Zdaj leti v formacijo z asteroidom Bennu, vesoljsko plovilo OSIRIS-REx bo naslednjih osemnajst mesecev preiskovalo ta neokrnjeni del prvotnega osončja: preslikalo njegovo sestavo, preučilo njegove gibe in razdelalo, kaj in kaj podobnih teh predmetov. Ta prvotna raziskava je v pričakovanju dneva neodvisnosti 2020, ko bo vesoljsko plovilo - velikost tovornjaka UPS z mobilnostjo kolibri - pritisnil svoj mehanizem za odvzem vzorcev na Bennu, da bo domov prinesel zapečateno kanister vrhunskega asteroida razreda A za analize v laboratorijih po vsem svetu.
"Bennu bomo videli od točke svetlobe in ko se spet vrne na Zemljo, vse do sestavnih atomov. Precej neverjetno je. Ni nobenega drugega telesa, ki bi to veljalo, "pravi Dante Lauretta, glavni preiskovalec misije, iz svoje pisarne v Lunarnem in planetarnem laboratoriju na univerzi v Arizoni. Za trenutek pomisli in doda: "Mogoče divji 2."
Komet Wild 2 je vzorčila NASA-jeva misija Stardust leta 2004. To je bila prva misija agencije za vračanje po programu Apollo, čeprav se ni približal drznosti tega, kar Lauretta in njegova ekipa počnejo v Bennuju. Zvezdni prah je v kometih zbral delce, od katerih je bil največji približno milimeter, in našel aminokisline, ki so nujno potrebne za življenje, s čimer je spremenil znanstveno razumevanje nastanka korij. OSIRIS-REx bo po drugi strani domov odnesel do 4, 4 kilograma ogljikovega asteroida. Nemogoče je napovedati, kaj bo razkril njen kamnolom, saj naj bi bili sestavni deli Bennuja starejši od samega osončja, vendar bo proučevanje takšnega starodavnega materiala verjetno zapolnilo vrzeli v naših modelih tvorbe sončnega sistema in poti, ki je na koncu privedla do življenja na Zemlji.
Slika asteroida Bennu, ki ga je 16. novembra 2018 posnela vesoljska ladja OSIRIS-REx, z razdalje 85 km (136 km). (NASA / Goddard / Univerza v Arizoni) Misije za vrnitev vzorcev so natanko takšne, kot se slišijo, zgrabijo nekaj nebesnega primerka v njegovem naravnem habitatu in ga prinesejo domov na analizo. Čeprav so planetarni znanstveniki čarovništvo delali s zemljarji in roverji, so njihovi mehanski pooblaščenci še vedno frustrirano omejeni v znanosti, ki jo znajo narediti. Znanstvene obremenitve robotov so omejene z maso in močjo, medtem ko so spektrometri na Zemlji lahko velikosti zgradbe. Sinhrotron je morda kilometer čez. To so velikosti Star Trek. Zamisel vrnitve vzorca je, da če orodij ne moremo pripeljati do cilja, bomo cilj pripeljali do orodij.
"V tej zgradbi sem bil leta 2008, ko je bil pristanišče Phoenix na marsovski površini in tiste prve lopade Marsa se ne bi stregle brez robotske roke za analizo, " pravi Lauretta. "Končno so ugotovili. Ogrevali so ga, sprostilo se je in se podalo na masni spektrometer, mi pa smo se praskali po glavi in ga poskušali smisliti. In sem si mislil: Če bi imel eno zrno, ki bi ga lahko brisal z zajemalke, bi vam lahko povedal stokrat več informacij od tistega, kar ste pravkar dobili s tega instrumenta. "
Z vzorčnimi analizami niso napredna vsa področja planetarnega študija. Geofizik, ki upa, da bo razumel planetni objekt, sprva morda ne bo dosegel lopate tujerodnega regolita. NASA ima uveljavljeno raziskovalno kadenco za razumevanje planetarnih teles: flyby, orbiter, lander, rover, misija za vračanje vzorcev in nato človeška misija. Luna je preverila vsako okence. Mars 2020, Nasin naslednji rover, ki bo predstavljen v istoimenskem letu, bo začel postopek predpomnjenja vzorcev. Mars bo pospravil umazanijo za prihodnjo zemljo, ki se bo zbrala in eksplodirala domov. Po tem pošljete astronavte.
"Desetletja so vzorci iz Marsa očitno manjkali, " pravi Lindy Elkins-Tanton, direktorica Šole za raziskovanje zemlje in vesolja na Arizoni State University. »Tako napredni kot smo z oddaljenimi instrumenti, neverjetno je, koliko več se naučimo, ko ga imamo v rokah. Zamenjave preprosto ni. "
Čeprav planetarni znanstveniki proučujejo marsovske meteorite za vpogled v zgodovino tega planeta, meteoriti ne morejo odgovoriti na vprašanje, ali je bil Mars kdaj bivališče življenja. Poleg tega znanstveniki ne vedo natančno, kje ali kdaj so vzorci nastali, preden so se zrušili na Zemljo. Čeprav je mogoče meteorite z Marsa, odkrite na Zemlji, natančno datirati, veljajo za verjetno pristranski vzorec, mlad glede na marsovsko površje.
Elkins-Tanton je del znanstvene skupine Mars 2020 in je glavni preiskovalec NASA-ine misije Psyche za preučevanje kovinskega asteroida, ki naj bi bil planetarno jedro, postavljen za začetek leta 2022. Pravi, da bi takoj znanstveniki preučevali Martian vzorci za organske materiale in njihove izotopske sestavine. Takšna študija izotopskih razmerij bi močno pokazala, ali je material ustvaril življenje.
Raziskovalci bi navedli tudi vzorec, "kar z roboti ne moremo storiti z nobeno natančnostjo, " pravi Elkins-Tanton. "Potrebno je super, zelo fino delo v izotopskih laboratorijih, da dobimo natančno starost mineralnega zrna ali zgornje kamnine." Znanstvenikom trenutno ni dovolj absolutnih datumov za kamnine na površini Marsa, "vzorci pa bi pomagali rešiti nekatere od teh stoječi argumenti o tem, kdaj je bil Mars moker. Kakšni so bili različni enovi, obdobji različnih kemičnih aktivnosti na površju na Marsu? "
Vesoljska plovila vseh okusov so sama po sebi omejena zaradi znanstvene strojne opreme, s katero letijo. Ko je Galileo prišel na Jupiter leta 1995, je bila njegova instrumentacija stara deset let. Čeprav je tehnologija v tem desetletju poskočila, slab ugledni Galileo ni mogel izkoristiti ničesar. Po drugi strani so vzorčne misije v bistvu odporne v prihodnost, pravi Ryan Zeigler, Nasin kustos vzorcev Apollo. Ko napreduje tehnologija, se lahko vzorci odvzamejo iz skladišča in ponovno pregledajo za novo analizo.
"Odraščal sem v lunarni znanosti s kostno suho luno, " pravi. "Na Zemlji ima skoraj vsaka skala v sebi mineral, v katerem je voda vezana. Toda ko so znanstveniki pogledali vzorce Apolla, tega niso videli. "To pomanjkanje vode je bilo vgrajeno v modele, kako se je luna oblikovala, kako se je razvijala in je posledično nakazovala, iz česa je bila nekoč narejena Zemlja. "In potem smo pred desetimi leti imeli boljše instrumente in znova pogledali v kozarce in minerale v lunarnih vzorcih in v obeh našli vodo." Lunarne modele smo morali preoblikovati. "Če na Luni obstajajo hlapne snovi, ali je velikanska hipoteza o vplivu izvedljiva? Da, vendar so morali znanstveniki prilagoditi način, kako velikanski vpliv deluje, da bi ohranili hlapne snovi okoli. To je bilo pomembno. "
Takšne analize bodo izplačale dividende, ko se bodo astronavti vrnili tja. "Za pošiljanje česar koli na Luno stane veliko denarja, zato je ključna vsaka uporaba virov, ki jo lahko storimo na mestu. In lahko uporabimo sestavo lune iz vzorcev Apolona, da razumemo, kaj lahko uporabimo. "Zeigler pojasnjuje, da se kovine v luninem regolitu lahko uporabljajo za izdelavo habitatov. Voda se lahko tudi pridobi. "Znanstveniki so izumili pol ducata različnih načinov pridobivanja kisika iz lunarne zemlje z uporabo vzorcev Apollo v majhnem obsegu za vadbo. Če lahko na Luni proizvedem velike količine vode ali vodika in kisika - to je raketno gorivo! Kar posledično omogoča človeško raziskovanje drugih delov sončnega sistema. "
Nasino vesoljsko plovilo OSIRIS-REx je bilo razkrito, potem ko je bil 21. maja 2016 v vesoljskem objektu Kennedy na Floridi odstranjen zaščitni pokrov znotraj obrata za nevarne storitve obremenitve (NASA / Dimitri Gerondidakis) Z vsemi vzorci nebesnih predmetov ravna in shranjuje oddelek za raziskave in raziskovanje astronomij v Nasinovem vesoljskem centru Johnson v Houstonu. Vsakič, ko se odvzame nov vzorec, se zgradijo novi objekti, ki ustrezajo njegovemu izvoru in ohranjajo vzorec izoliran in netesan. Čeprav OSIRIS-REx svojih vzorcev Bennu ne bo vrnil do leta 2023, bo Johnson kmalu začel graditi nov komplet laboratorij za hišo Bennu in tudi del asteroida Ryugu, ki ga bo kmalu vzorčila Japonska vesoljska agencija za vesoljsko raziskovanje (JAXA). Hayabusa-2.
Nasin center je že opravil študije za shranjevanje vzorcev Marsa; samo vprašanje tega je, kako se misija približati ciljni črti, da bi mobilizirali žerjave in buldožerje za nova skladišča na Zemlji. Prav tako oddelek za astromateriale spremlja japonsko misijo Martian Moons Exploration (MMX), ki se bo začela leta 2024 in vzorčila večjo Marsovo dve luni, Phobos.
Bliže domu je CAESAR, finalist za NASA-in program New Frontiers, ki bi leta 2038 vzorčil komet 67P / Churyumov-Gerasimenko, če bo odobren za financiranje. "Že gledamo, kaj bi trajalo, da bi vzorce kometa utrdili, " pravi Zeigler. "Na srečo imamo veliko časa, saj je izziv. Hladno je, vključen je plin, vpletene so hlapne snovi. To ni nemogoče, vendar bo od nas potrebno, da se ponovno naučimo, kako to počnemo, in sestavimo protokole za ravnanje s povsem novimi vzorci. "
Vrnitev vzorcev na Zemljo, čeprav izredno zahtevna, je le polovica bitke. Prava znanost se začne, ko so varne in zdrave v skladišču.
"Eden od razlogov, da so vzorci Apolla še vedno uporabni za znanost, " pravi Zeigler, "je zato, ker smo porabili čas in trud, da smo dobro skrbeli zanje, tako da nam povedo o Luni in ne o Houstonu."
David W. Brown je avtor knjige "Inch From Earth", zgodbe o znanstvenikih, ki stojijo za NASA-ino misijo v Evropi. Izšlo bo naslednje leto pri Custom House.
