НАСА активно работает над возвращением образцов поверхности Марса в ближайшие несколько лет, что, как они надеются, поможет нам лучше понять, существовала ли когда-то древняя жизнь на поверхности Красной планеты миллиарды лет назад. А как насчет образцов атмосферы? Могут ли они предоставить ученым лучшую информацию об истории Марса? Об этом говорится в недавнем исследовании, опубликованном на 55й Конференция по лунной и планетарной науке надеется обратиться к группе международных исследователей, исследовавших значение возвращения образцов атмосферы с Марса и то, как они могут рассказать нам о формировании и эволюции Красной планеты.
Здесь, Вселенная сегодня обсуждает это исследование с ведущим автором исследования, доктором Эдвардом Янгом, профессором кафедры наук о Земле, планетах и космосе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и соавтором исследования, доктором Тимоти Суиндлом, почетным профессором Лунная и планетарная лаборатория Университета Аризоны о мотивах исследования, о том, как будут получены образцы атмосферы, о текущих или предлагаемых миссиях, последующих исследованиях и о том, думают ли они, что жизнь когда-либо существовала на Красной планете. Итак, какова была мотивация исследования?
Доктор Янг рассказывает Вселенная сегодня«Мы многое узнаем о происхождении планеты из ее атмосферы, а также из ее горных пород. В частности, соотношения изотопов некоторых элементов могут сдерживать процессы, ведущие к образованию планеты».
Доктор Суиндл продолжает это следующим образом: «Существует два основных типа мотивации. Во-первых, мы планируем привезти все эти образцы горных пород, и нам будет интересно узнать, как они взаимодействовали с атмосферой, но мы не сможем этого понять, не зная подробно состава атмосферы. . Итак, нам нужен образец атмосферы, чтобы знать, с чем породы могли обмениваться элементами и изотопами. Но нам также хотелось бы иметь образец марсианской атмосферы, чтобы ответить на некоторые основные вопросы о процессах, которые происходили или происходят на Марсе. Например, марсианские метеориты содержат захваченные атмосферные благородные газы, такие как криптон и ксенон. Но похоже, что в этих метеоритах есть как минимум два разных «атмосферных» компонента».
Для исследования исследователи предложили несколько преимуществ возвращения образца атмосферы Марса на Землю, в том числе образцы атмосферы, находящиеся в пробирках для образцов марсохода НАСА Персеверанс (Перси), получение информации о потенциальном солнечном гаре в недрах Марса, эволюционных тенденциях в составе атмосферы, круговорот азота и источники метана на Марсе. Что касается образца атмосферы Перси, также известного как Образец № 1 «Рубион», в исследовании отмечается, как этот образец был получен после того, как Перси попытался собрать образец керна породы, но вместо этого собрал атмосферные газы. Кроме того, исследование предполагает отсутствие утечек, которые будет испытывать трубка с пробой в ожидании ее возвращения на Землю, а также газы, присутствующие в пробе, идеально подходят для анализа после возвращения на Землю. Но как еще, помимо образца марсохода Перси, можно было получить образец марсианской атмосферы?
«Было предложено как минимум две другие идеи по сбору образца марсианской атмосферы», — рассказывает доктор Суиндл. Вселенная сегодня. «Один из них — пролететь космический корабль через марсианскую атмосферу, собрать образец по мере его прохождения, а затем вернуть его на Землю. Другой вариант — иметь «канистру» для возврата проб (она не обязательно должна быть больше трубки Perseverance), имеющую клапаны и (марсианский) воздушный компрессор. Вы можете посадить его на поверхность Марса, открыть клапан в атмосферу, включить компрессор и получить образец, в котором в сотни или тысячи раз больше марсианской атмосферы, чем в объеме, который только что запечатан без сжатия, как это сделал Персеверанс. сделано и, надеюсь, сделаю снова».
Доктор Суиндл и доктор Янг упоминают миссию по сбору образцов для исследования Марса (SCIM), которая была предложена в 2002 году группой НАСА и академическими исследователями с целью сбора образцов атмосферы на высоте 40 километров (25 миль). ) над поверхностью Марса и вернуть их на Землю для дальнейшего анализа. Хотя SCIM был выбран полуфиналистом программы Mars Scout 2007 года, он, к сожалению, не был выбран для дальнейшей разработки, и как д-р Янг, так и д-р Свиндл рассказывают Вселенная сегодня в настоящее время не планируется никаких миссий по отбору проб атмосферы, кроме отбора образцов с вездехода Перси. Итак, какие последующие исследования по итогам этого исследования проводятся или планируются в настоящее время?
Доктор Суиндл и доктор Янг упоминают, что прилагаются усилия по сбору небольших количеств атмосферного газа из-за небольшого размера пробирок для проб, при этом доктор Суиндл рассказывает Вселенная сегодня«Сейчас большой набор вопросов заключается в том, насколько хорошо герметичная пробирка Perseverance будет удерживать образец атмосферы. Насколько хороша печать? Может ли трубка дать течь при жесткой посадке? Могут ли некоторые молекулы марсианской атмосферы прилипнуть к покрытиям трубок? По всем этим вопросам велась определенная активность, и до сих пор все ответы были хорошими – похоже, что эти трубки Perseverance могут преуспеть, даже несмотря на то, что они на самом деле не были разработаны с учетом отбора атмосферных проб».
Как отмечается, цель получения и возвращения образца атмосферы с Марса может помочь ученым лучше понять формирование и эволюцию Красной планеты. В то время как современный Марс представляет собой очень холодный и сухой мир с атмосферой, составляющей часть земной атмосферы, с жидкой водой, которая не может существовать на поверхности, а также с отсутствием активного вулканизма. Однако важные данные, полученные с посадочных аппаратов, марсоходов и орбитальных аппаратов за последние несколько десятилетий, указывают на то, что Марс миллиарды лет назад после его первого формирования был совершенно другим. Это включало в себя активную внутреннюю часть, создающую магнитное поле, защищающее поверхность от вредного солнечного и космического излучения, гораздо более плотную атмосферу, пополняемую в результате активного вулканизма, и текущую жидкую воду, и все это потенциально привело к существованию некоторых форм жизни на планете. поверхность.
Однако, учитывая небольшой размер Марса (половина Земли), это означает, что его внутреннее тепло остыло гораздо быстрее (возможно, в течение миллионов лет), что привело к тому, что вулканизм стал неактивным, а магнитное поле, вызванное внутренней активностью, рассеялось, последнее из них привело к тому, что вредная солнечная и космическая радиация разрушила атмосферу, а вместе с ней в космос испарилась и поверхностная жидкая вода. Таким образом, верят ли д-р Янг и д-р Свиндл на Марсе, когда-либо существовала жизнь, и найдем ли мы ее когда-нибудь?
Доктор Янг рассказывает Вселенная сегодня«Я действительно не знаю. Я думаю, что микробная жизнь когда-то в прошлом или даже сейчас является разумной гипотезой, но у нас недостаточно информации».
Доктор Суиндл также повторяет свою неуверенность в том, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе, но уточняет, рассказывая Вселенная сегодня«Если этого не произошло, то почему жизнь зародилась так рано на Земле, но не зародилась на Марсе, где в то время был похожий климат. Если да, то насколько она похожа на жизнь на Земле? Поскольку Земля и Марс постоянно обмениваются камнями из-за столкновений, связана ли жизнь на Земле с жизнью на Марсе? Если он существовал, его будет сложно найти. Но образец атмосферы может помочь. Например, в марсианской атмосфере, похоже, есть метан. Большая часть, но не весь метан в атмосфере Земли является биологическим, и анализ относительных соотношений изотопов углерода или водорода — один из лучших способов выяснить это».
Когда мы получим образец атмосферы Марса и что он расскажет нам о формировании и эволюции Красной планеты в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!
