Τώρα πετώντας σε σχηματισμό με τον αστεροειδή Bennu, το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx θα περάσει τους επόμενους δεκαοκτώ μήνες να επιτηρεί αυτό το παρθένο κομμάτι του πρωταρχικού ηλιακού συστήματος: χαρτογραφήτας τη σύνθεση του, μελετώντας τις κινήσεις του και επεξεργάζοντας τα whys και wherefores παρόμοιων αντικειμένων. Αυτή η αρχική έρευνα είναι εν αναμονή της Ημέρας της Ανεξαρτησίας το 2020, όταν το διαστημικό σκάφος - το μέγεθος ενός φορτηγού UPS με κινητικότητα ενός κολιμπρί - θα πιέσει τον μηχανισμό συλλογής του δείγματος ενάντια στο Bennu για να φέρει στο σπίτι ένα σφραγισμένο δοχείο αστεροειδούς premium-grade Α για αναλύσεις σε εργαστήρια σε όλο τον κόσμο.
"Θα έχουμε δει τον Bennu από ένα σημείο φωτός και μόλις επιστρέψουμε στη Γη, μέχρι τα συστατικά του στοιχεία. Είναι καταπληκτικό. Δεν υπάρχει άλλο σώμα για αυτό είναι αληθινό ", λέει ο Dante Lauretta, κύριος ερευνητής της αποστολής, από το γραφείο του στο Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. Σκέφτεται για μια στιγμή, και προσθέτει, "Ίσως Wild 2."
Ο κομήτης Wild 2 δειγματίστηκε από την αποστολή Stardust της NASA το 2004. Ήταν η πρώτη αποστολή δειγματοληψίας του οργανισμού από το πρόγραμμα Apollo, αν και δεν προσέγγισε την τόλμη του Lauretta και της ομάδας του στο Bennu. Το Stardust συγκέντρωσε τα σωματίδια στον κώλο του κομήτη, το μεγαλύτερο από τα οποία ήταν περίπου ένα χιλιοστό, και βρήκε αμινοξέα ζωτικής σημασίας για τη ζωή, αλλάζοντας την επιστημονική κατανόηση του σχηματισμού των κομητών. Το OSIRIS-REx, από την άλλη πλευρά, θα πάρει σπίτι μέχρι 4, 4 κιλά του ανθρακούχου αστεροειδούς. Είναι αδύνατο να προβλέψουμε τι θα αποκαλύψει το λατομείο του, καθώς τα συστατικά του Bennu πιστεύεται ότι είναι παλαιότερα από το ίδιο το ηλιακό σύστημα, αλλά η μελέτη αυτού του αρχαίου υλικού είναι πιθανό να γεμίσει κενά στα μοντέλα μας σχηματισμού ηλιακού συστήματος και το μονοπάτι που τελικά οδήγησε στη ζωή στη Γη.
Εικόνα του αστεροειδούς Bennu που έλαβε το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx στις 16 Νοεμβρίου 2018, σε απόσταση 85 μίλια (136 χλμ.). (NASA / Goddard / Πανεπιστήμιο Αριζόνα) Οι αποστολές δειγματοληψίας είναι ακριβώς αυτό που ακούγονται, αρπάζοντας κάποιο ουράνιο δείγμα στο φυσικό του περιβάλλον και το φέρνοντας στο σπίτι για ανάλυση. Αν και οι πλανητικοί επιστήμονες έχουν δουλέψει με μαγεία με προσγείωση και δρομείς, οι μηχανικοί τους πληρεξούσιοι εξακολουθούν να είναι απογοητευτικά περιορισμένοι στην επιστήμη που μπορούν να κάνουν. Τα επιστημονικά ωφέλιμα φορτία των ρομπότ περιορίζονται από τη μάζα και την ισχύ, ενώ τα φασματόμετρα στη Γη μπορεί να είναι το μέγεθος ενός κτιρίου. Ένα συγχροτρόν μπορεί να είναι χιλιόμετρο. Αυτά είναι τα μεγέθη Star Trek. Η ιδέα πίσω από την δειγματοληψία είναι ότι εάν δεν μπορούμε να φέρουμε τα εργαλεία στον στόχο, θα φέρουμε το στόχο στα εργαλεία.
"Ήμουν σε αυτό το κτίριο το 2008, όταν το φορτηγό Φοίνιξ ήταν στην επιφάνεια του Άρη, και εκείνες οι πρώτες στροφές του Άρη δεν θα αποσύρθηκαν από το ρομποτικό βραχίονα για ανάλυση", λέει η Lauretta. "Τελικά το κατάλαβαν. Τον έψαξαν και απελευθερώθηκε και έκανε το δρόμο του στο φασματόμετρο μάζας, και ξύριζαμε τα κεφάλια μας και προσπαθούσαμε να το καταλάβουμε. Και σκέφτηκα τον εαυτό μου: Αν είχα ένα κόκκο που θα μπορούσα να κολλήσω από εκείνη τη σέσουλα, θα μπορούσα να σας πω εκατοντάδες φορές περισσότερες πληροφορίες από ό, τι μόλις χάσατε αυτό το όργανο.
Δεν προχωρούν όλοι οι τομείς της πλανητικής μελέτης με ανάλυση δειγμάτων. Ένας γεωφυσικός που ελπίζει να καταλάβει ένα πλανητικό αντικείμενο δεν μπορεί να φτάσει για ένα φτυάρι αλλοδαπού regolith στην αρχή. Η NASA έχει καθιερωμένο ρυθμό εξερεύνησης για την κατανόηση των πλανητικών σωμάτων: flyby, orbiter, lander, rover, αποστολή δειγματοληψίας και στη συνέχεια μια ανθρώπινη αποστολή. Το φεγγάρι έλεγξε κάθε κουτί. Ο Mars 2020, ο επόμενος δρομολογητής της NASA, ο οποίος θα τεθεί σε κυκλοφορία το ίδιο έτος, θα ξεκινήσει τη διεργασία δειγματοληψίας. Θα μπουκάρει τη βρωμιά του Άρη για ένα μελλοντικό Lander να συγκεντρωθεί και να ανατινάξει πίσω στο σπίτι. Μετά από αυτό, στέλνετε αστροναύτες.
"Επί δεκαετίες, δείγματα λείπουν μάταια από τη μελέτη του Άρη", λέει ο Lindy Elkins-Tanton, διευθυντής της Σχολής Διερεύνησης της Γης και του Διαστήματος στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. «Όσο πιο προηγμένες όσο κι αν είμαστε με απομακρυσμένα όργανα, είναι εκπληκτικό το πόσο περισσότερο μαθαίνουμε πότε έχουμε τα χέρια μας. Δεν υπάρχει καμία υποκατάσταση. "
Αν και οι πλανητικοί επιστήμονες μελετούν τους μετεωρίτες του Άρη για να δουν την ιστορία αυτού του πλανήτη, οι μετεωρίτες δεν μπορούν να απαντήσουν στο ερώτημα εάν ο Άρης ήταν ποτέ κατοικία της ζωής. Επιπλέον, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν με ακρίβεια πού ή πότε προέκυψαν τα δείγματα προτού καταρρεύσουν στη Γη. Αν και μετεωρίτες από τον Άρη που ανακαλύφθηκαν στη Γη μπορούν να χρονολογηθούν με ακρίβεια, θεωρούνται πιθανό δείγμα μεροληψίας, νέοι σε σχέση με την επιφάνεια του Άρη.
Ο Elkins-Tanton είναι μέλος της ομάδας επιστήμης του Mars 2020 και χρησιμεύει ως κύριος ερευνητής της αποστολής ψυχής της NASA για τη μελέτη μεταλλικού αστεροειδούς, που θεωρείται πλανητικός πυρήνας, που πρόκειται να τεθεί σε λειτουργία το 2022. Λέει ότι αμέσως οι επιστήμονες θα μελετήσουν την αρειανή δείγματα για οργανικά υλικά και ισοτοπικά μακιγιάζ τους. Μια τέτοια μελέτη των αναλογιών των ισοτόπων θα έδινε ισχυρή ένδειξη για το αν το υλικό δημιουργήθηκε από τη ζωή.
Οι ερευνητές θα δώσουν επίσης το δείγμα "κάτι που δεν μπορούμε να κάνουμε με οποιαδήποτε ακρίβεια με ρομπότ", λέει ο Elkins-Tanton. "Χρειάζονται σούπερ, εξαιρετικά λεπτή δουλειά σε εργαστήρια ισότοπων για να αποκτήσουν την ακριβή ηλικία ενός ορυκτού κόκκου ή ενός ανώτερου βράχου." Οι επιστήμονες σήμερα δεν έχουν απόλυτες ημερομηνίες για βράχια στην επιφάνεια του Άρη και "τα δείγματα θα βοηθούσαν στην επίλυση ορισμένων από αυτές τις μακροχρόνιες δοκιμές, ισχυρά επιχειρήματα σχετικά με το πότε ο Άρης ήταν υγρός. Ποια ήταν τα διαφορετικά χρόνια, οι εποχές των διαφορετικών χημικών δραστηριοτήτων στην επιφάνεια του Άρη; "
Τα διαστημόπλοια κάθε γεύσης είναι εγγενώς περιορισμένα από το επιστημονικό υλικό που πετούν. Μέχρι τη στιγμή που ο Γαλιλαίος έφτασε στον Δία το 1995, τα όργανα του ήταν δέκα χρονών. Αν και η τεχνολογία προχώρησε προς τα εμπρός κατά τη διάρκεια αυτής της δεκαετίας, ο φτωχός παλιός Galileo δεν θα μπορούσε να αξιοποιήσει κανένα από αυτά. Οι αποστολές δειγματοληψίας, από την άλλη πλευρά, είναι ουσιαστικά στο μέλλον, λέει ο Ryan Zeigler, επιθεωρητής δείγματος Apollo της NASA. Καθώς η τεχνολογία προχωρεί, τα δείγματα μπορούν να τραβηχτούν από την αποθήκευση και να επανεξεταστούν για νέα ανάλυση.
«Μεγάλωσα στην σεληνιακή επιστήμη με ένα ξηρό φεγγάρι», λέει. "Στη Γη, σχεδόν κάθε βράχος έχει ένα ορυκτό μέσα με νερό δεμένο μέσα του. Αλλά όταν οι επιστήμονες κοίταξαν τα δείγματα του Απόλλωνα, δεν το είδαν αυτό ». Αυτή η έλλειψη νερού συμπεριλήφθηκε σε πρότυπα για το πώς σχηματίστηκε το φεγγάρι, πώς εξελίχθηκε και με τη σειρά του πρότεινε ό, τι έγινε κάποτε η Γη. "Και πριν από δέκα χρόνια, είχαμε καλύτερα όργανα και είδαμε ξανά τα γυαλιά και τα ορυκτά στα δειγματοληπτικά δείγματα σε σενάρια και βρήκαμε νερό και στα δύο." Τα σεληνιακή μοντέλα χρειάστηκε να ξαναγίνουν επεξεργασμένα. "Εάν υπάρχουν πτητικά στο φεγγάρι, είναι η υπόθεση γιγαντιαίου αντίκτυπου βιώσιμη; Ναι, αλλά οι επιστήμονες έπρεπε να τροποποιήσουν τον τρόπο με τον οποίο οι γιγάντιες επιπτώσεις λειτουργούσαν για να κρατήσουν τα πτητικά γύρω. Αυτό ήταν σημαντικό. "
Τέτοιες αναλύσεις θα πληρώσουν μερίσματα όταν επιστρέψουν αστροναύτες εκεί. "Χρειάζονται πολλά χρήματα για να στείλετε οτιδήποτε στο φεγγάρι, οπότε οποιαδήποτε χρήση πόρων που μπορούμε να κάνουμε στην περιοχή είναι το κλειδί. Και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη σύνθεση του φεγγαριού από τα δείγματα Apollo για να καταλάβουμε τι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ». Ο Zeigler εξηγεί ότι τα μέταλλα στο σεληνιακό regolith μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν ενδιαιτήματα. Το νερό μπορεί επίσης να εξαχθεί. "Οι επιστήμονες έχουν καταλήξει σε μισή ντουζίνα διαφορετικούς τρόπους να φτιάξουν οξυγόνο από το σεληνιακό έδαφος, χρησιμοποιώντας τα δείγματα Apollo, σε μικρή κλίμακα, για να εξασκηθούν. Αν μπορώ να παράγουν μεγάλες ποσότητες νερού στο φεγγάρι, ή το υδρογόνο και το οξυγόνο - αυτό είναι καύσιμο πυραύλων! Το οποίο με τη σειρά του επιτρέπει την ανθρώπινη εξερεύνηση άλλων μερών του ηλιακού συστήματος. "
Το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx της NASA αποκαλύπτεται μετά την απομάκρυνση του προστατευτικού καλύμματος του στο εσωτερικό του Κέντρου Διαστημικών Κέντρων Kennedy της Φλόριντα στις 21 Μαΐου 2016. (NASA / Δημήτρης Γερονδιδάκης) Όλα τα δείγματα ουράνιων αντικειμένων διαχειρίζονται και αποθηκεύονται από την Astromaterials Research and Exploration Science Division του Johnson Space Center της NASA στο Χιούστον. Κάθε φορά που συλλέγεται ένα νέο δείγμα, κατασκευάζονται νέες εγκαταστάσεις που ταιριάζουν στην πηγή του και διατηρούν το δείγμα απομονωμένο και αβλαβές. Αν και η OSIRIS-REx δεν θα επιστρέψει τα δείγματα Bennu μέχρι το 2023, η Johnson σύντομα θα ξεκινήσει την κατασκευή της σε νέα εργαστήρια που θα φιλοξενήσουν τον Bennu και μέρος του αστεροειδούς Ryugu, το οποίο σύντομα θα εξεταστεί από το ιαπωνικό διαστημικό σκάφος της Aerospace Exploration Agency (JAXA) Hayabusa-2.
Το κέντρο της NASA έχει ήδη πραγματοποιήσει μελέτες για τον τρόπο αποθήκευσης δειγμάτων του Mars. είναι απλώς ένα θέμα να πάρει αυτή την αποστολή αρκετά κοντά στη γραμμή τερματισμού για να κινητοποιηθούν γερανοί και μπουλντόζες για τις νέες εγκαταστάσεις αποθήκευσης στη Γη. Ομοίως, το τμήμα αστρομαυρών παρακολουθεί την ιαπωνική αποστολή Martian Moons Exploration (MMX), η οποία θα ξεκινήσει το 2024 και θα δοκιμάσει το μεγαλύτερο από τα δύο φεγγάρια του Άρη Φόβο.
Πιο κοντά στο σπίτι, υπάρχει CAESAR, φιναλίστ για το πρόγραμμα New Frontiers της NASA, το οποίο θα δοκιμάσει τον κομήτη 67P / Churyumov-Gerasimenko το 2038 εάν εγκριθεί για χρηματοδότηση. "Εξετάζουμε ήδη τι θα χρειαστεί για να καθαριστούν δείγματα από έναν κομήτη", λέει ο Zeigler. "Ευτυχώς έχουμε πολύ χρόνο, γιατί είναι δύσκολο. Είναι κρύο, υπάρχει αέριο που εμπλέκεται, υπάρχουν πτητικά που εμπλέκονται. Δεν είναι αδύνατο, αλλά θα απαιτήσει από εμάς να αναδημοσιεύσουμε πώς θα το κάνουμε αυτό και να καταλήξουμε σε πρωτόκολλα για το πώς χειριζόμαστε εντελώς νέους τύπους δειγμάτων ».
Η λήψη των δειγμάτων πίσω στη Γη, αν και εξαιρετικά προκλητική, είναι μόνο η μισή μάχη. Η πραγματική επιστήμη ξεκινά όταν είναι ασφαλής και υγιής στην αποθήκευση.
"Ένας λόγος για τον οποίο τα δείγματα του Apollo εξακολουθούν να είναι χρήσιμα στην επιστήμη" λέει ο Zeigler, "είναι ότι έχουμε περάσει χρόνο και προσπάθεια για να φροντίσουμε καλά τους, έτσι ώστε να μας μιλούν για το φεγγάρι και όχι για το Χιούστον".
Ο David W. Brown είναι συντάκτης του One Inch From Earth, η ιστορία των επιστημόνων πίσω από την αποστολή της NASA στην Ευρώπη. Θα δημοσιευθεί το επόμενο έτος από το Custom House.
