1 вересня 2021 року марсохід Perseverance NASA просвердлив близько 6 сантиметрів скелі. Пізніше марсохід герметизував зразок у титановій трубці. Ця історична подія стала першим випадком, коли космічний корабель зібрав зразок гірської породи з іншої планети, який майбутні космічні кораблі могли б повернути на Землю.

Mars Sample Return – це кампанія місій, призначена для повернення зразків, які Perseverance збиратиме протягом наступних кількох років. Наразі цей проект на етапі проектування та розробки технологій. Перевага аналізу зразків на Землі очевидна.

Повернення зразка з Марса було пріоритетом для планетарного наукового співтовариства з 1980 -х років, і потенційна можливість, остаточно реалізувати цю мету, змушує нас креативити », – сказав Майкл Мейєр, провідний науковий співробітник програми NASA з дослідження Марса, що базується в штаб-квартирі у Вашингтоні.

“Я мріяв про аналізи зразків з Марса ще з часі своєї аспірантури”, – сказав Мінакші Вадхва, головний науковий співробітник програми Mars Sample Return , якою керує Лабораторія реактивного руху NASA у Південній Каліфорнії. “Збір цих добре задокументованих зразків дозволить нам врешті-решт проаналізувати їх у найкращих лабораторіях на Землі після їх повернення”.

Mars Sample Return дасть відповідь на питання: чи прижилося життя десь у Сонячній системі, крім Землі? “Я працював всю свою кар’єру, щоб отримати можливість відповісти на це питання”, – сказав Деніел Главін, астробіолог з Центру космічних польотів НАСА в Грінбелті, штат Меріленд. Главін допомагає розробляти системи для захисту марсіанських зразків від забруднення під час їхньої подорожі від Марса до Землі.

Розробляючи у співпраці з ESA, цей проект вимагав би автономного запуску ракети, наповненої дорогоцінним позаземним вантажем, з поверхні Марса. Інженери повинні стежити за тим, щоб траєкторія ракети співпадала з траєкторією космічного корабля, що обертається навколо планети, щоб капсулу можна було передати на орбіті. Потім орбітальний апарат поверне капсулу зі зразками на Землю.

Перед тим, як доставити зразки Марса на Землю, вчені та інженери повинні подолати кілька проблем. Необхідно зберігати зразки первозданними для ретельного вивчення на Землі, а також піддавати контейнер для зберігання екстремальним заходам стерилізації, щоб гарантувати, що на Землю не доставлять нічого небезпечного, – це завдання, яке робить повернення зразка Марса справді безпрецедентним.

Мільярди років тому на Червоній планеті, можливо, було затишне середовище для життя, яке процвітає в теплих і вологих умовах. Однак малоймовірно, що NASA поверне зразки з живими марсіанськими організмами, на основі даних орбітальних апаратів та марсоходів. Натомість вчені сподіваються знайти скам’янілу органічну речовину чи інші ознаки життя древніх мікробів.

Незважаючи на низький ризик принести що-небудь живе на Землю, обережність спонукає NASA вжити значних заходів для забезпечення надійної герметизації марсіанських зразків протягом усієї подорожі. Зібравши скельні зразки по всьому кратеру Jezero та помістивши їх у трубки, виготовлені з титану, одного з найміцніших металів у світі, Perseverance щільно герметизує трубки, щоб запобігти випадковому вивільненню навіть найменших частинок. Потім трубки зберігатимуться в марсоході, поки NASA не визначиться з часом і місцем їх падіння на поверхню Марса.

Відповідно до нинішньої концепції, NASA доставить посадковий апарат на Марс поблизу кратера Jezero , де Perseverance (зліва) зберігатиме зразки. Пристрій для пошуку зразків (праворуч) міститиме ракету NASA разом із Fetch Rover ESA (у центрі), який приблизно розміром з марсохід Opportunity. Марсохід збиратиме та доставлятиме зразки на місце посадки для передачі на транспортний засіб. Потім ракета запустить спеціальний контейнер, що зберігатиме зразки на орбіті Марса. ESA виведе космічний корабель на орбіту навколо Марса до запуску цього апарата. Цей космічний корабель зустрінеться з зразками на орбіті та захопить їх.

Одне з основних завдань інженерів – з’ясувати, як герметизувати та стерилізувати контейнер для зразків, не знищуючи важливих хімічних підписів у ядрах гірських порід всередині. Серед методів, які зараз перевіряє команда, – пайка, яка передбачає розплавлення металевого сплаву в рідину, яка по суті склеює метал. Пайка може герметизувати контейнер для зразків при температурі, достатній для стерилізації будь-якого пилу, який може залишитися в шві.

«Серед наших найбільших технічних проблем зараз те, що в кількох дюймах від металу, який плавиться приблизно на 1000 градусах Фаренгейта (або 538 градусах Цельсія), ми повинні зберегти ці надзвичайні зразки Марса нижче найгарячішої температури, яку вони могли відчути на Марсі, тобто близько 86 градусів за Фаренгейтом (30 градусів за Цельсієм) », – сказав Брендан Фіхан, інженер системи, яка збиратиме, зберігатиме та доставлятиме зразки на Землю на борту орбітального апарату ESA. “Початкові результати тестування нашого рішення для пайки підтвердили, що ми на правильному шляху”.

Яка б технологія не була розроблена командою,- це буде мати вирішальне значення не тільки для марсіанських зразків, але й для майбутніх місій з повернення зразків з Європи чи Енцелада, де ми могли б зібрати та повернути свіжі зразки, які могли б містити живі позаземні організми.

Ретельні зусилля NASA щодо усунення ризику шкідливого забруднення Землі відносяться до міжнародного Договору про космос 1967 р., який закликає країни запобігати зараженню небесних тіл організмами з Землі та запобігати забрудненню Землі через повернені зразки. Щоб безпечно повернути марсіанський зразок на Землю, NASA співпрацює не тільки з ESA, але також щонайменше з 19 урядовими департаментами та агентствами США, включаючи Центр США з контролю та профілактики захворювань та Міністерством внутрішньої безпеки США.

Джерело