Jak sprawdzić czy na Marsie mieszkali Marsjanie?

Misja kosmiczna NASA, Mars 2020, która będzie poszukiwać śladów życia na Marsie, wykorzysta inteligentne metody opracowane pierwotnie w celu odnalezienia najstarszych śladów życia na Ziemi.

Aktualizacja: 16.01.2018 06:20 Publikacja: 16.01.2018 06:14

Foto: NASA

Już od XIX wieku astronomowie usiłowali wykryć życie poza Ziemią. Kiedy Giovanni Schiaparelli w 1877 roku ogłosił odkrycie kanałów na Marsie wydawało się, że znaleźliśmy towarzystwo w kosmosie. Początek ery lotów kosmicznych dał możliwość poszukiwania życia bezpośrednio na innych planetach. Żadna z misji nie ujawniła jednak śladów życia. Okazało się, że warunki panujące na pozostałych planetach Układu Słonecznego, nie sprzyjają przetrwaniu życia podobnego do tego, jakie występuje na Ziemi. Pod koniec XX wieku odkryto organizmy ekstremofilne, które zrewidowały podejście do możliwości powstania żywych organizmów w niesprzyjających warunkach. Odkrycie dowodów na istnienie wody na Marsie dało nadzieję na odnalezienie organizmów zasiedlających biotopy niedostępnych dla ziemskich istot żywych.

Wcześniejsze misje na Marsa miały stosunkowo mało precyzyjne instrumenty do analizy chemicznej. Aby znaleźć ślady wody, badały średni rozkład związków chemicznych na powierzchni zbliżonej wielkością do znaczka pocztowego. Naukowe metody poszukiwania najstarszych dowodów życia na Ziemi wykonały skokowy postęp i właśnie te metody postanowiono wykorzystać w tej misji. Projekt Mars 2020 wykorzystuje najnowsze technologie, aby mapować skład pierwiastkowy, mineralny i organiczny skał z możliwością analizowania elementów grubości ludzkiego włosa. Zrozumienie cech chemicznych i układu przestrzennego cząstek zachowanych w skałach jest kluczem do określenia, czy zostały one ukształtowane przez żywe organizmy, czy też nie. Instrumenty opracowywane dla Marsa 2020 powstają w oparciu o technologie stworzone w celu poszukiwania oznak życia na Ziemi, także życia w ekstremalnych warunkach – głęboko pod powierzchnia lub w warunkach kominów hydrotermalnych na dnie oceanów. Kiedy metody te zostały zastosowane na błękitnej planecie, umożliwiły naukowcom przesunięcie granic wykrywalności lub lepsze zrozumienie wcześniej niejednoznacznych obserwacji.

Nie tylko astrobiologia jest dziedziną interesującą badaczy. Lądownik ma zebrać próbki, które mogłyby zostać zbadane na ziemi. W tym celu urządzenie pobierze od trzydziestu do czterdziestu próbek skał i osadów, każda o wadze około 15 gramów. Zostaną one hermetycznie zamknięte w probówkach z tytanu i osadzone w bezpiecznym miejscu na powierzchni Marsa, co pozwoli odzyskać je następnej misji.

Badania są ważne, ale nie mniej istotne pozostają obserwacje zarówno gruntu czy atmosfery jak i zachowania sondy w trakcie lądowania, poruszania się, pobierania próbek.

Oczy

Kiedy Mars Pathfinder dotknął Marsa w 1997 roku, miał do dyspozycji pięć kamer: dwie na maszcie, który wysunął się z lądownika i trzy na łaziku. Mars 2020 zostanie wyposażony w dwadzieścia troje elektronicznych oczu o różnych zastosowaniach, pozwalających stworzyć rozległe panoramy, odkryć przeszkody, zbadać atmosferę i wspomóc inne instrumenty badawcze. Pozwolą one m.in. zarejestrować obrazy spadochronu otwierającego się na innej planecie.

Oczywiście, wewnątrz łazika znajdzie się też kamera, która będzie rejestrowała pobieranie i deponowanie próbek oczekujących na kolejną misję. Poprzednie kamery wykonywały wiele zdjęć i sklejały je w jeden obraz. Niektóre z obecnie zastosowanych mają szerszy kąt widzenia i rozdzielczość aż 20 milionów pikseli, co pozwoli na utrwalenie obrazu na jednym zdjęciu. Oznacza to mniejszą stratę czasu na obróbkę komputerową.

Jednocześnie tak wielka ilość danych spowoduje problem z ich przesyłaniem. Colin MacKinnon, jeden z twórców systemów optycznych, mówi że „kamery są w stanie uzyskać znacznie więcej danych niż można odesłać z powrotem na Ziemię”. Aby rozwiązać ten problem kamery zostały wyposażone w inteligentne systemy kompresji. To jednak zbyt mało, aby przesłać obrazy 3D czy ultraszybkie nagranie wideo. NASA postanowiła więc wykorzystać orbitujące statki kosmiczne, jako przekaźniki danych. Zostaną do tego użyte Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN i europejski ExoMars.

Sygnał radiowy, w zależności od położenia planety, potrzebuje od około 5 do 20 minut na pokonanie odległości między Marsem, a Ziemią. Korzystne jest zatem używanie orbiterów jako przekaźników, ponieważ są one znacznie bliżej łazika niż anteny Deep Space Network na Ziemi. Są one wyposażone w znacznie większe anteny i silniejsze nadajniki. Dzięki temu rozwiązaniu lądownik może być wyposażony w zaledwie trzy niewielkie anteny.

Uszy

Nigdy jeszcze nie udało nam się usłyszeć Marsa. Mikrofony zabierane przez poprzednie misje nie zadziałały. Wydaje się, że inżynierowie wyciągnęli wnioski z poprzednich wypraw i teraz wyposażyli łazik w naprawdę dobry „słuch”. Będziemy mogli poznać dźwięki towarzyszące lądowaniu, odgłosy samego łazika, otoczenia, a nawet „usłyszeć skład skał” za pomocą specjalnego mikrofonu SuperCam. Ten ostatni bada skały i gleby za pomocą aparatu fotograficznego, lasera i spektrometrów w celu poszukiwania związków organicznych, potencjalnie związanych z życiem na Marsie. Potrafi zidentyfikować skład chemiczny i mineralny skały tak małej jak ołówek z odległości 7m. Kiedy urządzenie strzela z lasera, niewielka ilość kamienia odparowuje. Ciepło i wibracje tworzą falę uderzeniową, która wywoła falę akustyczną. Mikrofon rejestruje ją i na tej podstawie określa twardość skały. Ta informacja określa pod wpływem jakich czynników została uformowana skała, czy jest to skała osadowa, magmowa, okruchowa, a może organogeniczna, czyli powstała w wyniku osadzania się materii organicznej. Obłoczek gazu, powstały z odparowanego kamienia, jest w tym czasie analizowany przez spektrometry. To wszystko bez konieczności zbliżania się do analizowanego obiektu.

Ręce, nogi, głowa i serce

Dźwięk i obraz nie wystarczą do pobrania próbek. Potrzebna jest ręka. Robotyczne ramię Marsa 2020 o długości ponad 2 metry może poruszać się tak samo jak ludzkie ramię. Posiada przeguby (spełniają rolę ludzkich stawów), zapewniające maksymalną elastyczność. Ramię pozwala na trzymanie i używanie narzędzi, dzięki którym można rozbijać kamienie, rejestrują mikroskopowe obrazy, analizują skład marsjańskich skał. Jest ono wyposażone nawet w wiertarkę udarową ze zmiennymi bitami, które ułatwiają zbieranie próbek bezpośrednio do tytanowych pojemników.

Niewiele jednak warta byłaby ta cała technologia bez mózgu, a tak naprawdę dwóch, bo komputer sterujący łazikiem jest zdublowany – tak więc mamy jeden mózg do pracy, a jeden „w zapasie”. Komputer kieruje wszystkimi interfejsami naukowymi w celu wymiany poleceń i danych naukowych. Wyposażony jest w moduł pomiarowy, który dostarcza informacji przestrzennych o jego położeniu. Dzięki temu pojazd może bezpiecznie pokonywać trudne trawersy bez ryzyka przewrócenia. System kontroluje również takie dane jak temperatura i poziom mocy, wraz z innymi funkcjami, które utrzymują łazik przy życiu.

Wszystkie te skomplikowane urządzenia umieszczone są na podwoziu, wyposażonym w 6 kół. Każde z nich ma własny silnik, a skrajne wyposażone są w dodatkowy napęd pozwalający na obrót w miejscu o 360 stopni.

Wszystkie systemy napędzane są energią elektryczną. Bez niej urządzenie byłoby martwe. Pochodzi ona z Wielofunkcyjnego Radioizotopowego Generatora Termoelektrycznego, który zamienia ciepło z naturalnego radioaktywnego rozkładu plutonu na energię elektryczną. System zasilania ładuje dwie baterie pierwotne łazika, a ciepło uzyskiwane w procesie jest wykorzystywane do utrzymania prawidłowych temperatur pracy narzędzi i pozostałych systemów.

Wydaje się, że zastosowanie najnowocześniejszych zdobyczy nauki, pozwoli nam znaleźć, o ile istnieją, dowody życia na Marsie. Gdybyśmy je odkryli byłby to dowód, że nie jesteśmy sami w kosmosie. Nawet odkrycie ekstremofilnych organizmów jednokomórkowych wielokrotnie zwiększyłoby prawdopodobieństwo znalezienia rozumnych istot żyjących na innych planetach.

Już od XIX wieku astronomowie usiłowali wykryć życie poza Ziemią. Kiedy Giovanni Schiaparelli w 1877 roku ogłosił odkrycie kanałów na Marsie wydawało się, że znaleźliśmy towarzystwo w kosmosie. Początek ery lotów kosmicznych dał możliwość poszukiwania życia bezpośrednio na innych planetach. Żadna z misji nie ujawniła jednak śladów życia. Okazało się, że warunki panujące na pozostałych planetach Układu Słonecznego, nie sprzyjają przetrwaniu życia podobnego do tego, jakie występuje na Ziemi. Pod koniec XX wieku odkryto organizmy ekstremofilne, które zrewidowały podejście do możliwości powstania żywych organizmów w niesprzyjających warunkach. Odkrycie dowodów na istnienie wody na Marsie dało nadzieję na odnalezienie organizmów zasiedlających biotopy niedostępnych dla ziemskich istot żywych.

Pozostało 90% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Kosmos
NASA szuka sposobu na sprowadzanie próbek z Marsa. Tanio i szybko
Kosmos
Odszedł Peter Higgs, odkrywca boskiej cząstki
Kosmos
Badania neutrin pomogą rozwiązać zagadkę powstania wszechświata
Kosmos
Księżyc będzie miał własną strefę czasową? Biały Dom nakazał ustalenie standardu
Kosmos
Astronomowie odkryli tajemnice galaktyki z początku istnienia wszechświata