Dijelaskan: Mengapa Marikh begitu menarik kepada saintis, dan pengembara yang tinggal di dalam kita semua?

Mars 2020 Perseverance Rover NASA mendarat di permukaan Marikh pada awal pagi Jumaat. Keputusan eksperimen oleh Perseverance mungkin akan menentukan beberapa dekad berikutnya penerokaan Marikh. Seorang saintis NASA menerangkan mengapa dan bagaimana.

Ketekunan ialah makmal mudah alih yang paling maju, paling mahal dan paling canggih yang dihantar ke Marikh. (Foto: Twitter/ @@NASAPersevere)

Ketabahan bukan sekadar Misi Rover yang lain. Ketekunan ialah makmal mudah alih yang paling maju, paling mahal dan paling canggih yang dihantar ke Marikh. Keputusan eksperimen tentang Ketekunan mungkin akan menentukan beberapa dekad penerokaan Marikh yang akan datang - ia akan menentukan perjalanan pencarian kehidupan dan misi berawak ke Marikh pada masa hadapan.

Sains Marikh dalam tempoh 30 tahun yang lalu

Kami telah pergi jauh dalam memahami Marikh dari masa misi generasi pertama pada tahun 1960-an. Misi Viking pada pertengahan tahun tujuh puluhan menjalankan analisis kimia pertama tanah Marikh, serta empat eksperimen biologi untuk mengesan aktiviti biologi. Eksperimen tidak menghasilkan sebarang bukti konklusif tentang kehidupan.

Pada awal 1980-an, saintis membuat hipotesis, berdasarkan komposisi mineralogi dan tekstur batu, bahawa meteorit tertentu mungkin mempunyai kawasan sumber di Marikh, berbeza dengan tali pinggang asteroid. Pada tahun 1984, satu kajian menunjukkan bahawa komposisi isotop gas nadir (Xenon, Krypton, Neon dan Argon) sepadan dengan nisbah isotop atmosfera Marikh yang diukur oleh kapal angkasa Viking. Penemuan ini menyediakan cara untuk ahli geokimia mengkaji sampel Marikh - dan memberikan rangsangan besar kepada pemahaman kami tentang evolusi geokimia Marikh.

Marikh dianggap sebagai planet kering pada abad ke-20. Ini berubah pada tahun 2001, apabila Gamma Ray Spectrometer di atas kapal angkasa Mars Odyssey mengesan tandatangan hidrogen yang menarik yang seolah-olah menunjukkan kehadiran ais air. Tetapi terdapat kekaburan - ini kerana hidrogen boleh menjadi sebahagian daripada banyak sebatian lain juga, termasuk sebatian organik.

Untuk menguji kehadiran air, NASA menghantar kapal angkasa ke mendarat berhampiran Kutub Selatan Marikh pada tahun 2007. Kapal angkasa itu mengkaji tanah di sekeliling pendarat dengan lengan robotnya dan dapat mewujudkan, tanpa sebarang kekaburan, kehadiran air di Marikh untuk kali pertama.

Imej pertama dihantar oleh penjelajah Perseverance yang menunjukkan permukaan Marikh, sejurus selepas mendarat di kawah Jezero, pada Khamis, 18 Feb. 2021. (NASA melalui AP)

Rover Curiosity membawa instrumen yang dipanggil SAM (atau Analisis Sampel di Marikh), yang mengandungi set spektrometer dengan matlamat untuk mengesan sebatian organik di Marikh. SAM mempunyai spektrometer jisim yang boleh mengukur bukan sahaja unsur, tetapi juga isotop. Instrumen ini telah membuat penemuan menarik sebatian organik rantaian besar di Marikh. Tidak diketahui bagaimana bahan organik ini terbentuk di Marikh: proses itu berkemungkinan tidak bernyawa, tetapi terdapat kemungkinan menarik bahawa molekul kompleks tersebut terbentuk melalui proses yang berkaitan dengan kehidupan.

Mars Insight sedang mencipta sejarah sekarang, dengan memantau aktiviti seismik dan aliran haba di Marikh - ini akan membantu memahami komposisi pedalaman Marikh.

Dr Amitabha Ghosh ialah Ahli Sains Planet NASA yang berpangkalan di Washington DC. Beliau telah bekerja untuk beberapa Misi Mars NASA bermula dengan Misi Pathfinder Mars pada tahun 1997. Beliau berkhidmat sebagai Pengerusi Kumpulan Kerja Operasi Sains untuk Misi Penjelajah Marikh Eksplorasi Marikh, dan ditugaskan mengetuai Operasi Rover taktikal di Marikh selama lebih daripada 10 tahun. Dia membantu menganalisis batu pertama di Marikh, yang kebetulan merupakan batu pertama yang dianalisis dari planet lain.

Daya tarikan yang berkekalan dengan Marikh

Mengapa Marikh begitu menarik kepada saintis? Dan kepada penjelajah-petualang dalam diri kita semua? Terdapat dua sebab utama.

Pertama, Marikh ialah planet di mana kehidupan mungkin telah berkembang pada masa lalu. Kehidupan berkembang di Bumi 3.8 bilion tahun yang lalu. Keadaan di awal Marikh kira-kira 4 bilion tahun yang lalu sangat serupa dengan Bumi. Ia mempunyai suasana yang tebal, yang membolehkan kestabilan air di permukaan Marikh. Sekiranya keadaan di Marikh adalah serupa dengan keadaan di Bumi, terdapat kemungkinan nyata bahawa kehidupan mikroskopik berkembang di Marikh.

Kedua, Marikh adalah satu-satunya planet yang boleh dilawati atau didiami manusia dalam jangka masa panjang. Zuhrah dan Mercury mempunyai suhu yang melampau - suhu purata lebih besar daripada 400 darjah C, atau lebih panas daripada ketuhar memasak. Semua planet dalam sistem suria luar bermula dengan Musytari diperbuat daripada gas - bukan silikat atau batu - dan sangat sejuk. Marikh agak mesra dari segi suhu, dengan julat anggaran antara 20 darjah C di Khatulistiwa hingga tolak 125 darjah C di kutub.

Misi Ketabahan di Marikh

Ketekunan menangani kedua-dua tema kritikal di sekitar Marikh - pencarian kehidupan, dan misi manusia ke planet itu.

Contoh Misi Pemulangan: Adakah terdapat kehidupan di Marikh?

Ketekunan adalah langkah pertama dalam projek berbilang langkah untuk membawa kembali sampel dari Marikh. Kajian sampel batu yang dikembalikan di makmal canggih di seluruh dunia diharapkan dapat memberikan jawapan yang menentukan sama ada kehidupan wujud di Marikh pada masa lalu.

Berikut ialah langkah-langkah dalam Pulangan Sampel:

Sebagai langkah pertama, Perseverance akan mengumpul sampel batu dan tanah dalam 43 tiub bersaiz cerut. Sampel akan dikumpulkan, kanister akan dimeteraikan, dan dibiarkan di atas tanah.

Langkah kedua adalah untuk Mars Fetch Rover (disediakan oleh Agensi Angkasa Eropah) mendarat, memandu dan mengumpul semua sampel dari lokasi yang berbeza, dan kembali ke pendarat.

Fetch Rover kemudiannya akan memindahkan kanister ke Kenderaan Ascent. Kenderaan Pendakian Marikh akan bertemu dengan Orbiter selepas itu Orbiter akan membawa sampel kembali ke Bumi.

Projek jangka panjang ini dipanggil MSR atau Mars Sample Return. MSR akan merevolusikan pemahaman kita tentang sejarah evolusi Marikh. Jika MSR berjaya dilaksanakan, kami akan mempunyai jawapan yang munasabah sama ada terdapat kehidupan mikroskopik di Marikh.

Tetapi MSR mempunyai risikonya. Jika salah satu komponen gagal, seperti Fetch Rover atau Mars Ascent Vehicle, MSR akan ditakdirkan. Risiko tersembunyi adalah strategik. Dengan kos MSR, mungkin terdapat 5-10 misi kapal angkasa ke bahagian berlainan sistem suria: oleh itu, dengan memilih MSR, NASA merampas pilihan untuk melaksanakan misi lain tersebut.

Menghasilkan oksigen di Marikh: Keperluan kritikal

Untuk misi manusia ke Marikh menjadi kenyataan, kosnya perlu berpatutan. Untuk kos yang munasabah, perlu ada teknologi dan infrastruktur untuk mengeluarkan oksigen di Marikh menggunakan bahan mentah yang tersedia di Marikh.

Tanpa cara yang teguh untuk mengeluarkan oksigen di Marikh, misi manusia ke Marikh akan menjadi sangat mahal, dan tidak realistik. Tanpa pelan pengeluaran oksigen yang boleh dipercayai di Marikh, rancangan Elon Musk untuk menyediakan pengangkutan komersial ke Marikh akan menghadapi risiko kegagalan.

Ketekunan akan mempunyai instrumen - MOXIE, atau Eksperimen Penggunaan Sumber Oksigen In-Situ Mars - yang akan menggunakan kuasa 300 watt untuk menghasilkan kira-kira 10 gram oksigen menggunakan karbon dioksida atmosfera.

Sekiranya percubaan ini berjaya, MOXIE boleh ditingkatkan dengan faktor 100 untuk menyediakan dua keperluan manusia yang sangat kritikal: oksigen untuk bernafas dan bahan api roket untuk perjalanan kembali ke Bumi.

Mencari air bawah tanah di Marikh

Ketekunan akan membawa Pengimej Radar untuk Eksperimen Bawah Permukaan Marikh (RIMFAX). RIMFAX akan menyediakan pemetaan resolusi tinggi bagi struktur bawah permukaan di tapak pendaratan. Instrumen itu juga akan mencari air bawah permukaan di Marikh - yang, jika ditemui, akan sangat membantu kes untuk misi manusia atau punca penempatan manusia di Marikh.

Menguji helikopter untuk terbang di Marikh

Helikopter Marikh adalah benar-benar dron kecil. Ia adalah percubaan demonstrasi teknologi: untuk menguji sama ada helikopter itu boleh terbang dalam suasana yang jarang di Marikh.

Ketumpatan rendah atmosfera Marikh menjadikan kemungkinan untuk benar-benar menerbangkan helikopter atau pesawat di Marikh sangat rendah. Pengangkutan jarak jauh di Marikh perlu bergantung pada kenderaan yang bergantung pada enjin roket untuk pendakian berkuasa dan keturunan berkuasa.

Kita mungkin satu dekad daripada dua peristiwa penting dalam penerokaan Marikh: misi manusia ke Marikh, dan jawapan yang tegas kepada persoalan sama ada Marikh memendam - atau masih menyimpan - kehidupan mikroskopik. Ketekunan diharapkan dapat memberikan pemahaman yang signifikan terhadap kedua-dua soalan.

Kongsi Dengan Rakan Anda: