Most, hogy kialakuljon a Bennu aszteroidával, az OSIRIS-REx űrhajó a következő tizennyolc hónapot az ősi Naprendszer tiszta darabjának felmérésével tölti le: feltérképezi annak összetételét, megvizsgálja annak mozgásait, és kidolgozza a hasonló ilyen objektumok miért és miért. Ez az első felmérés a 2020-as Függetlenség Napjának várakozásain megy végbe, amikor az űrhajó - egy UPS-teherautó méretű, kolibri mozgásával - megpróbálja a mintavételi mechanizmusát Bennu ellen, hogy egy prémium, A osztályú aszteroidával lezárt tartályt vigyen haza elemzések laboratóriumokban szerte a világon.
- Látni fogjuk a Bennu-t egy fénypontból, és ha egyszer a Földön, annak alkotó atomjaiig. Nagyon elképesztő. Nincs olyan másik test, amelyre ez igaz ”- mondja Dante Lauretta, a misszió vezetője az arizonai egyetem hold- és bolygólaboratóriumában lévő irodájában. Egy pillanatig gondolkodik, és hozzáteszi: „Talán vad 2.”
A Wild 2 üstökös mintáját a NASA Stardust missziója vetette be 2004-ben. Ez volt az ügynökség első minta-visszatérési missziója az Apollo program óta, bár nem közelítette meg annak a merészségét, amit Lauretta és csapata csinál a Bennu-ban. A Stardust az üstökös nyomán összegyűjtött részecskéket, amelyek közül a legnagyobb körülbelül milliméter volt, és az élet szempontjából nélkülözhetetlen aminosavakat talált, megváltoztatva az üstökösképzés tudományos megértését. Az OSIRIS-REx viszont legfeljebb 4, 4 font széntartalmú aszteroidát viszi magával. Lehetetlen előre megjósolni, hogy a kőbányája feltárja, mivel a Bennu alkotóelemeinek valószínűleg régebbinek kell lenniük, mint maga a Naprendszerben, de ilyen ókori anyag tanulmányozása valószínűleg kitölti a napelemek kialakulásának modelljeinket és a végső utat eredményező utat. a földi életre.
A Bennu aszteroida képe, amelyet az OSIRIS-REx űrhajó készített 2018. november 16-án, 136 mérföld távolságból. (NASA / Goddard / Arizonai Egyetem) A minta-visszatérési missziók pontosan azok, amiknek hangzik: megragadva néhány égi példányt a természetes élőhelyében, és hazaviszik elemzésre. Noha a bolygó tudósai varázslóként dolgoztak a leszállókkal és a roverokkal, mechanikus proxikük továbbra is frusztrálva korlátozott a tudományban. A robotok tudományos hasznos terhelését korlátozza a tömeg és az erő, míg a Földön lévő spektrométerek lehetnek épületek méretűek. Lehet, hogy egy szinkrotron egy kilométer távolságra van. Ezek Star Trek méretek. A minta visszatérésének az az ötlete, hogy ha nem tudjuk az eszközöket a célhoz vezetni, akkor a célt az eszközökhöz viszjük.
"Ebben az épületben voltam 2008-ban, amikor a Phoenix landoló a Mars felszínén volt, és azok a Mars első gömbjei nem szabadulnak meg a robotkartól elemzés céljából" - mondja Lauretta. - Végül kitalálták. Melegítették fel, és engedték el, és eljutottak a tömegspektrométerhez, és megkarcolták a fejünket, és megpróbálták értelmezni. És azt gondoltam magamnak: Ha lenne egy olyan gabona, amelyet tudnék megtörölni ebből a kanálból, százszor több információt mondhatnék neked, mint amit éppen leszereztél erről a hangszerről. ”
A bolygónkénti tanulmányozás nem minden területét fejti ki mintanalízis. Egy geofizikus, aki meg akarja érteni a bolygón lévő tárgyat, először talán nem ér egy idegen regolit lapáttal. A NASA rendelkezik befejezett kutatási ütemtervvel a bolygótestek megértéséhez: repülés, keringő, leszállás, rover, minta visszatérési misszió, majd egy emberi küldetés. A hold minden négyzetet bejelölt. A Mars 2020, a NASA következő rover, melyet a névnapjában indít el, megkezdi a minták gyorsítótárazási folyamatát. Ez feltölti a Mars szennyeződését egy jövőbeli leszállók számára, hogy összegyűjtsék és hazarobbantanak. Ezt követően űrhajósokat küld.
"Évtizedekig a minták látványosan hiányoztak a Mars tanulmányozásáról" - mondja Lindy Elkins-Tanton, az Arizona Állami Egyetem Föld- és Űrkutatási Iskolájának igazgatója. Milyen fejlett vagyunk a távoli műszerezés területén, elképesztő, hogy még sok mindent megtanulunk, amikor a kezünkbe vesszük. Csak nincs helyettesítés. ”
Noha a bolygó tudósai a Mars búcsújának meteoritjait tanulmányozzák, hogy betekintést nyerjenek a bolygó történetébe, a meteoritok nem tudják megválaszolni azt a kérdést, hogy a Mars valaha is az élet lakóhelye volt-e. Sőt, a tudósok nem tudják pontosan, honnan és mikor származtak a minták, mielőtt a földre zuhantak. Noha a Földön felfedezett Marsból származó meteoritok pontosan keltezhetők, valószínűleg elfogult mintának tekintik őket, a fiataloknak a Mars felszínéhez viszonyítva.
Elkins-Tanton a Mars 2020 tudományos csapatának része és a NASA Psziché-missziójának fő kutatója, amely egy bolygómagnak tartott fémszteroid tanulmányozását célozza meg, amelyet 2022-ben indítanak el. Azt mondja, hogy rögtön a tudósok a Marsot tanulmányozzák. szerves anyagok mintái és izotópos sminkjeik. Az izotóp arányok ilyen vizsgálata határozottan jelzi, hogy az anyag élet által létrehozott-e.
A kutatók a mintát is dátummal fogják kimondani: „amit nem tudunk pontossággal végrehajtani a robotokkal” - mondja Elkins-Tanton. „Szuper, szuper finom munka szükséges az izotóp laboratóriumokban, hogy meghatározzuk az ásványi szemcsék vagy a felső kőzet pontos életkorát.” A tudósoknak jelenleg hiányoznak a Mars felszínén található kőzetek abszolút dátumai, és „a minták hozzájárulnának e hosszú- állandó érvek arról, mikor volt Mars nedves. Milyen különféle eonok voltak, a különböző kémiai aktivitások korszakai a Mars felszínén? "
Minden ízű űrhajót eredendően korlátoz a tudományos hardver, amellyel repülnek. Mire Galileo 1995-ben megérkezett a Jupiterre, műszere tíz éves volt. Noha a technológia ugrott előre ebben az évtizedben, a szegény régi Galileo nem tudta kiaknázni belőle. A minta küldetések viszont alapvetően jövőbiztosak - mondja Ryan Zeigler, a NASA Apollo minta kurátora. A technológia fejlődésével a mintákat ki lehet venni a raktárból, és új elemzés céljából megvizsgálhatják azokat.
„A Holdtudományban csontszáraz holdval nőttem fel” - mondja. „A földön szinte minden szikla ásványi anyaggal rendelkezik, víz belsejében. De amikor a tudósok az Apolló mintáit nézték, ezt nem látták. ”A vízhiányt modellezték meg, hogyan alakult ki a hold, hogyan alakult ki, és viszont azt sugallta, hogy mi volt a Föld egykori alkotóeleme. „És akkor tíz évvel ezelőtt jobb műszereinkkel rendelkeztünk, és újra szemügyre vettük a holdminták üvegeit és ásványainkat, és mindkét vízben megtaláltuk a vizet.” A hold modelleket át kellett dolgozni. „Ha illékony anyagok vannak a holdban, akkor az óriási ütközési hipotézis életképes? Igen, de a tudósoknak meg kellett változtatniuk az óriási hatás módját, hogy az illékony anyagok körül maradjanak. Ez jelentős volt. ”
Az ilyen elemzések osztalékot fizetnek, amikor űrhajósok visszatérnek oda. „Nagyon sok pénzbe kerül, ha bármit elküldünk a Holdra, tehát minden erőforrás-felhasználás kulcsfontosságú. És felhasználhatjuk az Apollo mintákból származó hold összetételét, hogy megértsük, mit tudunk felhasználni. ”Zeigler kifejti, hogy a holdi regolitban lévő fémeket felhasználhatják élőhelyek létrehozására. Víz is kinyerhető. „A tudósok fél tucat különféle módszert dolgoztak ki a holdi talajból az oxigén előállítására, az Apollo minták segítségével, kis léptékben, gyakorlás céljából. Ha nagy mennyiségű vizet tudok előállítani a Holdon, vagy hidrogént és oxigént - ez a rakétaüzem! Ez pedig lehetővé teszi a Naprendszer más részeinek emberi felfedezését. ”
A NASA OSIRIS-REx űrhajója felfedezésre kerül, miután 2016. május 21-én eltávolították annak védőburkolatát a floridi Kennedy Űrközpontban lévő hasznos teher veszélyes kiszolgáló épületében (NASA / Dimitri Gerondidakis). Az égi tárgyak minden mintáját a NASA Houstonban található Johnson Űrközpontjának Asztrológiai Kutatási és Kutatási Tudományos Osztálya kezeli és tárolja. Minden alkalommal, amikor új mintát vesznek, új létesítményeket építenek, hogy megfeleljenek a forrásnak, és a mintát elszigetelten és be nem töltött állapotban tartsák. Noha az OSIRIS-REx 2023-ig nem adja vissza Bennu-mintáit, a Johnson hamarosan új laboratóriumokban építi fel Bennu házát, valamint a Ryugu aszteroida részét is, amelyet hamarosan a Japán Űrhajózási Iroda (JAXA) űrhajója vesz majd fel. Hayabusa-2.
A NASA központja már végzett tanulmányokat a Mars mintáinak tárolására vonatkozóan; Csak annyit kell tennie, hogy ezt a küldetést elég közel érje el a célvonalhoz, hogy darukat és buldózereket mozgósítson a Föld új tárolóhelyeire. Hasonlóképpen, az űrhajósági osztály figyelemmel kíséri a Martian Moons Exploration (MMX) japán missziót, amely 2024-ben indul és a Mars két holdjának, a Phobosnak a nagyobbját mintázza.
Az otthonhoz közelebb van a CAESAR, a NASA Új Határok Programjának döntőse, amely 2038-ban a 67P / Churyumov-Gerasimenko üstökösből mintát vesz, ha finanszírozásra jóváhagyják. „Már megvizsgáljuk, hogy mi lenne szükséges, ha egy üstökösről mintákat készítünk” - mondja Zeigler. „Szerencsére sok időnk van, mert kihívást jelent. Hideg, benne van gáz, illékony anyagok vannak benne. Ez nem lehetetlen, de megköveteli, hogy újból megismerjük, hogyan csináljuk ezt, és dolgozzunk ki protokollokat, amelyekkel teljesen új típusú mintákat kezelünk. ”
A minták visszatérése a Földre, bár rendkívüli kihívást jelent, a harcnak csak a fele. Az igazi tudomány akkor kezdődik, amikor biztonságban vannak és biztonságosak a tárolásukban.
"Az Apollo-minták egyik oka továbbra is hasznos a tudomány számára" - mondja Zeigler. - Azért van, mert időt és erőfeszítést töltöttünk azért, hogy jól vigyázzunk rájuk, hogy a holdról és ne Houstonról beszéljenek.
David W. Brown a One Inch From Earth című cikk, a tudósok történetének a története, amely a NASA Európa küldetése mögött rejlik. A Custom House a jövő évben teszi közzé.
