award. В другом отчете, опубликованном в том же журнале, исследователи исследуют, как можно защитить образцы с Марса от земного загрязнения. Одним из соавторов является Кристоф Буркхардт из MPS.
|
|
|
|
Лабораторные тесты для окончательной уверенности
|
|
|
|
Образцы, собранные марсоходом Perseverance, содержат ценную информацию о формировании и дальнейшем развитии Марса и могут помочь ответить на вопрос о том, была ли когда-либо жизнь на соседней с нами планете. Измерения, проведенные Perseverance на Марсе, позволяют предположить это, но не дают уверенности.
|
|
|
|
"Чтобы с максимально возможной уверенностью оценить, существовала ли когда-то жизнь на Марсе, нам необходимо привезти образцы с Марса на Землю и изучить их здесь", - сказал Шредер, ученый из MPS и соавтор нового исследования.
|
|
|
|
Относительно небольшие и немногочисленные научные приборы, которые Perseverance имеет на борту, предоставляют лишь очень ограниченные возможности. Только на Земле можно использовать широкий спектр аналитических методов, и только здесь можно проводить измерения с высочайшей чувствительностью и точностью.
|
|
|
|
Для своего текущего отчета 21 ученый определил, каким измерениям должны подвергнуться образцы с Марса, чтобы в полной мере использовать их потенциал. Исследователи надеются получить новые сведения о формировании планет, геофизической и геохимической эволюции Марса и астробиологии, а также ценную информацию для будущих, возможно, даже пилотируемых миссий на Марс.
|
|
|
|
В отчете также разъясняются практические вопросы, касающиеся обращения с образцами: какие измерения следует проводить как можно быстрее? В конце концов, некоторые свойства образцов могут измениться после вскрытия пробирок с образцами. Например, под воздействием влажности и кислорода. И какие измерения могут подтвердить наличие жизни в образцах или исключить возможную биологическую опасность?
|
|
|
|
Установка для отбора проб с 18 приборами
|
|
|
|
После прибытия на Землю марсианские образцы сначала поступят в пункт приема проб. Согласно рекомендациям экспертов, он должен быть оснащен 18 научными приборами, включая рентгеновский томограф, электронный микроскоп и различные масс-спектрометры.
|
|
|
|
В пункте приема проб ученые сначала описывают и каталогизируют образцы для дальнейшего использования и оценивают потенциальную биологическую опасность, которую они представляют. После этого могут быть проведены все необходимые исследования, требующие времени. Важный вывод, содержащийся в отчете, заключается в том, что большинство необходимых с научной точки зрения измерений следует проводить позже, вне помещения для отбора проб, в специализированных лабораториях.
|
|
|
|
В ходе процесса подачи заявки будет принято решение о том, какие лаборатории по всему миру получат часть бесценного материала. Эта процедура гарантирует, что образцы попадут в самые опытные и квалифицированные руки. Геттингенские исследователи надеются получить от Perseverance образцы как горных пород, так и газов.
|
|
Взгляд на изотопы
|
|
|
|
Исследователи во главе с Паком из Центра наук о земле Геттингенского университета хотят определить пропорции изотопов кислорода в атмосфере Марса, которые были заключены в пробирки с образцами вместе с породами. Изотопы - это разновидности одного и того же элемента, отличающиеся только количеством нейтронов в ядрах. Изотопный состав кислорода в атмосфере Марса позволяет сделать выводы об обмене углекислым газом между поверхностью и атмосферой и дает представление, например, о климатических изменениях на соседней планете.
|
|
|
|
В MPS основное внимание уделяется изотопам металлов в образцах горных пород. Исследователи могут использовать их для получения информации о возрасте материала, о том, где в Солнечной системе он возник и как эволюционировал. Исследователи MPS уже исследовали образцы с астероида Рюгу таким образом.
|
|
|
|
Для этого материал сначала растворяют в кислоте, а затем анализируют на высокоспециализированных масс-спектрометрах. Поскольку этот метод анализа разрушает материал образца, крайне важно получить надежные результаты даже при использовании самых малых количеств материала.
|
|
|
|
"В Геттингене у нас есть опыт и инфраструктура для анализа образцов с Марса на самом высоком международном уровне", - сказал Торстен Кляйне, директор MPS.
|
|
|
|
Исследователи могли бы провести дальнейшие исследования на других объектах. Шредер, например, сосредоточен на измерениях с использованием высокоэнергетического гамма-излучения, генерируемого ускорителями частиц. Это позволило бы проследить взаимодействие минералов железа в образце с органическим материалом.
|
|
Неопределенное будущее
|
|
|
|
В настоящее время неясно, будут ли доставлены образцы с Марса с "Персеверанса" на Землю в рамках совместной миссии НАСА и ЕКА и если да, то когда. Первоначальный график был запланирован на начало 2030-х годов, но с тех пор несколько раз менялся. Однако опубликованные исследования также полезны для проектов других космических агентств. Например, китайское космическое агентство в настоящее время готовит собственную миссию по возвращению образцов на Марс, которая, как ожидается, доставит желанный материал на Землю уже в 2030 году.
|
|
|
|
Источник
|
