Η ιαπωνική αποστολή εξερεύνησης Άρη θα επιστρέψει ένα δείγμα Phobos Mars

Ο ρόλος της Αποστολής Έρευνας της Σελήνης του Άρη (MMX) στη νέα εποχή της εξερεύνησης της ζωής του Άρη.

• Η επιφάνεια του φεγγαριού του Άρη, Phobos, καλύπτεται από μια ποικιλία υλικών που έχουν ανασκαφεί και εκτοξευθεί από πολυάριθμες προσκρούσεις μετεωριτών από ολόκληρη την επιφάνεια της Γης. ΆρηςΕ
• Mars Sample Return (MSR) Led NASAΟ Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος θα επιστρέψει μεγάλη ποσότητα υλικού του Άρη που συλλέχθηκε από τον κρατήρα Jezero στο ίδιο το σώμα του Άρη. Αντίθετα, το JAXAΗ αποστολή Mars Moon Exploration (MMX) θα συλλέξει μια ποικιλία υλικών του Άρη από το φεγγάρι του Άρη Φόβο.
• Η συνεργασία μεταξύ MSR και MMX θα βελτιώσει την ικανότητα διερεύνησης των επιπτώσεων της ζωής του Άρη από πολλαπλές προοπτικές και θα επισπεύσει την ανατολή της νέας εποχής εξερεύνησης του Άρη τη δεκαετία του 1920.

Πώς έγινε η γη στοιχειωμένος κόσμος; Υπάρχει ζωή πέρα ​​από αυτήν στη Γη; Αυτά είναι ερωτήματα που όλοι αναρωτήθηκαν κάποτε και τώρα αποτελούν βασικό στόχο πλανητικών εξερευνήσεων. “Ωστόσο, η απάντηση μπορεί να μην βρεθεί απλά κοιτάζοντας τη Γη”, λέει ο Δρ Hyodo Ryuki, International Young Senior Fellow (ITYF) στο Ινστιτούτο Διαστημικών και Αστροναυτικών Επιστημών (ISAS) και πρώτος συγγραφέας αυτής της μελέτης.

Ενώ η επιφάνεια του Άρη σήμερα είναι ξηρή, πιστεύεται ότι υπήρχε ένας ωκεανός στην επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη μέχρι πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Έτσι, οι διαστημικές υπηρεσίες από όλο τον κόσμο αναζητούν στον Άρη για αποστολές τη δεκαετία του 2020. “Η στρατηγική ιδέα είναι ότι για να βρούμε ίχνη ζωής πέρα ​​από τη Γη, πρέπει πρώτα να κοιτάξουμε τον Άρη, καθώς το περιβάλλον εκεί ήταν κάποτε παρόμοιο με τη Γη”, εξηγεί ο Hyodo.

Φωτογραφίες Phobos από το HiRISE. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Το έργο Mars Sample Return (MSR) υλοποιήθηκε από κοινού από τη NASA και τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και σχεδιάζει να συλλέξει μεγάλη ποσότητα δειγμάτων εδάφους που έχουν ληφθεί από τον κρατήρα Jezero και να τα επιστρέψει στη Γη. Το rover της NASA, το οποίο προσγειώθηκε με ασφάλεια στον Άρη τον Φεβρουάριο του 2020, είναι υπεύθυνο για τη συλλογή δειγμάτων και την αποθήκευση υλικών σε δοχεία για μεταφορά. Τα εμπορευματοκιβώτια θα ανακτηθούν από την επιφάνεια του Άρη με ένα σύστημα ανάκτησης που έχει προγραμματιστεί για μελλοντική εκτόξευση με την ταχύτερη προγραμματισμένη επιστροφή στη Γη το 2031.

Ο κρατήρας Jezero πιστεύεται ότι ήταν ο πρώην χώρος μιας μεγάλης λίμνης που υπήρχε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Ορυκτά όπως ο πηλός που υποδηλώνουν την παρουσία νερού έχουν ανακαλυφθεί, οδηγώντας στην προσδοκία ότι μπορεί να παραμείνουν ίχνη ζωής. Έτσι, η NASA και ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος αποφάσισαν να εξετάσουν αυτήν την περιοχή. Ωστόσο, στην περίπτωση των ουράνιων σωμάτων όπως η Γη και ο Άρης, δεν μπορούμε να υποθέσουμε ότι η γνώση για ολόκληρο τον πλανήτη μπορεί να μεταδοθεί με βάση μια μόνο τοποθεσία.

Σχηματική απεικόνιση της μεταφοράς υλικού του Άρη. Αμέτρητες μικρές προσκρούσεις μετεωριτών συμβαίνουν σε τυχαίες τοποθεσίες στον Άρη, κρατήρα υλικού επιφάνειας του Άρη. Δεδομένου ότι το φεγγάρι του Άρη, ο Φόβος, βρίσκεται σε τροχιά κοντά στον πλανήτη, το υλικό μπορεί να εκτοξευθεί και να μεταφερθεί από τον Άρη στον Φόβο χωρίς να απαιτηθεί σημαντική πρόσκρουση που θα έλιωνε το υλικό. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι στον Φόβο έχουν συσσωρευτεί ίχνη αρχαίων απολιθωμένων μικροοργανισμών και ζωτικών σημείων, ή/και νεκρών υπολειμμάτων και θραυσμάτων DNA της ζωής του Άρη που υπήρχαν μέχρι πρόσφατα. Σε σπάνιες περιπτώσεις, το εκκενωμένο υλικό του Άρη μπορεί να εκτοξευθεί και να φτάσει στη Γη, μετατρέποντας στον Άρη μετεωρίτη. Ωστόσο, απαιτείται σημαντικός αντίκτυπος στον Άρη για να εκτοξευθεί ένας μετεωρίτης ικανός να φτάσει στη Γη. Έτσι, οι μετεωρίτες του Άρη δεν περιέχουν ίχνη ζωής του Άρη (όλοι αυτοί που βρέθηκαν στη Γη είναι στην πραγματικότητα πυριγενή πετρώματα που σχηματίστηκαν από ψύξη και στερεοποίηση του μάγματος). πίστωση: JAXA

Αυτό οδήγησε στην τοποθέτηση νέων προβλέψεων στην επιφάνεια του φεγγαριού του Άρη Φόβο. Οι προσομοιώσεις υπολογιστών αποκάλυψαν ότι η επιφάνεια του Φόβου είναι γεμάτη με υλικό του Άρη που ανασκάφηκε κατά τη διάρκεια αμέτρητων μικρών επιπτώσεων μετεωριτών που έχουν συμβεί τυχαία στην επιφάνεια του Άρη. “Ιδιαίτερα σημαντικό για μια σεληνιακή αποστολή εξερεύνησης του Άρη, η οποία θα στοχεύσει στον Φόβο για επιστροφή δείγματος, είναι ότι η στενή τροχιά της Σελήνης στον Άρη σημαίνει ότι το ανασκαμμένο υλικό του Άρη μπορεί να φτάσει στον Φόβο χωρίς ένα ισχυρό γεώτρηση, διαλύοντας το υλικό”, εξηγεί ο Hyodo. Ε “Με άλλα λόγια, ίχνη ζωής του Άρη και βιοδείκτες μπορούν να μεταφερθούν στον Φόβο χωρίς να καταστραφεί”.

Η αποστολή JAXA MMX έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2024 JFY. Το διαστημόπλοιο MMX στοχεύει να προσγειωθεί στον Φόβο και να συλλέξει συνολικά 10 γραμμάρια ή περισσότερα δείγματα επιφανειακών υλικών από τουλάχιστον δύο διαφορετικές τοποθεσίες. (Για την αποστολή Hayabusa2, ο στόχος πριν από την εκτόξευση ήταν 0,1g, οπότε το έργο MMX στοχεύει σε ένα δείγμα 100 φορές μεγαλύτερο.)

Μετά το Hayabusa2, ο πρωταρχικός στόχος του έργου MMX είναι να αποκτήσει αρχέγονη ύλη από το Ηλιακό Σύστημα με ένα δείγμα που επιστρέφεται από μια μικρή σφαίρα. Εάν ο Phobos προήλθε από έναν αστεροειδή τύπου D που συνελήφθη από τη βαρύτητα του Άρη (τα δεδομένα παρατήρησης δείχνουν ότι η επιφάνεια της Σελήνης μοιάζει με αυτή ενός αστεροειδή τύπου D), η αποστολή αναμένεται να συλλέξει πρωτόγονα υλικά όπως οργανική ύλη, πιστεύεται Εναλλακτικά, εάν ο Φόβος σχηματίστηκε από τα θραύσματα μιας γιγαντιαίας σύγκρουσης με τον αρχαίο Άρη (μια μεγάλη λεκάνη στο βόρειο ημισφαίριο του Άρη θα μπορούσε να το αποδείξει), τότε ο Φόβος σχηματίστηκε από ένα μείγμα αρχαίων Υλικό του Άρη και αυτό της σφαίρας που συγκρούεται. Το δείγμα που επέστρεψε από τον Φόβο σε αυτή την περίπτωση σημαίνει ότι έχει αποκτηθεί αρχαίο υλικό του Άρη.

Ανεξάρτητα από την προέλευση του Φοβού, επιφανειακό υλικό από τον Άρη έχει εναποτεθεί στην επιφάνεια του Φόβου, μετά την ανασκαφή της επιφάνειας του Άρη στις προαναφερθείσες πολυάριθμες προσκρούσεις από μικρούς μετεωρίτες. Δεδομένου ότι το διαστημόπλοιο MMX έχει προγραμματιστεί να επιστρέψει στη Γη το 2029, το δείγμα που επέστρεψε από την σφαίρα του Άρη που φέρει το MMX αναμένεται να είναι παλαιότερο από αυτό του MSR. Δηλαδή, η JAXA στοχεύει με το MMX προκειμένου να αποκτήσει το πρώτο δείγμα στον κόσμο από ποικιλία υλικών της επιφάνειας του Άρη που πιθανόν να περιέχουν ίχνη ζωής του Άρη και βιοδείκτες, καθώς και υλικό από το φεγγάρι του Άρη που σχετίζεται με την προέλευση του Φόβου.

Ο Δρ HYODO Ryuki και ο καθηγητής USUI Tomohiro του Ινστιτούτου Διαστημικών και Αστροναυτικών Επιστημών JAXA (ISAS), με τη συμβολή των μελών των επιστημονικών ομάδων MSR και MMX, συνόψισαν και συνέκριναν τις δυνατότητες εξερεύνησης της ζωής στον Άρη που θα μπορούσαν να επιτευχθούν με τη χρήση MSR και MMX Αυτό το προοπτικό άρθρο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science.

“Ενώ το MSR περιορίζεται στην εξερεύνηση του κρατήρα Jezero, η λεπτομερής εξέταση έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύσει την τρέχουσα ζωή ακόμη και αν υπάρχει. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν ίχνη αρχαίων απολιθωμένων μικροοργανισμών και βιοδεικτών, νεκρά κατάλοιπα της σύγχρονης ζωής και η δυνατότητα του DNA Τα θραύσματα μπορούν να βρεθούν σε μια ποικιλία υλικών του Άρη στο Phobos που παραδίδονται από ολόκληρη την επιφάνεια του Άρη και επιστρέφονται από το MMX », εξηγεί ο Hyodo.

Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας δεν θα επηρεάσουν την αξιολόγηση πλανητικής προστασίας της αποστολής MMX. Ακόμη και αν υπήρχαν μικροοργανισμοί στην επιφάνεια του Άρη, η αποστείρωση θα συνέβαινε από σύγκρουση ή ακτινοβολία. Η πιθανότητα παρουσίας μικροοργανισμού στα δείγματα του φεγγαριού του Άρη που επέστρεψε στη Γη από το έργο MMX εξακολουθεί να είναι μικρότερη από ένα εκατομμύριο προς ένα, όπως είχε εκτιμηθεί προηγουμένως. “Τέτοιοι οργανισμοί μπορεί να υπάρχουν ως” ασφαλή “κειμήλια, όπου” ασφαλή “δεν σημαίνει” βαρετά “ή” άχρηστα “αλλά διατηρούν υψηλή επιστημονική αξία”, προσθέτει ο Hyodo. Επιπλέον, πρόσφατη έρευνα πρότεινε ότι η αναμενόμενη ποσότητα δειγμάτων Άρη στην επιφάνεια του Φόβου είναι 10–100 φορές μεγαλύτερη από τις συμβατικές εκτιμήσεις.

Με σαφή τη σημασία των αποστολών MSR και MMX, οι κύριες αποστολές συνεργάζονται για να πάρουν μια υπόδειξη για να απαντήσουν στην ερώτηση: Υπάρχουν εξωγήινοι; “Στη δεκαετία του 1920, οι εξερευνήσεις της ζωής στον Άρη από πολλούς διαστημικούς οργανισμούς εισέρχονται σε μια νέα εποχή και η αποστολή MMX της JAXA παίζει σημαντικό ρόλο”, κατέληξε ο Hyodo.