אחד ההישגים הגדולים של משימות אפולו היה להביא הביתה מאות קילוגרמים של סלע ירחי. סלעים ואבק אלה נמצאים תחת ניתוח רציף מאז שהאסטרונאוטים של אפולו 11 חזרו הביתה לפני למעלה מחמישים שנה.
והם עדיין מגלים תגליות.
למדענים יש דוגמאות לרוח השמש של השמש, חלקיקים מזנב שביט, כמה גרם מאסטרואיד, ועתידים להגיע עוד מעט בקרוב.
אבל יש עולם אחד, המוקד במחקר מדעי כה רב, שמעולם לא חזר מדגם: מאדים.
נאס"א וסוכנות החלל האירופית מבצעות תוכניות להביא מדגם הביתה ממאדים במשך עשרות שנים. כעת, משימות יכולות לטוס בשנים הקרובות, ולבסוף להביא נתח מהכוכב האדום הביתה לכדור הארץ כדי שנלמד ישירות.
היסטוריה של משימות חזרה לדוגמה
חקר החלל קורה בשלבים. ראשית אתה מתחיל במעוף צופי, שם חללית עוברת מסלול מהיר על פני עולם, ומספקת מערכת תמונות ונתונים ראשונית. חשוב על הסיור הגדול של הוויאג'ר דרך מערכת השמש, או על אופקים חדשים שביקרו בפלוטו.
ואז אתה חוזר עם מסלול, חללית שיכולה להישאר על כנה במשך שנים, ובוחנת את פני השטח של העולם לפרטי פרטים. קחו למשל את חללית קאסיני, שהקיפה את סטורן 294 פעמים, צילמה יותר מ -450,000 תמונות, ושינתה את הבנתנו את הכוכב הטבעת לנצח.
ואז יבואו הנחתים והסוחרים. כמובן שהדוגמה הטובה ביותר לכך היא מאדים, עם הרוח והזדמנות, כמו גם סקרנות, שתפסו יחד מאות אלפי תמונות, קידחו סלעים ומצאו עדויות למי העבר במאדים.
ואז יבואו משימות ההחזרה של המדגם. זה השלב שסוכנויות החלל ניסו רק כמה פעמים.
מלבד משימת אפולו, החללית הראשונה שהביאה דגימות מהחלל חזרה לכדור הארץ הייתה משימת הלונה הסובייטית. בשנת 1970 הביאה לונה 16 הביתה 101 גרם של ריגולית ירח, ואחריה לונה 20, ולונה 24. למרות שהביאו חלק מהחומר שהוחזר על ידי משימות אפולו, זה היה ממקומות שונים בירח.
החללית הבאה שהחזירה מדגם הביתה הייתה משימת ג'נסיס של נאס"א. הוא הושק בשנת 2001 כדי לאסוף דגימות מרוח השמש של השמש ולהחזיר אותם הביתה לכדור הארץ.
היא פתחה את אספני הדגימה שלה ב -1 באפריל 2004, ואז חזרה לכדור הארץ בספטמבר של אותה השנה. לרוע המזל, המצנח שלו לא הצליח להיפתח כראוי, והחללית התנפצה חזק למדבר יוטה.
למרות הנחיתה הקשה, מדענים הצליחו להשיג דגימות שמישות, מה שעזר להם לגלות כי כדור הארץ עשוי להיווצר מחומרים בערפילית השמש השונים מאשר השמש.
ואז הגיעה משימת Stardust של נאס"א, שטסה בזנבו של השביט פראי 2 בינואר 2004 ואז החזירה את כמוסת האספנים שלה לכדור הארץ שנתיים לאחר מכן. ניתוח של חלקיקים אלה הראה למדענים כי שביטים הכילו חלקיקים שהופלטו מהשמש בתחילת ההיסטוריה שלה, ואולי הייתה להם דרך אחרת להיווצר ממה שחזו אסטרונומים.
משימת החזרת המדגם האחרונה הייתה משימת הייבוסה של JAXA, והתגברה על כל מיני קשיים, כולל פגיעה ישירה מפריחה סולארית, ואובדן גלגלי התגובה שלה וכישלון פריסת הנחתת הקופצת שלה. אך באופן מדהים, בקרי המשימה הצליחו להביא את החללית הביתה, עם כמה מיקרוגרמות יקרות של חומר אסטרואיד.
ישנן משימות בחוץ ברגע זה: הייבוסה 2 ו- OSIRIS-REx שיביאו עוד יותר דגימות אסטרואידים הביתה ללמוד. JAXA אפילו מתכנן משימה להחזיר מדגם מירחי מאדים.
אז מה עם משימת החזרת מדגם למאדים עצמה?
מה נוכל ללמוד ממשימת השבת דוגמא של מאדים?
למעשה למדנו לא מעט על הגיאולוגיה והאווירה של מאדים מכיוון שיש נתחי כדור הארץ האדום שנמצאים כאן על כדור הארץ. הם נופצו ממאדים מפגיעת אסטרואיד ענקית לפני מיליוני שנים, והם ריחפו בחלל, בסופו של דבר הכו את כדור הארץ ושרדו להפליא טיול באטמוספרה.
למדענים יש קטעים אקראיים של מאדים, אך כעת הם רוצים מדגם שיבחר. וזה אומר שליחת יישום חזרה מדגם ישירות.
נאס"א תכננה למעשה משימת חזרה של מדגם מאדים מאז תחילת שנות השבעים, עוד לפני שיגור החללית ויקינג.
המטרות של משימת החזרה יכללו חיפוש אחר חיים, לא רק החיים כיום, אלא חיי עבר, ואפילו מבשרי הכימיה של החיים.
על ידי החזרת דגימות שליליות של מאדים הביתה, מדענים יכולים לבצע כל מיני ניסויים ברגולית המאדים, לחשוף אותם למים, אווירה עבה יותר וחומרים מזינים כדי לבדוק אם יש חיידקים פעילים. ניסוי זה ניסה עם ויקינג, אך התוצאות היו חד משמעיות והביולוגים הפלנטריים עדיין מתווכחים עליהם.
הם יכלו לנתח את הדגימות תחת מיקרוסקופים עוצמתיים, לחפש מאובנים מיקרוסקופיים או כל אינדיקציה אחרת שיש שם חיים.
בנוסף, מדענים יכלו להבין את ההיסטוריה של פני מאדים וכיצד הם הושפעו על ידי מים במשך מיליוני שנים.
ניתן להחזיר דגימות מכמה מהנקודות המעניינות ביותר, כמו משקעים של אגמים, משקעים סביב פתחי אוורור הידרותרמיים והדלתות של נהרות קדומים.
הם יכלו להחזיר דגימות מכיתות מטאוריטים אחרונות ועתיקות, מהתפרצויות געשיות ואזורים שהיו חשופים לרוח במשך זמן רב.
הם יכלו גם ללמוד את ההיסטוריה הארוכה של מאדים לאורך מיליארדי שנים, כדי לנסות להבין מתי התרחשו שינויים פלנטריים עצומים שהפכו את הכוכב לקור ויבש כל כך. מתי ההפצצה של האסטרואיד התיישבה?
הם אפילו יכולים לדגום חתיכות של המטאוריטים המפזרים את פני מאדים, ולדגום עולמות אחרים בו זמנית.
באופן אידיאלי, דגימות אלה יישלחו הביתה לפני שהאדם הראשון יניח רגל על פני מאדים. אנו יודעים כבר שיש כימיקלים רעילים בריגולית המאדים, אבל מה עם האבק היושב מחוץ לאטמוספרה? האם זה יהיה סיכון אם אסטרונאוטים נושמים אותו? מה עם חומר שנמצא עמוק יותר מתחת לפני השטח?
על ידי לימוד חומר זה, מדענים יוכלו גם להבין עד כמה אסטרונאוטים יכולים לחיות מהארץ. להשתמש ברגולית לחומרי בנייה, ולגידול צמחים. כמו גם פירוק זה מבחינה כימית עבור חומרי גלם שונים.
האם חלקים שונים במאדים מועילים יותר מאחרים?
תוכניות משימה להחזרת מדגם מאדים
אחת התוכניות המוקדמות למשימת החזרת מדגם למאדים נקראה אוסף הדגימה לחקירת מאדים (או SCIM). זו תהיה משימה זולה יחסית של מעמד הצופים שתטוס באטמוספירה של מאדים עד לגובה 40 ק"מ ותאסוף אבק וגז אטמוספרי.
זה יהיה מספיק גבוה כדי שהחלליות לא יתפסו על ידי מאדים. ואז זה יחזיר את הדגימות לכדור הארץ. על ידי בדיקת דגימות אלה, מדענים יכלו להתאים את הדגימה האטמוספרית לגזים שנמצאו בסלעי מאדים כדי להיות בטוחים שהם הגיעו מהכוכב האדום. הם יוכלו לחקור מקרוב את אבק המאדים מקרוב, אתה יודע, את האבק שיכול ליצור סערות על פני כדור הארץ המסוגלות לסיים משימות רובר, ויכולות להוות סיכון לאסטרונאוטים עתידיים.
ההצעה הוגשה בשנת 2001, למשימה שתטוס בשנת 2007 ותחזיר דגימות עד שנת 2010, אך היא מעולם לא ירדה מהקרקע.
אולם בשנת 2009, נאס"א וסוכנות החלל האירופית החלו בתכניות רציניות להחזיר חלק ממאדים הביתה, והודיעו רשמית על שיתוף הפעולה שלהם במשימה.
בציפייה למשימת ההחזרה המדגמית העתידית, הן נאס"א והן ESA בנו את הסוחרים הקרובים להיות השלב הראשון בשליחת החומר הביתה.
כאשר הוא זוחל על פני כדור הארץ האדום, רובר מאדים 2020 של נאס"א יאסוף דגימות מעניינות ואז יפיל אותם על פני השטח תוך כדי תנועה. הרוברר פרוזלין, רוזלינד פרנקלין, של ESA, שאמור אף הוא להשיק בשנת 2020, יאסוף ויאחסן דגימות לפני השטח של מאדים בתוך מיכלים בגודל עט, שיהיו מוכנים לאיסוף.
למשימת החזרה לדוגמא יהיו שלושה חלקים.
ראשית, היה שם רובר אחיזה מהיר שנבנה על ידי סוכנות החלל האירופית כדי לאסוף דגימות למחקר. ואז רכב עולה של נאס"א שיעביר את הדגימות למסלול של מאדים. ולבסוף, משימה מקיפה של ESA שתחזיר את הדגימות ותחזיר אותם לכדור הארץ.
דוגמת Fetch Rover של ESA תהיה רכב קל יחסית, לא יותר מכ -120 קילוגרמים. הוא צריך להיות מסוגל לנסוע 20-30 ק"מ לאורך 200 מטר ליום, ולנתב באופן אוטונומי סביב סכנות בדרכו. במהלך תקופה זו היא הייתה מרימה עשרות דגימות שנותרו על פני השטח עד מאדים 2020 או רוזלינד פרנקלין, ובוחרת את השלושים לערך המעניינים ביותר שיש לשלוח הביתה.
לאחר כמה חודשים של איסוף דגימות, ה- Roch Rover היה מגיע לנחיתת הדגימה של מאדים. זוהי חללית שיש לה הרבה קווי דמיון לסקרנות של נאס"א ומעפילי מאדים 2020.
הוא ישתמש במדף ואז במצנח כשהוא נכנס לאווירה של המאדים, ובסופו של דבר מוריד את הרקטה העולה אל פניו של מאדים. זה היה יושב על מאדים עד 150 יום ומחכה לדגימות מה- Fetch Rover.
כאשר הועמסו הדגימות על הסיפון, רכב אסנט ירה את מנוע הטילים ההיברידי או המוצק שלו, כשהוא נשא את הדגימות למסלול בגובה של 350 ק"מ.
ואז זה יורט על ידי אורביטר החזרת כדור הארץ של ESA, מה שהופך למפגש אוטונומי לחלוטין מיליוני קילומטרים מכדור הארץ. לאחר מכן הוא ישתמש במנוע יונים חשמליים סולאריים כדי לבצע את הדרך הארוכה חזרה לכדור הארץ.
ואז, זמן מה בשנות העשרים של המאה העשרים, מדענים ישימו את ידיהם על כ -500 גרם חומר מפני השטח של מאדים.
בתחילת 2019, הבית הלבן כלל כסף בתקציב המוצע שלהם למשימת דוגמת החזרת דוגמא של מאדים, אשר באופן אידיאלי יכול היה לצאת לדרך כבר בשנת 2026. למרות שמשימה כזו הוצעה פעמים רבות בעבר, זו הפעם הראשונה בה מימון בפועל היה להניח בצד. היא נתנה לנאס"א 109 מיליון דולר בשנת 2020 לעבוד על "פעילויות מאדים עתידיות", שהיא למעשה משימת ההחזרה המדגמית.
אז עכשיו, אחרי כמעט 50 שנה של תכנון, משימת החזרת מדגם רצינית למאדים נמצאת בעבודות.
קבל את עלון הדוא"ל השבועי שלי:
אחת לשבוע אני אוספת את כל חדשות החלל שלי לעלון דוא"ל בודד ושולחת אותו. יש תמונות, הדגשים קצרים על הסיפור וקישורים, כך שתוכלו לגלות עוד. עבור אל universetoday.com/newsletter כדי להירשם.
