Nüüd asteroidi Bennu moodustumisel lennates veedab kosmoselaev OSIRIS-REx järgmised kaheksateist kuud ürgse päikesesüsteemi ürgset tükki uurides: kaardistades selle koostise, uurides selle liikumist ning töötades välja sarnaste selliste objektide vead ja põhjused. See esialgne uuring on ootuses 2020. aasta iseseisvuspäeva ootuses, kui kosmoselaev - kolibri liikuvusega UPS-veoki suurus - surub oma proovide kogumise mehhanismi Bennu vastu, et tuua koju kvaliteetse A-klassi asteroidi pitseeritud kanister. analüüsid laborites üle kogu maailma.
„Oleme Bennut näinud valguse punktist ja tagasi Maa peal kuni selle koostisosade aatomiteni. See on päris hämmastav. Pole ühtegi teist asutust, mis selle tõele vastaks, ”ütleb missiooni juhtiv uurija Dante Lauretta oma kabinetist Arizona ülikooli kuu- ja planetaarlaboris. Ta mõtleb hetkeks ja lisab: “Võib-olla metsik 2.”
Komeet Wild 2 valiti NASA Stardusti missiooni põhjal 2004. aastal. See oli agentuuri esimene proovide tagastamise missioon pärast Apollo programmi, ehkki see ei lähenenud julgusele, mida Lauretta ja tema meeskond Bennu linnas teevad. Stardust kogus komeedi kiiluvees osakesi, millest suurim oli umbes millimeeter, ja leidis eluks hädavajalikke aminohappeid, muutes teaduslikke arusaamu komeetide moodustumisest. Teisalt viib OSIRIS-REx koju kuni 4, 4 naela süsinikku sisaldava asteroidi. On võimatu ennustada, mida selle karjäär paljastab, kuna Bennu koostisosad arvatakse olevat vanemad kui Päikesesüsteem ise, kuid sellise iidse materjali uurimine täidab tõenäoliselt lüngad meie päikesesüsteemi moodustumise mudelites ja teel, mis lõpuks viis elule Maal.
Pilt asteroidist Bennu, mille on teinud kosmoselaev OSIRIS-REx 16. novembril 2018, 85 miili (136 km) kauguselt. (NASA / Goddard / Arizona ülikool) Proovide tagastamise missioonid on täpselt sellised, nagu need kõlavad, haarates mõne taevaeksemplari tema looduslikus elupaigas ja viies selle koju analüüsimiseks. Ehkki planeediteadlased on võlurite koos töötanud maandurite ja roveritega, on nende mehaanilised volikirjad teaduses, mida nad teha saavad, pettumustvalmis piiratud. Robotite teaduslik kasulik koormus on piiratud massi ja võimsusega, samas kui maapealsed spektromeetrid võivad olla hoone suurused. Sünkrotron võib olla kilomeetri kaugusel. Need on Star Treki suurused. Proovide tagastamise mõte on see, et kui me ei saa tööriistu sihtmärgini viia, siis toome eesmärgi tööriistadele.
"Olin selles hoones 2008. aastal, kui Phoenixi maandur oli Marsi pinnal ja need esimesed Marsi kühvid ei rapuks analüüsi jaoks robotkäest vabaks, " räägib Lauretta. “Nad mõistsid selle lõpuks välja. Nad soojendasid selle üles ja see vabastas ning jõudis massispektromeetri juurde ja me kraapisime oma pead ja üritasime sellel aru saada. Ja ma mõtlesin endamisi: kui mul oleks üks vili, mida ma saaksin sellest kühvlist tampoonida, võiksin teile öelda sada korda rohkem teavet kui see, mille te just selle instrumendi küljest lahti saite. ”
Proovianalüüs ei edenda kõiki planeediuuringute valdkondi. Planeediobjektist aru saada loodav geofüüsik ei pruugi esialgu võõra regoliidi labida poole jõuda. NASA-l on planeedikehade mõistmiseks väljakujunenud kadents: lendorav, orbitaator, maandur, rover, proovide tagastamise missioon ja seejärel inimmissioon. Kuu kontrollis iga kasti. Marss, NASA järgmine rover, mis käivitatakse oma nimekuju aastal, alustab proovide vahemällu salvestamise protsessi. See villib Marsi mustuse, et tulevane maandur koguneks koju tagasi. Pärast seda saadate astronaute.
“Aastakümneid olid proovid Marsi uurimisel silmnähtavalt puudu, ” ütleb Arizona osariigi ülikooli maa- ja kosmoseuuringute kooli direktor Lindy Elkins-Tanton. „Nii kaugele arenenud kui kaugseadete osas, on hämmastav, kui palju veel õpime, kui oleme selle kätte saanud. Asendamist lihtsalt pole. ”
Kuigi planeediteadlased uurivad Marsi meteoriite selle planeedi ajaloost ülevaate saamiseks, ei suuda meteoriidid vastata küsimusele, kas Marss oli kunagi elupaik. Pealegi ei tea teadlased enne Maale kukkumist täpselt, kust või millal proovid pärinevad. Ehkki Maalt avastatud Marsilt pärit meteoriite saab täpselt dateerida, peetakse neid tõenäoliseks erapoolikuks prooviks, noorena Marsi pinna suhtes.
Elkins-Tanton kuulub Mars 2020 teadustiimi ja on NASA Psüühika missiooni peamise uurija ülesandeks uurida metalli asteroidi, mis arvatakse olevat planetaarsüdamik ja mis loodi 2022. aastal. Ta ütleb, et kohe uuriksid teadlased Marsi orgaaniliste materjalide proovid ja nende isotoopsed jumestuskreemid. Selline isotoopide suhete uurimine annaks tugeva ülevaate sellest, kas materjali on loonud elu.
Teadlased dateeriksid ka valimi: "midagi, mida me ei saa robotitega täpsusega teha, " ütleb Elkins-Tanton. “Mineraalitera või ülemise kivimi täpse vanuse saamiseks on isotoopide laboratooriumides vaja ülihead tööd.” Teadlastel puuduvad praegu Marsi pinnal asuvate kivide jaoks absoluutsed kuupäevad ja “proovid aitaksid lahendada mõnda neist pika seisvaid argumente selle kohta, millal Marss oli märg. Millised olid erinevad elektronid, erineva keemilise aktiivsuse ajastud Marsil? ”
Igasuguse maitsega kosmoselaevu piirab olemuslikult teaduslik riistvara, millega nad lendavad. Selleks ajaks, kui Galileo Jupiterisse 1995 jõudis, oli selle mõõteriistad kümme aastat vanad. Ehkki tehnoloogia hüppas selle kümnendi jooksul edasi, ei suutnud vaene vana Galileo sellest mitte ühtegi ära kasutada. Proovimissioonid on seevastu sisuliselt tulevikukindlad, ütles NASA Apollo näidiskuraator Ryan Zeigler. Tehnoloogia arenedes saab proovid laost välja võtta ja uue analüüsi jaoks üle vaadata.
"Ma kasvasin kuuteaduses luukuiva kuuga, " ütleb ta. “Maal on peaaegu igal kivimil mineraal, mille sees on vesi seotud. Kuid kui teadlased Apollo proove vaatasid, ei näinud nad seda. ”See veepuudus kujunes mudeliks sellele, kuidas Kuu moodustus, kuidas see arenes, ja pakkus omakorda välja, millest Maa kunagi koosneb. “Ja siis kümme aastat tagasi olid meil paremad instrumendid ja vaatasime uuesti klaasiproovides olevaid klaase ja mineraale ning leidsime mõlemast vett.” Kuu mudelid tuli ümber teha. “Kui kuus on lenduvaid osakesi, kas hiiglasliku mõju hüpotees on teostatav? Jah, kuid teadlased pidid kohandama seda, kuidas hiiglaslik mõju toimis, et hoida lenduvaid osakesi ümber. See oli märkimisväärne. ”
Sellised analüüsid maksavad dividende, kui astronaudid sinna naasevad. “Midagi Kuule saatmine maksab palju raha, nii et ressursside kasutamine, mida me kohapeal teha saame, on võtmetähtsusega. Ja me saame kasutada Apollo proovidest saadud kuuse koostist, et mõista, mida me saame kasutada. ”Zeigler selgitab, et Kuu regoliidi metalle võidakse kasutada elupaikade loomiseks. Võib ka vett ekstraheerida. „Teadlased on välja pakkunud pool tosinat erinevat viisi, kuidas Kuu pinnasest hapnikku toota, kasutades selleks väikeses mahus Apollo proove. Kui ma suudan Kuule toota suures koguses vett või vesinikku ja hapnikku - see on raketi kütus! Mis omakorda võimaldab inimestel uurida päikesesüsteemi teisi osi. ”
NASA kosmoseaparaat OSIRIS-REx paljastatakse pärast seda, kui selle kaitsekate eemaldatakse 21. mail 2016 Floridas Kennedy kosmosekeskuses asuva Payloadi ohtlike teenindusrajatiste seast (NASA / Dimitri Gerondidakis) Kõiki taevaobjektide proove käitleb ja säilitab NASA Houstonis asuva Johnsoni kosmosekeskuse astromaterjalide uurimise ja uurimise osakond. Iga kord, kui uut proovi kogutakse, ehitatakse uusi allikaid sobivaid rajatisi ja see hoiab proovi isoleerituna ja tühjana. Ehkki OSIRIS-REx ei tagasta oma Bennu proove kuni 2023. aastani, alustab Johnson peagi uue laborikomplekti ehitust Bennu majutamiseks ning samuti osa asteroidist Ryugu, mille proovi võtab peagi Jaapani kosmoselaev Aerospace Exploration Agency (JAXA). Hayabusa-2.
NASA keskus on juba läbi viinud uuringud Marsi proovide säilitamiseks; see on lihtsalt asi, et see missioon jõuaks finišijoonele piisavalt lähedal, et kraanad ja buldooserid Maa uude hoiuruumi mobiliseerida. Samamoodi hoiab astromaterjalide divisjon silma peal Jaapani missioonil Marsian Moons Exploration (MMX), mis alustab 2024. aastal ja võtab proovidest suurema Marsi kahe kuu Phobose.
Kodust lähemal on NASA programmi New Frontiers finalist CAESAR, kes valiks 2038. aastal komeedi 67P / Churyumov-Gerasimenko proovi, kui see rahastamiseks heaks kiidetaks. "Me juba vaatame, mida oleks vaja komeedilt proovide kureerimiseks, " räägib Zeigler. “Õnneks on meil palju aega, sest see on keeruline. On külm, seal on gaasi, seal on lenduvaid aineid. See pole võimatu, kuid see nõuab meilt, kuidas me seda uuesti teeme, ja töötaks välja protokollid täiesti uut tüüpi proovide käitlemiseks. "
Proovide Maa peal tagasi toomine, ehkki erakordselt keeruline, on vaid pool võitlust. Tõeline teadus algab siis, kui need on turvalised ja usaldusväärsed.
"Üks põhjus, miks Apollo proovid on teadusele endiselt kasulikud, " ütleb Zeigler, "kuna me oleme kulutanud aega ja vaeva nende eest hoolitsemiseks, et nad räägiksid meile Kuust, mitte Houstonist."
David W. Brown on ajakirja One Inch From Earth autor, mis on lugu teadlastest, kes on NASA missiooni taga Euroopas. Selle avaldab järgmisel aastal Custom House.
