Perseverance będzie miał pełne ramiona robotyczne roboty. Łazik leci na Marsa
2020-07-30Radek Kosarzycki
Łazik Perseverance został wyniesiony w kierunku Marsa. Czas najwyższy dokładniej poznać sam pojazd, jak i jego misję.
Ten ogromny aparat, wyposażony w całą paletę instrumentów oraz zaawansowany system do wykonywania odwiertów ma za zadanie pomóc nam odpowiedzieć na pytanie o to, czy na Marsie faktycznie kiedyś istniało życie.
Śmiało można powiedzieć, że Perseverance to jedna z najambitniejszych misji kiedykolwiek realizowanych przez NASA. W przeciwieństwie do poprzednich łazików, Perseverance nie tylko będzie analizował skały marsjańskie za pomocą swojego miniaturowego laboratorium, ale także przygotuje kilkadziesiąt próbek, które zapakowane pozostawi za sobą na powierzchni Marsa.
Próbki te w przyszłej dekadzie zostaną zebrane i dostarczone na Ziemię przez inny aparat bezzałogowy. Dzięki temu naukowcy na Ziemi będą mogli je zbadać za pomocą najnowocześniejszych instrumentów badawczych w najlepszych laboratoriach na Ziemi.
Cała ta operacja składająca się z łazika Perseverance, ale także i z przyszłych misji robotycznych, nosi nazwę Mars Sample Return. Jej celem jest dostarczenie nieskażonych fragmentów skał marsjańskich na Ziemię. To właśnie na Ziemi będzie można dokładnie sprawdzić czy szczególnie interesujące próbki wskazują, czy na Marsie istniało kiedyś życie, czy nie.
Jeżeli chcemy potwierdzić, że na innej niż Ziemia planecie istniało kiedykolwiek życie, raczej nie da się tego zrobić za pomocą zminiaturyzowanego laboratorium, które możemy tam wysłać. Do tego potrzeba potężnych laboratoriów ziemskich – mówi Kenneth Farley, naukowiec projektu łazika Perseverance i profesor na Caltech.
Choć łazik stanowi pierwszy element całej misji, to jest on jednym z najtrudniejszych w realizacji. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, Perseverance spakuje kilkadziesiąt próbek skał marsjańskich, które kiedyś dotrą na Ziemię. To właśnie te próbki będą mogły nam powiedzieć czy na Marsie kiedykolwiek powstało życie, czy też od prawie 5 mld lat jest to tylko planeta pozbawiona jakiejkolwiek biologii.
To naprawdę unikalna, wyjątkowa okazja na pobranie próbek z konkretnego miejsa na Marsie – przekonuje Tanja Bosak, profesor geobiologii na MIT i członkini zespołu naukowców pracujących przy Perseverance.
Poszukiwanie życia na Marsie
Już w 1976 r. NASA wysłała na Marsa dwa lądowniki Viking 1 i Viking 2, których zadaniem miało być poszukiwanie oznak życia. Choć oba dowiedziały się o Czerwonej Planecie bardzo dużo, nie przekazały na Ziemię żadnych przekonujących dowodów na to, że życie kiedykolwiek tam istniało.
Takie wyniki troszeczkę ostudziły nadzieje naukowców i inżynierów w NASA. Teraz, z perspektywy czasu, wiemy, że lądowniki Viking nie miały żadnej szansy na potwierdzenie, że życie mogło tam istnieć, o ile przed kamery lądownika nie wyszedłby jakiś marsjański odpowiednik psa czy T-Rexa. Dopiero teraz wiemy (a wtedy nie wiedzieliśmy), na co w ogóle zwrócić uwagę, poszukując życia obecnego lub przeszłego na innej planecie.
Za Vikingami w kierunku Marsa poleciały sondy kosmiczne, które badały powierzchnię planety z orbity, oraz łaziki, które jeździły po powierzchni i badały skały z bliska. W ten sposób na przestrzeni lat Mars ukazał nam się na nowo. Dzięki zebranym w ten sposób danym, naukowcy dowiedzieli się, że 3,5 mld lat temu na Marsie było mnóstwo jezior, rzek i mórz, atmosfera była gęsta, a panujące tam warunki dużo bardziej niż dzisiaj przypominały Ziemię. Woda w stanie ciekłym jest jednym z najważniejszych elementów warunkujących powstanie życia na naszej planecie. Z tego tez powodu wielu naukowców zaczęło się zastanawiać czy na Marsie w takim razie także istniało życie.
Informacje uzyskane za pomocą nowszego łazika Curiosity, który od ośmiu lat przemierza krater Gale na Marsie, jeszcze bardziej zachęciły naukowców do poszukiwania życia. Instrumenty zainstalowane na pokładzie szybko ustaliły, że obecny krater Gale dawno temu wypełniony był w całości wodą – było to jedno wielkie jezioro.
W czasie kiedy to jezioro istniało, na Ziemi takie same jeziora nie tylko sprzyjały życiu, ale były go pełne. Mamy do czynienia z bardzo podobnymi środowiskami istniejącymi na dwóch planetach w tym samym czasie. Wiemy, że na jednej z tych planet, w tym środowisku było życie. Pytanie czy na drugiej też – zastanawia się Farley.
Teraz, dla nowego łazika Perseverance, NASA wybrała jedno z najbardziej obiecujących miejsc do poszukiwania śladów życia na Marsie. Krater Jezero to miejsce, które według naukowców kiedyś było jeziorem, do którego wpływała rzeka. Płynąca woda mogła dostarczać do jeziora osady i inne minerały, które mogły stanowić idealną mieszankę do powstania i istnienia przeróżnych mikroorganizmów.
Za pomocą łazika z bliska przyjrzymy się temu, co z orbity wygląda dla nas jak środowisko bardzo sprzyjające życiu. Jeżeli w tym jeziorze istniały mikroorganizmy, to miały tam wprost idealne warunki do rozwoju, szczególnie wzdłuż linii brzegowej jeziora, gdzie przynajmniej na Ziemi istnieją najlepsze warunki do rozwoju życia – mówi Ken Williford, zastępca naukowca projektu łazika Perseverace w JPL.
Będziemy borować dziury
Kiedy Perseverance znajdzie się już na dnie krateru, rozpocznie się poszukiwanie tzw. biosygnatur. Takim wskaźnikiem aktywności biologicznej mogą być skały, minerały lub struktury powstałe przy idziale organizmów żywych. Mogą to być także związki chemiczne powstałe w procesach biologicznych lub materia organiczna – związki węgla i wodoru, które stanowią podstawę całego życia na Ziemi. Odkrycie choć jednej biosygnatury tego typu byłoby ogromnym sukcesem, odkrycie wielu różnych typów biosygnaturw jednym miejscu byłoby istnym strzałem w dziesiątkę.
Łazik Perseverance - wyposażenie
Łazik wyposażony jest w siedem instrumentów, z których większość będzie służyła do poszukiwania takich śladów. Wśród nich są kamery, radar, laser i wiele innych. Oprócz nich, na pokładzie łazika znalazło się także kilka dodatkowych instrumentów. MOXIE na przykład spróbuje zamienić dwutlenek węgla z marsjańskiej atmosfery w tlen, to proces z którego kiedyś być może będą korzystali pierwsi ludzie na Marsie.
Choć najbardziej efektownym dodatkiem do łazika jest miniaturowy helikopter Ingenuity, to jednak naukowców i inżynierów najbardziej ekscytuje system pozwalający na wwiercanie się pod powierzchnię Marsa.
Element misji dotyczący zbierania próbek skał jest chyba najważniejszym elementem całej misji łazika. Robotyczne ramię będzie wysuwało się przed łazikiem i wwieracało się w powierzchnię za pomocą jednego z dziewięciu wierteł. Materia z odwiertu będzie następnie pakowana w jedną z 43 tytanowych rurek, które Perseverance zabierze ze sobą na Marsa. Po wypełnieniu rurki, zostanie ona przetransportowana do wnętrza łazika, gdzie drugie ramię robotyczne wykona dokładne zdjęcia próbki, hermetycznie ją zamknie i zachowa na później
– mówi Williford.
Decyzje o tym gdzie i kiedy będą wykonywane odwierty będą podejmowane przez całe zespoły naukowców i inżynierów. Choć oczywiście wstępne plany już istnieją, to wszystko zależy od tego, w którym fragmencie krateru Jezero ostatecznie łazik wyląduje. Dopiero po lądowaniu, będzie można dokładnie przeanalizować otoczenie i zlokalizować szczególnie interesujące miejsca. Naukowcy będą w szczególności zainteresowani węglanami, które z orbity widoczne są wzdłuż krawędzi krateru. Analogicznie, równie interesujące są stromatolity, które na Ziemi powstają w płytkich wodach kiedy cyjanobakterie wychwytują drobiny osadów i tworzą warstwowe formacje skalne. Podobne formacje na Marsie z pewnością stanowiłyby ciekawe miejsca do wykonywania odwiertów.
Każda decyzja o odwiercie poprzedzona będzie dniami lub nawet tygodniami analiz. Przy każdej decyzji tego typu, naukowcy będą musieli wziąć pod uwagę tysiące różnych czynników.
W ramach misji łazik będzie miał za zadanie zebranie co najmniej 20 próbek materii marsjańskiej, które pewnego dnia będzie można przesłać na Ziemię. Mimo to na pokładzie znajdują się 43 pojemniki na próbki, tak na wszelki wypadek.
Na próbki z Marsa jeszcze trochę poczekamy. Bardzo trochę.
Na odpowiednio zaawansowanym etapie misji naukowcy podejmą decyzję o pozostawieniu próbek na powierzchni Marsa. Być może będą one leżały w grupach po jednej czy dwie, a być może wszystkie będą leżały obok siebie na jakiejś płaskiej powierzchni. Dzięki temu, że pojemniki wykonane są z tytanu, będą w stanie wytrzymać niskie temperatury na marsie oraz ewentualne burze pyłowe, bez ryzyka utraty próbki. Inżynierowie są przekonani, że zamknięte w pojemnikach próbki będą w stanie wytrzymać nawet 20 lat bez utraty wartości naukowej.
To kluczowa informacja, bowiem na misję odzyskującą próbki z powierzchni Marsa możemy jeszcze trochę poczekać. NASA i ESA próbują w miarę możliwości przyspieszyć cały proces. Aktualne plany mówią o wysłaniu kolejnego łazika, który pobierze próbki z powierzchni i przetransportuje je do rakiety, która po starcie połączy się z sondą znajdującą się na orbicie. Dopiero ta sonda powróci na Ziemię z próbkami. To niewiarygodnie skomplikowana misja (Elon Musk na pewno zrobiłby ją w tydzień, na Twitterze), dlatego też naukowcy spodziewają się próbek nawet dopiero za dziesięć lat.
Mimo to, jeżeli wszystko pójdzie dobrze, to wartość naukowa tego całego procesu będzie wprost ogromna. Kiedy już próbki dotrą na Ziemię, naukowcy podzielą je na drobne plastry, cieńsze od kartki papieru, przez które będzie można przepuścić światło. Plastry będą wtedy na tyle cienkie, że będziemy w stanie dostrzec bardzo, bardzo małe struktury o rozmiarach pojedynczych komórek. Jak na razie nie da się tego zrobić na pokładzie łazika, ale w laboratorium na Ziemi już tak – dodaje Williford.
Po dzisiejszym starcie łazik Perseverance spędzi siedem miesięcy w przestrzeni kosmicznej. Po tym czasie, w połowie lutego 2021 r. będzie musiał jeszcze bezpiecznie wylądować na powierzchni Marsa. Takie lądowanie nie należy do łatwych zadań. Jak dotąd udało się to zrealizować w zaledwie ośmiu misjach. Nic zatem dziwnego, że inżynierowie o wejściu w atmosferę mówią „siedem minut terroru”. Jeżeli jednak Perseverance wyląduje w całości i zacznie prace, to niezależnie od tego czy znajdzie tam życie czy też go nie znajdzie, powie nam ogromnie dużo o naturze życia w Układzie Słonecznym i w całym Wszechświecie.
Kluczowym pytaniem, na które wciąż nie znamy odpowiedzi jest „czy istnieje życie na innych planetach?”. Odpowiadając na to pytanie dowiemy się czy powstanie życia na Ziemi było swego rodzaju magiczną iskrą, cudem, który zdarza się niewiarygodnie rzadko, czy też jest to proces naturalny, z którym mieliśmy do czynienia na Ziemi oraz na miliardach innych planet. To może być jedna z najważniejszych informacji o wszechświecie jaką możemy zdobyć. Być może uda się odpowiedzieć na te pytania w ciągu najbliższej dekady. Żyjemy w naprawdę ekscytujących czasach.
Good luck, Perseverance!
Krater Jezero na zdjęciu z sondy Mars Reconnaissance Orbiter. Źródło: NASA
NASA Mars Perseverance Rover Sample Collection Animation
https://www.youtube.com/watch?v=sD_pwr_ ... e=emb_logoTytanowe pojemniki na próbki tuż przed montażem do spodniej części łazika Perseverance
Mars sample return
https://www.youtube.com/watch?v=RNnJBKR ... e=emb_logohttps://spidersweb.pl/2020/07/lazik-per ... badal.html
