Ilyen műszerekkel keresi majd az életet a Mars-járó

Marsjáró

A NASA bejelentette, milyen tudományos műszereket helyez el a 2020-ban indítandó Mars-járóján. A leszállóhely kiválasztásánál a legfontosabb szempont, hogy legyen remény az egykor esetleg létezett marsi élet maradványainak a megtalálására.

A NASA csütörtöki sajtótájékoztatóján bejelentették azt a hét műszert, amelyeket 2020-as Mars-járóra szerelnek majd fel. Az immár életnyomokat is kereső űreszköz iránt nagy az érdeklődés a tudományos közösségben, amit az is jól mutat, hogy a hét műszerre 58 javaslat érkezett szerte a világból. A kiválasztott műszerek megépítésére 130 millió dollárt nyújt a NASA.

A 2020-as Mars-járó fő célja már nem a víz és a potenciális élőhelyek, hanem magának az életnek a keresése a Marson - életnyomok formájában Forrás: http://mars.jpl.nasa.gov/mars2020/

Életnyomok keresése és az emberes repülések előkészítése

A 2020-as rover a Marson két éve landolt, eddig igen sikeres Curiosity szerkezetén alapul. Az új Mars-járó azonban olyan új műszereket kap, amelyek tudományos céljai már túlmutatnak a Curiosity céljain: ez azt jelenti, hogy már nem csak a leszállóhely potenciális (egykori) lakhatósági viszonyait kell feltérképezniük, hanem közvetlen módszerekkel kell az esetleges múltbéli marsi élet nyomai után kutatniuk. Fontos újdonság lesz az a műszer, amelyikkel kifejezetten a bonyolultabb szerves szénvegyületeket akarják keresni.

A jövőbeli emberes küldetések tervezői is felhasználhatják majd a 2020-as rover eredményeit: sok minden kiderülhet arról, hogy milyen problémákkal kell majd szembenéznie az első Marsra lépő űrhajósoknak. Ilyen kérdés például, hogy mekkora fenyegetést jelent az űrhajósokra a marsi por, és hogy hogyan lehet a légköri szén-dioxidból oxigént előállítani (belégzés és üzemanyag készítése céljából).

A műszerek

A Mastcam-Z nevű kamerarendszer panoráma- és sztereóképeket készít. Meghatározza a felszín durva ásványi összetételét.

A SuperCam nevű képalkotó műszer képes szerves anyagok jelenlétét kimutatni kőzetekben és a marsi felszíni törmeléktakarójában, távolabbról is.

A PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) egy röntgenspektrométer, amely a vizsgált anyagok elemi összetételének minden korábbinál pontosabb megállapítására képes.

A SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) egy ultraibolya lézert használó spektrométer, amely szerves anyagokat érzékel. Ilyen műszer először megy a Marsra.

A MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment) egy olyan kísérleti technológia, amely oxigént állít elő a légkör szén-dioxidjából.

A MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) a környezetet folyamatosan monitorozó érzékelők együttese, amelyek mérik a hőmérsékletet, a szélsebességet és –irányt, a nyomást, a relatív páratartalmat, továbbá a szálló por szemcséinek méretét és alakját.

A RIMFAX (Radar Imager for Mars' Subsurface Exploration) a felszín alá „belátó” radar, amely centiméteres felbontású képet ad a geológiai viszonyokról.

Kőzetminták gyűjtése

A küldetés egyik legfontosabb újdonsága az lesz, hogy a rover kőzetmintákat gyűjt a Mars felszínén. Az 1 cm átmérőjű hengereket egyenként tokozva egy tartályba teszi, a jelenlegi tervek szerint szám szerint 31-et. A lehető legpontosabban dokumentálni fogja a minták gyűjtésének helyét és időpontját. Nem hozza azonban el a Földre, mert az ideiglenes nevén M2020 küldetés nem lesz alkalmas a Földre visszatérésre.

A minták ott maradnak a Marson, és a NASA később szándékozik eldönteni, milyen módon megy értük. A különös koreográfia az emberes küldetés előkészítését szolgálja, ott elkerülhetetlenek lesznek az efféle forgatókönyvek. A szonda indulásáig már „csak” hat év van hátra, ami akkor sem hosszú idő, ha számos bevált megoldást átvesznek a Curiositytől.

A panorámaképektől a mikroszkopikus felvételekig

A mérések, megfigyelések másik fontos sajátossága a „léptékek egymásba ágyazódása” lesz. Ez a kamerák képei esetében például azt jelenti, hogy a panorámaképektől a mikroszkopikus felvételekig biztosítani kell a folytonosságot, azt, hogy a nagyobb területet kisebb felbontással mutató képen érdekesnek ítélt részlet egyre jobban megközelíthető és részletekbe menően vizsgálható legyen.

A Curiosity felvételei szemléltetik, milyen fontos, hogy a kis- és nagyfelbontású képek kiegészítsék egymást. A kis felbontású panorámaképen lehet megkeresni a részletesebb vizsgálatra érdemes, kisebb területeket. A 2020-as marsjáró tervezésénél fontos szempont, hogy a képek felbontása egymásba ágyazódjék, az érdekes területekről egyre részletesebb képek készüljenek Forrás: http://mars.jpl.nasa.gov/mars2020/

Ugyanez a kémiai elemzéseknél azt jelenti, hogy már nem csak az összetevő elemeket, hanem a kőzet mikroszkopikus szerkezetét is vizsgálnia kell a laboratóriumnak. Mindezek ellenére a tudományos programot kidolgozó testület hangsúlyozta, hogy a kutatásnak ezen a szintjén már olyan kérdések is felmerülhetnek, amelyekre csak a minták földi laboratóriumokban történő vizsgálata adhat választ. Ezért ragaszkodtak a minták gyűjtéséhez és késleltetett Földre hozásához.

Az M2020 küldetést a 2020. július-augusztusi indítási ablakban Atlas-V vagy más, ahhoz hasonló, tehát közepes méretű hordozórakétával szándékoznak útnak indítani. A repülési idő a Marsig a szokásos energiaminimumos pályán 8–9 hónap lesz, így a szonda 2021. január–március körül érkezik a vörös bolygóhoz. Az ebben a szakaszban alkalmazott megoldások (navigáció, távközlés) azonosak lesznek azzal, ami a Curiosity esetében bevált. Ugyanígy a leszállás is minden bizonnyal az „égi daruval” történik.

A Curiosity két éve landolt a Marson. A rovert új módszerrel, puhán helyezték le a talajra Forrás: http://mars.jpl.nasa.gov/mars2020/

Már ősmaradványokat keres

A leszállást egy 20 x 25 km-es ellipszisen belül tervezik. Bár ennek a helyét egyelőre nem jelölték ki, úgy tűnik, az egyenlítőhöz közelebbi és mélyen fekvő területeket részesítik előnyben. A leszállóhely kiválasztásánál a legfontosabb szempont, hogy legyen remény az egykor esetleg létezett élet maradványainak a megtalálására.

Az, hogy a 3 méter hosszú, 2,7 méter széles és 2,2 méter magas, 950 kilogrammosra tervezett rover küldetésének hosszát egy marsi évre (csaknem 2 földi év) tervezik, ennek megfelelően hosszú élettartamú energiaforrással szerelik fel. A rovernek képesnek kell lennie nagyobb távolságok megtételére, arra, hogy a leszállásra kijelölt területen kívülre is eljusson.

A 2020-ban indítandó marsjáró vázlata a Curiosityre hasonlít. Nem véletlenül, költségtakarékossági okokból a bevált alapra szándékoznak felépíteni az új mozgó laboratóriumot Forrás: NASA/JPL-Caltech

Az M2020 tudományos programjára javaslatot tevő, asztrobiológusokból, geológusokból, geofizikusokból, műszerfejlesztő mérnökökből, korábbi küldetések irányítóiból álló bizottság véleménye szerint a küldetés erősségei a következők.

A küldetéssel kezdetét veszi a marsi kőzettan, mert eddig csak az átlagos kémiai összetételt, az előforduló ásványokat vizsgálták, az M2020 viszont már a kőzetek szerkezetét is tanulmányozni fogja. A Curiosity talajminta-elemzőjével szemben a bizottság olyan műszert látna szívesen az M2020-on, amelyik nem „darálja meg” vizsgálat előtt a mintákat, hanem minél nagyobb épségben őrzi meg azokat, és nem hevíti a vizsgálathoz a mintákat, ami szintén roncsolást okoz. A legjelentősebb újdonság pedig a már említett kőzetminta-gyűjtés lesz, a tanulmány ugyanis leszögezi, hogy a Mars kutatásának már olyan szintjére érkeztünk, ahol a szükséges, felettébb bonyolult anyagvizsgálatok csak földi laboratóriumokban végezhetők el.

A NASA az 1990-es évek közepe óta tervszerűen végzi a Mars kutatását, egymással párhuzamosan a bolygó körül keringő és a felszínre leszálló egységekkel. Az eddigi küldetések legfontosabb tudományos feladata a víz keresése volt, a továbbiakban a lakhatóság és az esetleges egykori marsi élet nyomainak keresésére tevődik a hangsúly Forrás: NASA