Sada leteći u formaciji s asteroidom Bennu, svemirska letjelica OSIRIS-REx provest će narednih osamnaest mjeseci istražujući taj netaknuti komad prvobitnog sunčevog sustava: preslikavajući njegov sastav, proučavajući njegove pokrete i razrađujući bijele i slične slične objekte. Ovo početno istraživanje predviđa Dan neovisnosti 2020. godine, kada će svemirski brod - veličine UPS-ovog kamiona s pokretljivošću koprive - pritisnuti svoj mehanizam za prikupljanje uzoraka na Bennu i donijeti kući zapečaćeni kanistar vrhunskog asteroida klase A za analize u laboratorijima širom svijeta.
„Bennu ćemo vidjeti iz neke svjetlosne tačke i kad se jednom vratimo na Zemlju, sve do njenih sastavnih atoma. Prilično je nevjerojatna. Ne postoji nijedno drugo tijelo za koje je to istina ", kaže Dante Lauretta, glavni istražitelj misije, iz svog ureda u Lunarnom i planetarnom laboratoriju na Sveučilištu u Arizoni. Na trenutak pomisli i doda: "Možda divlji 2."
Komet Wild 2 uzorkovan je od NASA-ine misije Stardust 2004. To je bila prva misija agencije za povratak nakon programa Apollo, iako se to nije približilo hrabrosti onoga što Lauretta i njegov tim rade u Bennuu. Zvjezdani prah skupljao je čestice u kometi, čija se najveća bila oko milimetar, i pronašao aminokiseline neophodne za život, promijenivši znanstveno razumijevanje nastanka kometara. OSIRIS-REx će, s druge strane, kući odnijeti do 4, 4 kilograma karbonatnog asteroida. Nemoguće je predvidjeti što će otkriti njegov kamenolom, jer se vjeruje da su sastojci Bennua stariji od samog Sunčevog sustava, ali proučavanje takvog drevnog materijala vjerojatno će popuniti praznine u našim modelima formiranja sunčevog sustava i putu koji je na kraju vodio do života na Zemlji.
Slika asteroida Bennu snimljena svemirskim brodom OSIRIS-REx 16. studenog 2018., s udaljenosti od 136 km (85 km). (NASA / Goddard / Sveučilište Arizona) Misije za povratak uzoraka upravo su takve kakve zvuče, hvatanje nekog nebeskog uzorka u njegovom prirodnom staništu i donošenje kući na analizu. Iako su planetarni znanstvenici čarobnjački radili s zemljacima i roverima, njihovi mehanički zastupnici i dalje su frustrirajuće ograničeni u znanosti koju mogu učiniti. Znanstveno opterećenje robota ograničeno je masom i snagom, dok spektrometri na Zemlji mogu biti veličine zgrade. Sinhrotron je možda kilometar širok. To su veličine Star Trek-a. Ideja koja se krije iza uzorka povratka je da, ako ne možemo dovesti alate do cilja, mi ćemo ih dovesti u alate.
"Bio sam u ovoj zgradi 2008. godine, kada je sletište Phoenixa bilo na Marsovskoj površini, a one prve lopatice Marsa ne bi se otresle iz robotske ruke na analizu", kaže Lauretta. "Konačno su to shvatili. Oni su je zagrijali, a ona se oslobodila i našla se na spektrometru mase, a mi smo se grebali po glavi i pokušavali to smisliti. I pomislio sam: Da imam jedno zrno koje bih mogao brisati s te lopatice, mogao bih vam reći sto puta više informacija od onoga što ste upravo dobili s instrumenta. "
Nisu sva područja planetarnog proučavanja uznapredovana analizom uzoraka. Geofizičar koji se nada da će shvatiti planetarni objekt možda isprva ne posegne za lopatom vanzemaljskog regolita. NASA ima utvrđenu istraživačku kadencu za razumijevanje planetarnih tijela: letača, orbitera, sletača, rovera, misije vraćanja uzorka, a zatim i ljudske misije. Mjesec je provjeravao svaku kutiju. Mars 2020., NASA-in sljedeći rover koji će biti predstavljen u istoimenoj godini, započet će postupak predmemoriranja uzoraka. Posušit će Marsovu prljavštinu s budućim landerom koji će se skupiti i eksplodirati kući. Nakon toga šaljete astronaute.
"Desetljećima su uzorci naglo nedostajali iz proučavanja Marsa", kaže Lindy Elkins-Tanton, direktorica Škole istraživanja zemlje i svemira na Državnom sveučilištu u Arizoni. "Koliko smo napredni s daljinskim instrumentiranjem, nevjerojatno je koliko više učimo kad ga imamo u rukama. Jednostavno nema zamjene. "
Iako planetarni znanstvenici proučavaju marsovske meteorite radi uvida u povijest tog planeta, meteoriti ne mogu odgovoriti na pitanje je li Mars ikada bio prebivalište života. Štoviše, znanstvenici ne znaju precizno odakle ili kada su uzorci nastali prije nego što su se srušili na Zemlju. Iako se meteoriti s Marsa otkriveni na Zemlji mogu precizno datirati, oni se smatraju vjerovatno pristranim uzorkom, mladim u odnosu na površinu Marsovca.
Elkins-Tanton dio je znanstvenog tima Mars 2020 i služi kao glavni istraživač NASA-ine misije Psyche za proučavanje metalnog asteroida, za koju se mislilo da je planetarna jezgra, postavljena za lansiranje 2022. Kaže da bi odmah naučnici proučavali Marsovca uzorci organskih materijala i njihovi izotopski sastavi. Takva studija omjera izotopa dala bi snažne naznake je li materijal stvorio život.
Istraživači bi također datumvali uzorak, "nešto što s robotima ne možemo učiniti bilo kakvom točnošću", kaže Elkins-Tanton. „Potreban je super, super fin rad u laboratorijama za izotope da bi se utvrdila točna starost mineralnog zrna ili gornje stijene.“ Znanstvenicima trenutno nedostaju apsolutni datumi za stijene na površini Marsa, a „uzorci bi pomogli da se riješe neke od ovih dugogodišnjih stojeći argumenti o tome kada je Mars bio mokar. Kakvi su bili različiti eoni, ere različitih kemijskih aktivnosti na površini na Marsu? "
Svemirske letjelice svakog ukusa inherentno su ograničene znanstvenim hardverom kojim lete. Do trenutka kada je Galileo stigao na Jupiter 1995. godine, njegova je instrumentacija bila stara deset godina. Iako je tehnologija skočila naprijed tijekom tog desetljeća, siromašni stari Galileo nije mogao ništa iskoristiti. S druge strane, misije uzoraka zapravo su dokaz budućnosti, kaže Ryan Zeigler, NASA-in kustos uzorka Apollo. Kako tehnologija napreduje, uzorci se mogu izvaditi iz skladišta i ponovno pregledati radi nove analize.
"Odrastao sam u mjesečevoj znanosti s mjesečevim suhim mjesecom", kaže on. "Na Zemlji, gotovo svaka stijena ima mineral u sebi i vodu povezanu u njoj. Ali kad su znanstvenici pregledali uzorke Apolona, nisu to vidjeli. "Taj nedostatak vode bio je uključen u modele kako se Mjesec formirao, kako se razvijao i zauzvrat, sugerirao od čega se nekada sastojala Zemlja. "I tada smo prije deset godina imali bolje instrumente i ponovo pogledali čaše i minerale u mjesečevim uzorcima i pronašli vodu u oba." Mjesečevi modeli trebali su se preraditi. "Ako na Mjesecu postoje isparljivi sastojci, je li divovska hipoteza o utjecaju održiva? Da, ali znanstvenici su morali prilagoditi način na koji je velikanski utjecaj zadržao hlapljive sastojke. To je bilo značajno. "
Takve analize isplatit će dividendu kada se astronauti vrate tamo. "To košta puno novca za slanje bilo čega na Mjesec, tako da je svaka upotreba resursa koju možemo napraviti na licu mjesta ključna. A mi možemo upotrijebiti sastav mjeseca iz uzoraka Apolona da bismo razumjeli što možemo koristiti. "Zeigler objašnjava da se metali u lunarnom regolitu mogu koristiti za pravljenje staništa. Može se izvući i voda. "Znanstvenici su smislili pola tuceta različitih načina stvaranja kisika iz mjesečevog tla, koristeći uzorke Apolona, u malim razmjerima, za vježbanje. Ako mogu proizvesti velike količine vode na Mjesecu, ili vodika i kisika - to je raketno gorivo! Što zauzvrat omogućava istraživanje ljudi drugih dijelova Sunčevog sustava. "
NASA-in svemirski brod OSIRIS-REx otkriven je nakon što je 21. svibnja 2016. uklonjen zaštitni pokrov unutar postrojenja za opasno servisiranje korisnog tereta u svemirskom centru Kennedy na Floridi (NASA / Dimitri Gerondidakis) Svi uzorci nebeskih objekata upravljaju i čuvaju Odjel za istraživanje i istraživanje astronomskih materijala NASA-inog svemirskog centra Johnson u Houstonu. Svaki put kada se uzme novi uzorak, grade se novi pogoni koji odgovaraju njegovom izvoru i drže uzorak izoliranim i nepropusnim. Iako OSIRIS-REx svoje uzorke Bennu neće vratiti do 2023. godine, Johnson će uskoro započeti s izgradnjom novog skupa laboratorija za smještaj Bennua i također dijela asteroida Ryugu, kojeg će uskoro uzeti uzorak svemirske letjelice Japanske agencije za zrakoplovnu istragu (JAXA). Hayabuse-2.
NASA-in centar je već proveo studije kako pohraniti uzorke Marsa; samo je pitanje da se ta misija dovoljno približi cilju da bi se mobilizirali dizalice i buldožeri za nova skladišta na Zemlji. Isto tako, odjel astromaterijala pazi na japansku misiju Martian Moons Exploration (MMX), koja će se pokrenuti 2024. i uzorkovati veću od Marsova dva mjeseca, Phobos.
Bliži se dom, tu je CAESAR, finalist za NASA-in program New Frontiers, koji bi 2038. uzeo uzorak kometa 67P / Churyumov-Gerasimenko ako bude odobren za financiranje. "Već gledamo što bi bilo potrebno za obradu uzoraka iz komete", kaže Zeigler. "Srećom imamo puno vremena jer je to izazovno. Hladno je, ima plina, sudjeluju hlapljive tvari. To nije nemoguće, ali trebat će nas ponovo naučiti kako to radimo i smisliti protokole za postupanje s potpuno novim vrstama uzoraka. "
Povratak uzoraka na Zemlju, iako neobično izazovan, samo je pola bitke. Prava znanost započinje nakon što postanu sigurni u skladištu.
"Jedan od razloga što su uzorci Apolona i dalje korisni znanosti", kaže Zeigler, "je zato što smo potrošili vrijeme i trud da se dobro brinemo o njima, tako da nam oni govore o mjesecu, a ne o Houstonu."
David W. Brown autor je knjige "Jedan centimetar od zemlje", priče o znanstvenicima koji stoje iza NASA-ine misije u Europi. Objavit će ga sljedeće godine Custom House.
