Kosmická loď OSIRIS-REx, nyní létající ve formaci s asteroidem Bennu, stráví dalších osmnáct měsíců zkoumáním tohoto nedotčeného kousku prvotní sluneční soustavy: mapováním jeho složení, studováním jeho pohybů a vypracováním whys a pro podobné objekty. Tento počáteční průzkum se očekává v den nezávislosti 2020, kdy kosmická loď - velikost nákladního automobilu UPS s pohyblivým kolibříkem - bude tlačit svůj mechanismus sběru vzorků proti Bennuovi, aby přinesla domů uzavřený kanystr prémiové třídy A asteroidu pro analýzy v laboratořích po celém světě.
"Uvidíme Bennu od bodu světla a jednou zpět na Zemi, až po atomy, které jej tvoří." Je to docela úžasné. Neexistuje jiné tělo, pro které platí, “říká Dante Lauretta, hlavní vyšetřovatel mise, ze své kanceláře v Lunární a planetární laboratoři na Arizonské univerzitě. Chvíli přemýšlí a dodává: „Možná Wild 2.“
Kometa Wild 2 byla v roce 2004 vzorkována misí Stardust od NASA. Jednalo se o první misi s návratem vzorku od programu Apollo, ačkoli se nepřiblížila odvážnosti toho, co Lauretta a jeho tým v Bennu dělají. Stardust shromažďoval částice v kométě, největší z nich byl asi milimetr, a našel aminokyseliny nezbytné pro život, což změnilo vědecké chápání tvorby komet. OSIRIS-REx, na druhé straně, vezme domů až 4, 4 liber uhlíkatého asteroidu. Je nemožné předvídat, co odhalí její lom, protože se věří, že složky Bennu jsou starší než samotná sluneční soustava, ale studium takového starodávného materiálu pravděpodobně zaplní mezery v našich modelech tvorby sluneční soustavy a na cestě, která nakonec vedla k životu na Zemi.
Obrázek asteroidu Bennu pořízený kosmickou lodí OSIRIS-REx 16. listopadu 2018 ze vzdálenosti 136 km. (NASA / Goddard / Arizonská univerzita) Mise s návratem vzorku jsou přesně to, co znějí, popadnou nějaký nebeský vzorek v jeho přirozeném prostředí a přinesou ho domů k analýze. Ačkoli planetární vědci pracovali s kouzelníky a rovery kouzelníky, jejich mechanické proxy je ve vědě, kterou dokážou, stále frustrovaně omezeno. Vědecké užitečné zatížení robotů je omezeno hmotností a silou, zatímco spektrometry na Zemi mohou mít velikost budovy. Synchrotron může být kilometr napříč. To jsou velikosti Star Trek. Myšlenka návratu vzorku je taková, že pokud nemůžeme přivést nástroje k cíli, přivedeme cíl k nástrojům.
"Byl jsem v této budově v roce 2008, když byl Phoenix na přistávací ploše na marťanském povrchu, a ty první kopečky Marsu by se nemohly otřást z robotické paže pro analýzu, " říká Lauretta. "Nakonec na to přišli." Zahřáli se, uvolnilo se a dostalo se k hmotnostnímu spektrometru a my jsme škrábali hlavy a snažili se to pochopit. A pomyslel jsem si: Kdybych měl jedno zrno, které bych mohl z té lopatky vytrhnout, mohl bych ti říct stokrát více informací, než co jsi právě dostal z toho nástroje.
Ne všechny oblasti planetární studie jsou pokročilé analýzou vzorků. Geofyzik, který doufal, že pochopí planetární předmět, by se nejdřív nemusel natahovat po lopatě mimozemského regolitu. NASA má zavedenou průzkumnou kadenci pro pochopení planetárních těl: flyby, orbiter, lander, rover, mise s návratem vzorku a poté lidská mise. Měsíc zaškrtl každou krabici. Mars 2020, další rover NASA, který bude spuštěn ve svém jmenovném roce, začne proces ukládání vzorků do mezipaměti. To bude láhev Mars nečistoty pro budoucí lander shromáždit a výbuch zpět domů. Poté pošlete astronauty.
"Po celá desetiletí byly studie Marsu nesmírně chybějící, " říká Lindy Elkins-Tanton, ředitelka School of Earth and Space Exploration na Arizonské státní univerzitě. "Jak jsme pokročilí, když jsme s dálkovým přístrojovým vybavením, je úžasné, jak daleko více se dozvíme, když to máme v našich rukou." Není tam žádná náhrada. “
Ačkoli planetární vědci studují marťanské meteority pro nahlédnutí do historie této planety, meteority nedokážou odpovědět na otázku, zda byl Mars někdy sídlem života. Vědci navíc přesně neví, kde nebo kdy vzorky pocházely před pádem na Zemi. Ačkoli meteority z Marsu objevené na Zemi lze datovat přesně, jsou považovány za pravděpodobně zkreslený vzorek, mladý vzhledem k povrchu Marsu.
Elkins-Tanton je součástí vědeckého týmu Mars 2020 a slouží jako hlavní vyšetřovatel psychiatrické mise NASA pro studium kovového asteroidu, považovaného za planetární jádro, který má být zahájen v roce 2022. Říká, že okamžitě by vědci studovali Martian vzorky organických materiálů a jejich izotopové složení. Takové studium poměrů izotopů by bylo jasným ukazatelem toho, zda byl materiál vytvořen životem.
Vědci by také datovali vzorek, „něco, co nemůžeme dělat s žádnou přesností s roboty, “ říká Elkins-Tanton. "Přesný věk minerálního zrna nebo horní horniny vyžaduje super, super jemnou práci." Vědci v současné době nemají absolutní data pro horniny na povrchu Marsu a "vzorky by pomohly vyřešit některé z těchto dlouhých - stálé argumenty o tom, kdy byl Mars mokrý. Jaké byly různé věky, epochy různé chemické aktivity na povrchu Marsu? “
Kosmická loď každé chuti je ze své podstaty omezena vědeckým hardwarem, který létají. Než Galileo dorazil do Jupiteru v roce 1995, bylo jeho vybavení deset let. Ačkoli v tomto desetiletí technologie skákala kupředu, ubohý starý Galileo nic z toho nemohl využít. Naproti tomu ukázkové mise jsou v podstatě odolné vůči budoucnosti, říká Ryan Zeigler, kurátor Apollo pro NASA. Jak technologický pokrok, vzorky mohou být staženy z úložiště a znovu zkontrolovány pro novou analýzu.
"Vyrostl jsem v měsíční vědě s kostí suchým měsícem, " říká. "Na Zemi má téměř každá skála uvnitř minerál s vodou svázanou uvnitř." Ale když se vědci podívali na vzorky Apolla, neviděli to. “Tento nedostatek vody se promítl do modelů toho, jak se utvořil Měsíc, jak se vyvinul, a následně navrhl, z čeho kdy byla Země vytvořena. "A pak před deseti lety jsme měli lepší nástroje a znovu jsme se podívali na brýle a minerály ve vzorcích Měsíce a našli jsme vodu v obou." Lunární modely musely být přepracovány. "Pokud jsou na Měsíci těkavé látky, je hypotéza obřího dopadu životaschopná?" Ano, ale vědci museli vyladit způsob, jakým obrovský dopad pracoval, aby udržel těkavé látky. To bylo významné. “
Takové analýzy budou vyplácet dividendy, až se tam astronauti vrátí. "Zaslat cokoli na Měsíc stojí spoustu peněz, takže jakékoli využití zdrojů, které můžeme na místě udělat, je klíčové." A můžeme použít složení měsíce ze vzorků Apolla k pochopení toho, co můžeme použít. “Zeigler vysvětluje, že kovy v měsíčním regolitu mohou být použity k vytvoření stanovišť. Voda by mohla být také extrahována. "Vědci přišli s půl tuctem různých způsobů výroby kyslíku z měsíční půdy a pomocí vzorků Apolla v malém měřítku cvičili." Pokud dokážu na měsíc vyrobit velké množství vody nebo vodíku a kyslíku - to je raketové palivo! Což zase umožňuje lidské zkoumání dalších částí sluneční soustavy. “
Kosmická loď NASA OSIRIS-REx je odhalena poté, co byl její ochranný kryt odstraněn uvnitř zařízení pro nebezpečné zatížení užitečného zatížení v kosmickém středisku Kennedy na Floridě, 21. května 2016. (NASA / Dimitri Gerondidakis) Všechny vzorky nebeských objektů jsou zpracovávány a ukládány divizí Astromaterials Research and Exploration Science Division Johnson Johnson Center v Houstonu. Pokaždé, když je odebrán nový vzorek, jsou vybudována nová zařízení tak, aby vyhovovaly jeho zdroji a udržovaly vzorek izolovaný a nespojený. Ačkoli OSIRIS-REx nevrátí své vzorky Bennu až do roku 2023, Johnson brzy zahájí výstavbu nové sady laboratoří pro dům Bennu a také část asteroidu Ryugu, který bude brzy vzorkován kosmickou lodí Japonské agentury pro průzkum vesmíru (JAXA). Hayabusa-2.
Centrum NASA již provedlo studie, jak ukládat vzorky Marsu; je to jen otázka, jak dostat tuto misi dostatečně blízko k cílové čáře, aby mobilizovala jeřáby a buldozery pro nová skladovací zařízení na Zemi. Stejně tak divize astromateriálů dohlíží na japonskou misi Průzkum marťanských měsíců (MMX), která bude zahájena v roce 2024 a vzorkuje větší ze dvou marťanských měsíců, Phobos.
Blíže k domovu je CAESAR, finalista programu NASA New Frontiers, který by v roce 2038 odebral vzorek komety 67P / Churyumov-Gerasimenko, pokud bude schválen k financování. "Už se díváme na to, co by bylo zapotřebí, aby bylo možné naříznout vzorky z komety, " říká Zeigler. "Naštěstí máme hodně času, protože je to náročné. Je zima, je zapojen plyn, jsou přítomny těkavé látky. Není to nemožné, ale bude to vyžadovat, abychom se znovu naučili, jak to děláme, a přišli s protokoly, jak nakládáme se zcela novými typy vzorků. “
Získání vzorků zpět na Zemi, i když je to mimořádně náročné, je jen polovina bitvy. Skutečná věda začíná, jakmile budou bezpečné a zvukové úložiště.
"Jedním z důvodů, proč jsou vzorky Apolla stále užitečné pro vědu, " říká Zeigler, "je to proto, že jsme strávili čas a úsilí, abychom se o ně dobře starali, aby nám vyprávěli o měsíci, a ne Houstonu."
David W. Brown je autorem knihy One Inch From Earth, příběhu vědců, kteří stojí za misí NASA v Evropě. Bude zveřejněn příští rok ve Vlastním domě.
