Сега, летящ във формация с астероида Bennu, космическият апарат OSIRIS-REx ще прекара следващите осемнадесет месеца в изследване на това девствено парче от първоначалната слънчева система: картографиране на състава му, изучаване на движенията му и изработване на why и за какво са подобни подобни обекти. Това първоначално проучване е в очакване на Деня на независимостта 2020 г., когато космическият кораб - размерът на UPS камион с подвижността на колибри - ще натисне механизма си за събиране на проби срещу Bennu, за да донесе вкъщи запечатан контейнер с премиум, астероид от клас A за анализи в лаборатории по целия свят.
„Ще видим Бену от светлинна точка и веднъж отново на Земята, до нейните съставни атоми. Това е доста невероятно. Няма друго тяло, което да е вярно за това “, казва Данте Лаурета, главен изследовател на мисията, от кабинета си в Лунната и планетарната лаборатория в Университета в Аризона. Той мисли за момент и добавя: „Може би див 2.“
Кометата Wild 2 беше включена в пробата на НАСА Stardust мисията през 2004 г. Това беше първата мисия на агенцията за връщане на проби след програмата на Аполон, макар че не се доближи до дързостта на това, което Лаурета и неговият екип правят в Bennu. Звездният прах събира частици вследствие на кометата, най-голямата от които е била около милиметър, и открива аминокиселини, необходими за живота, променяйки научното разбиране за комерното образуване. OSIRIS-REx, от друга страна, ще вземе вкъщи до 4, 4 килограма от въглеродния астероид. Невъзможно е да се предвиди какво ще разкрие кариерата му, тъй като се смята, че съставките на Bennu са по-стари от самата Слънчева система, но изучаването на такъв древен материал вероятно ще попълни пропуски в нашите модели за формиране на слънчевата система и пътя, който в крайна сметка доведе към живота на Земята.
Изображение на астероида Bennu, заснет от космическия кораб OSIRIS-REx на 16 ноември 2018 г., от разстояние 85 мили (136 км). (НАСА / Годард / Университет в Аризона) Мисиите за връщане на проби са точно това, което звучат, като грабват някой небесен образец в естественото му местообитание и го връщат вкъщи за анализ. Въпреки че планетарните учени са работили магьоснически с земячи и роувъри, техните механични пълномощници все още са разочароващо ограничени в науката, която могат да правят. Научните полезни натоварвания на роботи са ограничени по маса и мощност, докато спектрометрите на Земята могат да бъдат с размерите на сградата. Синхротрон може да е на километър. Това са размерите на Star Trek. Идеята зад примерната възвръщаемост е, че ако не можем да доведем инструментите до целта, ще доведем целта към инструментите.
„Бях в тази сграда през 2008 г., когато кацателят на Феникс беше на повърхността на Марсиан и тези първи лъжички на Марс нямаше да се отърсят от роботизираната ръка за анализ“, казва Лаурета. „Най-накрая разбраха. Те го затоплиха и той се освободи и проби път към масовия спектрометър, а ние се почесвахме по главите и се опитвахме да го осмислим. И аз си помислих: ако имах едно зърно, което бих могъл да натрия от тази лъжичка, бих могъл да ви кажа сто пъти повече информация от това, което току-що извадихте от този инструмент. "
Не всички области на планетарното изследване са напреднали чрез анализ на извадката. Геофизик, който се надява да разбере планетарен обект, първоначално може да не посегне за лопата от извънземен реголит. НАСА има установена каданс за проучване за разбиране на планетарните тела: летене, орбита, кацач, ровер, мисия за връщане на проби и след това човешка мисия. Луната проверява всяка кутия. Марс 2020, следващият роувър на НАСА, пуснат на пазара през същата година, ще започне процеса на кеширане на проби. Той ще бутилира Марс мръсотия за бъдещ кацател, който ще се събере и взриви обратно у дома. След това изпращате астронавти.
„Десетилетия наред пробите липсваха в проучването на Марс“, казва Линди Елкинс-Тантън, директор на училището за изследване на Земята и Космоса в Аризонския държавен университет. „Колкото и да сме напреднали с дистанционните инструменти, невероятно е колко повече научаваме, когато го имаме в ръцете си. Просто няма замяна. "
Въпреки че планетарните учени изучават марсианските метеорити за поглед върху историята на тази планета, метеоритите не могат да отговорят на въпроса дали Марс някога е бил обиталище на живота. Освен това учените не знаят прецизно къде или кога са се появили пробите, преди да се спуснат на Земята. Въпреки че метеоритите от Марс, открити на Земята, могат да бъдат точно датирани, те се считат за вероятна пристрастна проба, млада по отношение на повърхността на Марсиан.
Елкинс-Тантон е част от научния екип на Марс 2020 и служи като главен изследовател на мисията на НАСА „Психея“ за изследване на метален астероид, за когото се смята, че е планетарно ядро, което е поставено за изстрелване през 2022 г. Тя казва, че веднага след това учените ще изучават Марсиан проби за органични материали и техните изотопни препарати. Подобно изследване на изотопните съотношения би дало категорична информация дали материалът е създаден от живота.
Изследователите също биха датирали извадката, „нещо, което не можем да направим с никаква точност с роботи“, казва Елкинс-Тантон. „Необходима е супер, супер фина работа в изотопните лаборатории, за да се установи точната възраст на минерално зърно или горна скала.” На учените понастоящем липсват абсолютни дати за скали на повърхността на Марс, а „пробите биха помогнали за решаването на някои от тези постоянни спорове за това кога Марс беше мокър. Какви бяха различните еони, епохите на различна химическа активност на повърхността на Марс? “
Космическите кораби с всеки вкус са по своята същност ограничени от научния хардуер, с който летят. По времето, когато Галилео пристига в Юпитер през 1995 г., инструменталният му апарат е на десет години. Въпреки че технологията скочи напред през това десетилетие, бедният стар Галилео не можеше да се възползва от нищо. От друга страна, примерните мисии са по същество доказателство за бъдещето, казва Райън Цайглер, уредник на проби от Аполо на НАСА. С напредването на технологиите пробите могат да бъдат изтеглени от хранилището и да бъдат прегледани за нов анализ.
„Израснах в лунна наука с лунна кост, “ казва той. „На Земята почти всяка скала има минерал отвътре с вода, вързана вътре в нея. Но когато учените погледнаха пробите от Аполон, те не видяха това. ”Тази липса на вода беше включена в модели за това как се е образувала Луната, как еволюира и от своя страна подсказваше от какво е била създадена някога Земята. „И тогава преди десет години имахме по-добри инструменти и погледнахме отново към чашите и минералите в лунните проби и намерихме вода и в двете.“ Лунните модели трябваше да бъдат преработени. „Ако на Луната има летливи вещества, дали гипотезата за гигантско въздействие е жизнеспособна? Да, но учените трябваше да променят начина, по който гигантското въздействие работи, за да задържи летливите наоколо. Това беше важно. "
Подобни анализи ще изплащат дивиденти, когато астронавтите се върнат там. „Това струва много пари, за да изпратим каквото и да е до Луната, така че всяко използване на ресурси, което можем да направим на място, е от ключово значение. И можем да използваме състава на Луната от пробите на Аполон, за да разберем какво можем да използваме. ”Цайлер обяснява, че металите в лунния реголит могат да бъдат използвани за създаване на местообитания. Може да се извлече и вода. „Учените са измислили половин дузина различни начини за получаване на кислород от лунна почва, използвайки пробите от Аполон в малки мащаби, за да практикуват. Ако мога да произвеждам големи количества вода на Луната или водород и кислород - това е ракетно гориво! Което от своя страна дава възможност за изследване на човека от други части на Слънчевата система. "
Космическият апарат на НАСА OSIRIS-REx е разкрит, след като защитното му покритие е премахнато в съоръжението за обслужване на опасно полезно натоварване в космическия център на Кенеди във Флорида, на 21 май 2016 г. (НАСА / Димитри Герондидакис) Всички проби от небесни обекти се обработват и съхраняват от отдела за научни изследвания и проучване на астроматериали в космическия център „Джонсън“ на НАСА в Хюстън. Всеки път, когато се събира нова проба, се изграждат нови съоръжения, за да отговарят на нейния източник и да държат пробата изолирана и непроверена. Въпреки че OSIRIS-REx няма да върне своите проби Bennu до 2023 г., Джонсън скоро ще започне изграждането на нов набор от лаборатории, за да приюти Bennu, а също и част от астероида Ryugu, който скоро ще бъде взет на проба от Японската космическа агенция за аерокосмически изследвания (JAXA) Hayabusa-2.
Центърът на НАСА вече проведе проучвания за това как да съхранява проби от Марс; просто е въпросната мисия да се приближи достатъчно до финала, за да мобилизира кранове и булдозери за новите съоръжения за съхранение на Земята. По същия начин, отделът за астроматериали следи японската мисия Martian Moons Exploration (MMX), която ще стартира през 2024 г. и ще вземе проба по-голямата от двете луни на Марс, Фобос.
По-близо до дома има CAESAR, финалист на програмата на НАСА New Frontiers, който ще направи проба на кометата 67P / Churyumov-Gerasimenko през 2038 г., ако бъде одобрена за финансиране. "Вече разглеждаме какво би било необходимо за лечението на проби от комета", казва Цайглер. „За щастие имаме много време, защото е предизвикателство. Студено е, има газ, участва летливи. Това не е невъзможно, но ще изисква от нас да научим как правим това и да измислим протоколи за това как обработваме изцяло нови видове проби. "
Връщането на пробите на Земята, макар и изключително предизвикателно, е само половината от битката. Истинската наука започва, след като са безопасни и здрави на съхранение.
„Една от причините за пробите от Аполон все още са полезни за науката“, казва Цайглер, „е защото сме отделили време и усилия да се грижим добре за тях, така че да ни разказват за Луната, а не за Хюстън.“
Дейвид У. Браун е автор на един инч от земята, историята на учените, стоящи зад мисията на НАСА в Европа. Той ще бъде публикуван догодина от Custom House.
