הסביר: מדוע מאדים כל כך מעניין את המדענים, ואת ההרפתקן שחי בכולנו?
רכב המאדים 2020 Perseverance Rover של נאס'א נגע במשטח המאדים בשעות המוקדמות של יום שישי. תוצאות הניסויים של Perseverance כנראה יגדירו את העשורים הבאים של חקר מאדים. מדען של נאס'א מסביר מדוע וכיצד.
התמדה היא המעבדה הניידת המתקדמת, היקרה והמתוחכמת ביותר שנשלחה למאדים. (צילום: טוויטר/ @@NASAPersevere) התמדה היא לא סתם עוד משימת רובר. התמדה היא המעבדה הניידת המתקדמת, היקרה והמתוחכמת ביותר שנשלחה למאדים. תוצאות הניסויים בנושא התמדה יגדירו ככל הנראה את העשורים הבאים של חקר מאדים - הם יקבעו את מהלך החיפוש אחר חיים ומשימה מאוישת עתידית למאדים.
מדעי מאדים ב-30 השנים האחרונות
עברנו דרך ארוכה מאוד בהבנת מאדים מתקופת משימות הדור הראשון בשנות ה-60. המשימות הוויקינגיות באמצע שנות השבעים ביצעו את הניתוח הכימי הראשון של אדמת מאדים, כמו גם ארבעה ניסויים ביולוגיים לאיתור פעילות ביולוגית. הניסויים לא הניבו שום עדות חותכת לחיים.
בתחילת שנות ה-80, מדענים שיערו, בהתבסס על הרכב מינרלוגי ומרקם סלע, שלמטאוריטים מסוימים עשוי להיות אזור מקור במאדים, בניגוד לחגורת האסטרואידים. ב-1984, מחקר הראה שהרכב האיזוטופי של גזים נדירים (קסנון, קריפטון, ניאון וארגון) תואם את היחסים האיזוטופים של האטמוספרה המאדים שנמדדה על ידי החללית הוויקינגית. תגלית זו סיפקה דרך לגיאוכימאים לחקור דגימות של מאדים - וסיפקה דחיפה אדירה להבנתנו את האבולוציה הגיאוכימית של מאדים.
|רובר האסטרוביולוגיה Perseverance של נאס'א מבצע נחיתה היסטורית על מאדים
מאדים נחשב לכוכב לכת יבש במאה ה-20. זה השתנה בשנת 2001, כאשר ספקטרומטר קרני הגמא על סיפון החללית Mars Odyssey זיהה חתימת מימן מרתקת שנראתה מעידה על נוכחות של קרח מים. אבל הייתה אי בהירות - זה היה בגלל שמימן יכול להיות חלק מהרבה תרכובות אחרות, כולל תרכובות אורגניות.
כדי לבדוק את נוכחות המים, נאס'א שלחה חללית לנחות ליד הקוטב הדרומי של מאדים בשנת 2007. החללית חקרה את הקרקע סביב הגשושית עם הזרוע הרובוטית שלה והצליחה לבסס, ללא כל עמימות, נוכחות של מים על מאדים. בפעם הראשונה.
התמונה הראשונה שנשלחה על ידי רובר Perseverance המציגה את פני מאדים, רגע לאחר הנחיתה במכתש Jezero, ביום חמישי, 18 בפברואר, 2021. (נאס'א באמצעות AP) הרובר Curiosity נושא מכשיר בשם SAM (או Sample Analysis at Mars), המכיל חבילה של ספקטרומטרים במטרה לזהות תרכובות אורגניות על מאדים. ל-SAM יש ספקטרומטר מסה שיכול למדוד לא רק את היסודות, אלא גם את האיזוטופים. מכשיר זה עשה את הגילוי המרתק של תרכובות אורגניות עם שרשרת גדולה על מאדים. לא ידוע כיצד נוצרים החומרים האורגניים הללו על מאדים: סביר להניח שהתהליך יהיה דומם, אך קיימת אפשרות מרתקת שמולקולות מורכבות כאלה נוצרו על ידי תהליכים הקשורים לחיים.
Mars Insight יוצרת היסטוריה עכשיו, על ידי ניטור פעילות סיסמית וזרימת חום על מאדים - זה יעזור להבין את ההרכב של פנים המאדים.
המומחה
ד'ר Amitabha Ghosh הוא מדען פלנטרי של נאס'א שבסיסו בוושינגטון הבירה. הוא עבד עבור מספר משימות מאדים של נאס'א החל ב-Mars Pathfinder Mission Mars Pathfinder בשנת 1997. הוא שימש כיו'ר קבוצת העבודה של מבצעי המדע עבור משימת רובר חקירת מאדים, והוטלה עליו המשימה להוביל מבצעי רובר טקטיים על מאדים במשך יותר מ-10 שנים. הוא עזר לנתח את הסלע הראשון על מאדים, שבמקרה היה הסלע הראשון שנותח מכוכב אחר.
הקסם המתמשך ממאדים
מדוע מאדים כל כך מעניין את המדענים? ולחוקר-ההרפתקן שבכולנו? ישנן שתי סיבות עיקריות.
ראשית, מאדים הוא כוכב לכת שבו חיים אולי התפתחו בעבר. החיים התפתחו על פני כדור הארץ לפני 3.8 מיליארד שנים. התנאים במאדים המוקדמים לפני כ-4 מיליארד שנים היו דומים מאוד לזה של כדור הארץ. הייתה לו אטמוספירה עבה, שאפשרה את יציבות המים על פני מאדים. אם אכן התנאים על מאדים היו דומים לאלה שעל פני כדור הארץ, ישנה אפשרות ממשית שהתפתחו חיים מיקרוסקופיים על מאדים.
שנית, מאדים הוא כוכב הלכת היחיד שבני אדם יכולים לבקר בו או לגור בו בטווח הארוך. לונוס ולמרקורי יש טמפרטורות קיצוניות - הטמפרטורה הממוצעת גדולה מ-400 מעלות צלזיוס, או חמה יותר מתנור בישול. כל כוכבי הלכת במערכת השמש החיצונית שמתחילים בצדק עשויים מגז - לא סיליקטים או סלעים - והם קרים מאוד. מאדים הוא מסביר פנים מבחינת טמפרטורה, עם טווח משוער שבין 20 מעלות צלזיוס בקו המשווה למינוס 125 מעלות צלזיוס בקטבים.
משימת ההתמדה על מאדים
התמדה מתייחסת הן לנושאים הקריטיים סביב מאדים - החיפוש אחר חיים, והן בשליחות אנושית לכוכב ההוא.
משימת החזרה לדוגמה: האם יש חיים על מאדים?
התמדה היא הצעד הראשון בפרויקט רב-שלבי להחזרת דגימות ממאדים. המחקר של דגימות הסלע שהוחזרו במעבדות מתוחכמות בכל רחבי העולם יספק בתקווה תשובה מכרעת לגבי האם היו חיים על מאדים בעבר.
להלן השלבים בהחזרה לדוגמה:
כשלב ראשון, Perseverance תאסוף דגימות סלעים ואדמה ב-43 צינורות בגודל סיגר. הדגימות ייאספו, המיכלים ייאטמו ויישארו על הקרקע.
השלב השני הוא ש-Mars Fetch Rover (שמסופק על ידי סוכנות החלל האירופית) נוחת, נוהג, ויאסוף את כל הדגימות מהמקומות השונים, ויחזור לנחתת.
לאחר מכן, ה-Fetch Rover יעביר את המיכלים לרכב העלייה. רכב העלייה במאדים ייפגש עם אורביטר ולאחר מכן ה-Orbiter ישא את הדגימות בחזרה לכדור הארץ.
פרויקט ארוך טווח זה נקרא MSR או Mars Sample Return. MSR תחולל מהפכה בהבנתנו את ההיסטוריה האבולוציונית של מאדים. אם MSR יבוצע בהצלחה, תהיה לנו תשובה סבירה האם היו חיים מיקרוסקופיים על מאדים.
אבל ל-MSR יש את הסיכונים שלו. אם אחד הרכיבים נכשל, כמו ה-Fetch Rover או Mars Ascent Vehicle, MSR נחרץ. סיכון נסתר הוא אסטרטגי. במחיר של MSR, יכולות להיות 5-10 משימות חלליות לחלקים שונים של מערכת השמש: לכן, על ידי הבחירה ב-MSR, נאס'א פוסלת את האפשרות לבצע את אותן משימות אחרות.
| עם ההתמדה של נאס'א ו-Tianwen-1 של סין, שלל משימות על מאדיםהפקת חמצן על מאדים: דרישה קריטית
כדי שמשימה אנושית למאדים תתממש, העלות צריכה להיות סבירה. כדי שהעלויות יהיו סבירות, צריכה להיות טכנולוגיה ותשתית במקום לייצור חמצן על מאדים באמצעות חומרי גלם הזמינים על מאדים.
ללא דרך חזקה לייצור חמצן על מאדים, משימות אנושיות למאדים יהיו יקרות מאוד ולא מציאותיות. ללא תוכנית אמינה לייצור חמצן על מאדים, התוכנית של אילון מאסק לספק תחבורה מסחרית למאדים תהיה בסכנת כישלון.
להתמדה יהיה מכשיר - MOXIE, או Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment - שישתמש בעוצמה של 300 וואט כדי לייצר כ-10 גרם חמצן באמצעות פחמן דו חמצני אטמוספרי.
אם הניסוי הזה יצליח, ניתן להגדיל את MOXIE בפקטור של 100 כדי לספק את שני הצרכים הקריטיים מאוד של בני האדם: חמצן לנשימה ודלק רקטות לנסיעה חזרה לכדור הארץ.
מחפש מים תת קרקעיים על מאדים
התמדה תשא את מדמי הרדאר לניסוי התת-קרקעי של מאדים (RIMFAX). RIMFAX תספק מיפוי ברזולוציה גבוהה של המבנה התת-קרקעי באתר הנחיתה. המכשיר גם יחפש מים תת-קרקעיים במאדים - שאם יימצאו, יסייעו מאוד למקרה של משימה אנושית או הגורם להתיישבות אנושית על מאדים.
בודקים מסוק לטוס על מאדים
מסוק מאדים הוא באמת מזל'ט קטן. זהו ניסוי הדגמה טכנולוגית: לבדוק אם המסוק יכול לטוס באטמוספרה הדלילה על מאדים.
הצפיפות הנמוכה של האטמוספירה של מאדים הופכת את הסיכויים להטיס מסוק או מטוס על מאדים לנמוכים מאוד. תחבורה למרחקים ארוכים על מאדים צריכה להסתמך על כלי רכב המסתמכים על מנועי רקטות לעלייה וירידה ממונעת.
אנו נמצאים אולי עשור משתי אבני דרך בחקר מאדים: משימה אנושית למאדים, ותשובה מכרעת לשאלה האם במאדים יש - או עדיין יש - חיים מיקרוסקופיים. ההתמדה צפויה לספק תובנה משמעותית בשתי השאלות.
שתף עם החברים שלך:
