Jedním z velkých úspěchů misí Apollo bylo přivést domů stovky kilogramů lunární horniny. Tyto skály a prach byly průběžně analyzovány od doby, kdy se astronauti Apollo 11 vrátili domů před více než 50 lety.
A stále objevují.
Vědci mají vzorky slunečního větru Slunce, částice z ocasu komety, pár gramů z asteroidu a další přicházejí brzy.
Ale je tu jeden svět, ohnisko tolik vědeckých studií, které nikdy nezískaly vzorek: Mars.
NASA a Evropská kosmická agentura plánují přivést vzorový domov z Marsu po celá desetiletí a nyní by mise mohly létat v příštích několika letech a konečně přivést na Zemi kus Rudé planety, abychom mohli přímo studovat.
Historie vzorových návratových misí
Průzkum vesmíru se děje ve fázích. Nejprve začnete s průzkumným létáním, kde kosmická loď pokračuje rychlou trajektorií kolem světa a poskytuje počáteční sadu obrázků a dat. Přemýšlejte o Voyagerově velké prohlídce Sluneční soustavou nebo New Horizons na návštěvě Pluta.
Pak se vrátíte s orbitou, kosmickou lodí, která může zůstat na místě po celá léta a studovat povrch světa ve velmi podrobných detailech. Vezměme si kosmickou loď Cassini, která obíhala Saturn 294krát, pořídila více než 450 000 snímků a navždy změnila naše chápání Prstencové planety.
Pak přijdou přistávající a rovers. Nejlepším příkladem toho je samozřejmě Mars s Spirit a Opportunity, stejně jako zvědavost, které společně zachytily stovky tisíc obrazů, vyvrtaly skály a našli důkaz o minulé vodě na Marsu.
Pak přijďte ukázkové návratové mise. To je fáze, kterou kosmické agentury vyzkoušely pouze několikrát.
Kromě mise Apollo byly první kosmickou lodí, která přinesla vzorky z vesmíru zpět na Zemi, sovětská mise Luna. V roce 1970 přinesla Luna 16 domů 101 gramů měsíčního regolitu, následovala Luna 20 a Luna 24. Ačkoli přinesly zlomek materiálu vráceného misemi Apolla, bylo to z různých míst na Měsíci.
Další kosmickou lodí, která vrátila vzorový domov, byla mise NASA Genesis. Bylo zahájeno v roce 2001 s cílem shromáždit vzorky slunečního větru slunce a přivést je zpět domů na Zemi.
1. dubna 2004 otevřela sběratele vzorků a v září téhož roku se vrátila na Zemi. Bohužel se jeho padák neotevřel správně a kosmická loď se prudce vrazila do pouště v Utahu.
Přes tvrdé přistání byli vědci schopni získat použitelné vzorky, což jim pomohlo zjistit, že Země se mohla vytvořit z různých materiálů sluneční mlhoviny než Slunce.
Poté přišla mise NASA Stardust, která prolétla ocasem komety Wild 2 v lednu 2004, a poté vrátila svoji sběrnou kapsli zpět na Zemi o dva roky později. Analýza těchto částic ukázala vědcům, že komety obsahovaly částice vypouštěné ze Slunce brzy v jeho historii a mohly mít jiný způsob formování, než astronomové předpovídali.
Poslední ukázkovou návratovou misí byla mise JAXA v Hayabusa, která překonala všechny druhy obtíží, včetně přímého zasažení sluneční erupcí a ztráty jejích reakčních kol a neschopnosti nasadit svůj skokový přistávací modul. Ale neuvěřitelně, řídící pracovníci misí dokázali dostat kosmickou loď domů s několika vzácnými mikrogramy asteroidů na palubě.
Právě teď jsou tam mise: Hayabusa 2 a OSIRIS-REx, které přinesou ještě více vzorků asteroidů zpět domů ke studiu. JAXA dokonce plánuje misi, aby vrátila vzorek z měsíců Marsu.
Co takhle ukázka návratové mise na samotný Mars?
Co se můžeme poučit z návratové mise vzorku vzorku Mars?
O geologii a atmosféře Marsu jsme se dozvěděli docela dost, protože na Zemi se nacházejí kousky Rudé planety. Byli rozdrceni z Marsu obrovským dopadem asteroidů před miliony let a vznášeli se vesmírem, nakonec zasáhli Zemi a neuvěřitelně přežili cestu atmosférou.
Vědci mají náhodné kousky Marsu, ale nyní chtějí vzorek podle svého výběru. A to znamená přímé odeslání vzorové návratové mise.
NASA ve skutečnosti plánuje návratovou misi na Marsu od počátku sedmdesátých let, ještě před zahájením kosmické lodi Viking.
Cíle návratové mise by zahrnovaly hledání života, nejen života dnes, ale minulého života, a dokonce i chemických předchůdců života.
Vrácením nedotčených vzorků Marsu zpět domů mohli vědci provádět na marťanském regolitu všechny experimenty, vystavovat je vodě, silnější atmosféře a živinám, aby zjistili, zda existují nějaké aktivní bakterie. Tento experiment se pokusil s Vikingem, ale výsledky byly neprůkazné a planetární biologové se nad nimi stále hádají.
Mohli analyzovat vzorky pod výkonnými mikroskopy, hledat jakékoli mikroskopické fosílie nebo jakýkoli jiný náznak, že tam je život.
Vědci navíc mohli porozumět historii povrchu Marsu a tomu, jak byl ovlivněn vodou po miliony let.
Vzorky lze vrátit z některých nejzajímavějších míst, jako jsou sedimenty jezer, depozity kolem hydrotermálních průduchů a delty starých řek.
Mohli přivést zpět vzorky z nedávných a starověkých stávek meteoritu, sopečných erupcí a oblastí, které byly vystaveny větru po dlouhou dobu.
Mohli také studovat dlouhodobou historii Marsu po miliardy let, aby se pokusili pochopit, kdy došlo k velkým planetárním změnám, které způsobily, že planeta byla tak chladná a suchá. Kdy se bombardování asteroidů usadilo?
Mohli dokonce vzorkovat kousky meteoritů, které vrhají povrch Marsu, a současně odebírat vzorky dalších světů.
Tyto vzorky by se ideálně posílaly domů dříve, než se první lidská noha postaví na povrch Marsu. Už víme, že v marťanském regolitu jsou toxické chemikálie, ale co prach, který se usazuje z atmosféry? Bude to riziko, pokud ho budou dýchat astronauti? A co materiál, který je hlouběji pod povrchem?
Studiem tohoto materiálu by vědci také dokázali pochopit, jak dobře by kosmonauti mohli žít mimo zemi. Chcete-li použít regolit na stavební materiál a pěstování rostlin. Kromě chemického rozdělování na různé suroviny.
Jsou různé části Marsu užitečnější než ostatní?
Plány misí pro návrat do Marsu
Jeden z nejčasnějších plánů vzorové návratové mise na Mars se jmenoval Sběr vzorků pro vyšetřování Marsu (neboli SCIM). Jednalo by se o relativně levnou skautskou třídu, která by letěla atmosférou Marsu až do výšky 40 km, shromažďující prach a atmosférický plyn.
To by bylo dost vysoké, aby kosmickou loď nezachytil Mars. Potom by vzorky vrátil na Zemi. Studiem těchto vzorků mohli vědci porovnat atmosférický vzorek s plyny nalezenými v těchto skalách na Marsu, aby bylo jisté, že pocházejí z Rudé planety. Budou schopni studovat marťanský prach zblízka, víš, prach, který může vytvořit planety po celé planetě schopné ukončit roverské mise, a mohl by představovat riziko pro budoucí astronauty.
Návrh byl vytvořen v roce 2001 na misi, která by měla letět v roce 2007 a vracet vzorky do roku 2010, ale nikdy se nevypustila.
V roce 2009 však NASA a Evropská kosmická agentura zahájily seriózní plány na přivezení kusu Marsu domů a formálně oznámily svou spolupráci na misi.
NASA i ESA předvídají budoucí vzorovou návratovou misi a připravily své nadcházející rovery jako první fázi v odesílání materiálů zpět domů.
Když se plazí po povrchu Rudé planety, sbírá NASA Mars 2020 rover zajímavé vzorky a poté je na povrch pustí. ESA Rosalind Franklin rover, která má být uvedena na trh v roce 2020, bude shromažďovat a ukládat vzorky z povrchu Marsu do kanystrů velikosti pera, které budou připraveny k vyzvednutí.
Ukázka návratové mise by měla tři části.
Za prvé, Evropská kosmická agentura by měla vybudovat rychle se pohybující vyzvedávací zařízení, které by shromažďovalo vzorky pro studium. Pak vozidlo s výstupem NASA, které by přeneslo vzorky na oběžnou dráhu Marsu. A konečně, oběžná mise od ESA, která by odebrala vzorky a přivedla je zpět na Zemi.
ESA Sample Fetch Rover by byl relativně lehký vůz, ne větší než asi 120 kilogramů. Bylo by třeba umět cestovat 20–30 kilometrů, které jdou 200 metrů za den, a autonomně se v cestě pohybovat kolem nebezpečí. V průběhu tohoto období by vyzvedl desítky vzorků, které zbyly na povrchu Mars 2020 nebo Rosalind Franklin, a vybral by asi 30 vědecky nejzajímavějších, které pošlou domů.
Po několika měsících odběru vzorků by Fetch Rover dorazil k Landeru na vzorkování Marsu. Jedná se o kosmickou loď, která má mnoho podobností se zvědavostí NASA a vozidly Mars 2020.
Při vstupu do marťanské atmosféry by použil heatshell a poté padák a konečně spustil vzestupnou raketu na povrch Marsu. Sedělo by na Marsu až 150 dní a čekalo na vzorky od Fetch Rover.
Když byly vzorky naloženy na palubu, Ascent vozidlo vypálilo svůj hybridní nebo pevný raketový motor a přeneslo je na oběžnou dráhu ve výšce 350 km.
Potom by jej zachytil orbiter Země návratu ESA, čímž by ze Země vznikly zcela autonomní setkání milionů kilometrů. Poté použije solární elektrický iontový motor k dlouhé cestě zpět na Zemi.
A pak, někdy ve 30. letech 20. století, vědci dostanou ruce na asi 500 gramů materiálu z povrchu Marsu.
Začátkem roku 2019 zahrnul Bílý dům peníze do svého navrhovaného rozpočtu na misi Návratu vzorku Marsu, která by se mohla ideálně zahájit již v roce 2026. Ačkoli byla taková mise navržena mnohokrát předtím, je to poprvé, kdy skutečné financování bylo dát stranou. V roce 2020 poskytla NASA 109 milionů dolarů na práci na „budoucích činnostech na Marsu“, což je v podstatě vzorová mise pro návrat.
Takže nyní, po téměř 50 letech plánování, probíhá vážná ukázka návratové mise na Mars.
Získejte můj týdenní e-mailový zpravodaj:
Jednou týdně shromáždím všechny své vesmírné zprávy do jediného e-mailového zpravodaje a odešlu. Má obrázky, stručné informace o příběhu a odkazy, abyste se mohli dozvědět více. Zaregistrujte se na adrese universetoday.com/newsletter.
