משימת דוגמת השיבה של אסטרואיד מגיעה לאיסוף סלעים קדומים של מערכת השמש

כעת טסה בתצורה עם האסטרואיד בנו, החללית OSIRIS-REx תבלה את שמונה-עשר החודשים הבאים בסקר היצירה הבתולית הזו של מערכת השמש הקדמונית: מיפוי הרכבה, בחינת תנועותיה, וביצוע הממצאים והיכן של חפצים דומים כאלה. סקר ראשוני זה מצפה ליום העצמאות 2020, בו החללית - בגודל של משאית UPS עם ניידות של דבש-יונה - תלחץ על מנגנון איסוף הדגימות שלה נגד בנו כדי להחזיר לביתו מיכל אטום של אסטרואיד פרמיום, בדרגה א ' ניתוחים במעבדות ברחבי העולם.

"ראינו את בנו מנקודת אור, ופעם חזרה על כדור הארץ, עד לאטומים המרכיבים אותו. זה די מדהים. אין שום גורם אחר שנכון לזה, "אומר דנטה לורטה, החוקר הראשי של המשימה, ממשרדו במעבדה לונרית ופלנטרית באוניברסיטת אריזונה. הוא חושב לרגע ומוסיף, "אולי פראי 2."

השביט ווילד 2 נדגם על ידי משימת Stardust של נאס"א בשנת 2004. זו הייתה משימת ההחזרה הראשונה של הסוכנות מאז תוכנית אפולו, אם כי היא לא התקרבה לחוצפה של מה שלוראטה וצוותו עושים בבנו. סטארדאוסט אסף חלקיקים בעקבות השביט, הגדול שבהם בערך מילימטר, ומצא חומצות אמינו חיוניות לחיים, ומשנים את ההבנה המדעית של היווצרות הקומטרית. OSIRIS-REx, לעומת זאת, ייקח הביתה עד 4.4 קילו מהאסטרואיד הפחמתי. אי אפשר לחזות מה תגלה מחצבתה, מכיוון שמאמינים שמרכיבי בנו הם מבוגרים יותר ממערכת השמש עצמה, אך לימוד חומר עתיק שכזה עשוי למלא פערים במודלים שלנו להיווצרות מערכת השמש והנתיב שהוביל בסופו של דבר לחיים על כדור הארץ.

תמונה של האסטרואיד בנו שצולם על ידי חללית OSIRIS-REx ב- 16 בנובמבר 2018, ממרחק של 136 מייל (136 ק"מ). (נאס"א / גודארד / אוניברסיטת אריזונה)

משימות לדוגמא-חזרה הם בדיוק איך שהם נשמעים, תופסים כמה דגימות שמימיות בסביבתה הטבעית ומביאים אותה הביתה לניתוח. אף על פי שמדענים מכוכבי הלכת פעלו בקוסמים עם נחתים וחולבים, הקרבה המכנית שלהם עדיין מוגבלת במתסכל במדע שהם יכולים לעשות. העומסים המדעיים של הרובוטים מוגבלים על ידי מסה וכוח, בעוד שספקטרומטרים על כדור הארץ יכולים להיות בגודל של בניין. סינכרוטרון עשוי להיות לאורך קילומטר. אלה גדלי מסע בין כוכבים. הרעיון שמאחורי החזרת מדגם הוא שאם לא נוכל להביא את הכלים למטרה, אנו נביא את היעד לכלים.

"הייתי בבניין זה בשנת 2008 כשהנחתת הפניקס הייתה על פני המאדים, והסקופים הראשונים של מאדים לא היו מתנערים מהזרוע הרובוטית לניתוח, " אומרת לורטה. "סוף סוף הם הבינו את זה. הם חיממו את זה, והוא שחרר ועשה את דרכו לספקטרומטר ההמוני, ואנחנו מגרדים את הראש וניסינו להבין את זה. ואני חשבתי לעצמי: אם היה לי גרעין אחד שיכולתי לסחוט מאותו סקופ, הייתי יכול לומר לך מאה פעמים יותר מידע ממה שהרגע הורדת מהמכשיר הזה. "

לא כל תחומי המחקר הפלנטרי מתקדמים על ידי ניתוח מדגם. גיאופיזיקאי המקווה להבין חפץ פלנטרי עשוי לא להושיט תחילה את האת של רגולית חייזרית. לנאס"א קיימת סקר חקירה מבוסס להבנת גופים פלנטריים: פליבי, מסלול, נחת, רובר, משימה להחזיר דגימה ואז משימה אנושית. הירח בדק כל תיבה. מאדים 2020, הרוברר הבא של נאס"א שיושק בשנת השם שלו, יחל בתהליך המטמון המדגם. זה יבקב לכלוך של מאדים למנחת עתידי להתאסף ולהתפוצץ בבית. אחרי זה אתה שולח אסטרונאוטים.

"במשך עשרות שנים, דגימות לא היו נעדרות במחקר של מאדים, " אומרת לינדי אלקינס-טנטון, מנהלת בית הספר לחקר כדור הארץ וחקר החלל באוניברסיטת מדינת אריזונה. "ככל שמתקדמים עם מכשור מרחוק, זה מדהים עד כמה אנו לומדים כאשר יש לנו את זה בידינו. פשוט אין תחליף. "

אף על פי שמדענים מכוכבי לכת חוקרים מטאוריטים מאדים כדי לקבל תובנות לגבי ההיסטוריה של אותו כוכב לכת, המטאוריטים אינם יכולים לענות על השאלה האם מאדים היה אי פעם משכן חיים. יתר על כן, מדענים אינם יודעים בדיוק היכן ומתי מקורם של הדגימות לפני שהתרסקו לכדור הארץ. למרות שניתן לתארך בצורה מדויקת מטאוריטים ממאדים שהתגלו על כדור הארץ, הם נחשבים לדגימה מוטה ככל הנראה, צעירים יחסית למשטח המאדים.

אלקינס-טנטון הוא חלק מצוות המדע של מארס 2020 ומשמש כחוקר הראשי של משימת הנפש של נאס"א לחקור אסטרואיד מתכת, שנחשב ליבה פלנטרית, שיועד להשקה בשנת 2022. היא אומרת שמיד המדענים יחקרו את מרטיאן דוגמאות לחומרים אורגניים והאיפור האיזוטופי שלהם. מחקר כזה של יחסי איזוטופ ייתן אינדיקציה חזקה אם החומר נוצר על ידי החיים.

החוקרים יתארכו גם במדגם, "משהו שאנחנו לא יכולים לעשות עם שום דיוק ברובוטים", אומר אלקינס-טנטון. "דרוש עבודה מעולה וסופר משובחת במעבדות איזוטופ כדי להגיע לגיל המדויק של גרגר מינרלי או סלע עליון." כיום מדענים חסרים תאריכים מוחלטים לסלעים על פני מאדים, ו"דגימות יעזרו לפתור חלק מאותם זמן ארוך ויכוחים עומדים על מתי מאדים היה רטוב. מה היו האלקטרונים השונים, תקופות הפעילות הכימית השונות על פני השטח על מאדים? "

החללית של כל טעם מוגבלת מטבעה על ידי החומרה המדעית שהם טסים. כשהגיעה גלילאו ליופיטר בשנת 1995, המכשור שלה היה בן עשר. אף שהטכנולוגיה זינקה קדימה במהלך אותו עשור, גלילאו המסכנה והזקנה לא הצליחה למנף אף אחת מהן. משימות לדוגמא, לעומת זאת, הן הוכחות עתידיות למעשה, אומר ראיין זייגלר, אוצר המדגם של אפולו של נאס"א. עם התקדמות הטכנולוגיה, ניתן לשלוף דגימות מהאחסון ולבחון אותם שוב לניתוח חדש.

"גדלתי במדע הירח עם ירח יבש בעצמות, " הוא אומר. "על כדור הארץ, כמעט בכל סלע יש בתוכו מינרל עם מים קשורים בתוכו. אך כאשר מדענים התבוננו במדגמי אפולו, הם לא ראו זאת. "מחסור במים זה הוחשב למודלים של התהוות הירח, כיצד הוא התפתח, ובתורו הציעו ממה כדור הארץ היה עשוי פעם. "ואז לפני עשר שנים היו לנו מכשירים טובים יותר והסתכלנו שוב על הכוסות והמינרלים שבדגימות הירח ומצאנו מים בשניהם." היה צריך לעבד מחדש את דגמי הירח. "אם יש נדיפים בירח, האם השערת ההשפעה הענקית קיימת? כן, אבל מדענים נאלצו לצבוט את האופן בו השפעת הענק פעלה כדי לשמור על נדיפים בסביבה. זה היה משמעותי. "

ניתוחים כאלה ישלמו דיבידנד כאשר האסטרונאוטים ישובו לשם. "זה עולה הרבה כסף לשלוח כל דבר לירח, ולכן כל ניצול משאבים שאנחנו יכולים לעשות באתר הוא המפתח. ואנחנו יכולים להשתמש בהרכב הירח מדגימות אפולו כדי להבין במה אנו יכולים להשתמש. "זייגלר מסביר כי מתכות ברגולית הירח עשויות לשמש לייצור בתי גידול. מים עשויים גם לחלץ. "מדענים גילו כחצי תריסר דרכים שונות לייצר חמצן מאדמת ירח, באמצעות דגימות אפולו, בקנה מידה קטן, כדי להתאמן על כך. אם אוכל לייצר כמויות גדולות של מים על הירח, או מימן וחמצן - זה דלק רקטות! מה שמאפשר בתורו חקר אנושי אחר חלקים אחרים במערכת השמש. "

חללית OSIRIS-REx של נאס"א נחשפת לאחר שהכיסוי המגן שלה הוסר בתוך מתקן השירות המסוכן של מטען המשק במרכז החלל קנדי ​​בפלורידה, ב -21 במאי 2016. (NASA / Dimitri Gerondidakis)

כל הדגימות של חפצים שמימיים מטופלות ומאוחסנות על ידי האגף למחקר וחקר אסטרומטריאלים במרכז החלל ג'ונסון של נאס"א ביוסטון. בכל פעם שנאסף מדגם חדש, נבנים מתקנים חדשים המתאימים למקורו ולשמור על המדגם מבודד ובלתי מנוצל. אף כי OSIRIS-REx לא תחזיר את דגימות הבנו שלו עד 2023, ג'ונסון יתחיל בקרוב בבניית מערך מעבדות חדש שיכלול את בנו, וגם חלק מהאסטרואיד Ryugu, שנדגם בקרוב על ידי סוכנות החלל היפנית לחקר האוויר והחלל (JAXA). הייבוסה -2.

מרכז נאס"א ביצע כבר מחקרים כיצד לאחסן דגימות ממאדים; זה רק עניין של קירוב המשימה ההיא קרוב לקו הסיום כדי לגייס מנופים ודחפורים למתקני האחסון החדשים בכדור הארץ. באופן דומה, חטיבת האסטרומטריה עוקבת אחר המשימה היפנית Martian Moons Exploration (MMX), שתושק בשנת 2024 ותדגום את הגדול מבין שני ירחי מאדים, פובוס.

קרוב לבית נמצא CAESAR, גמר התוכנית החדשה של הגבול החדש של נאס"א, שידגם את שביט 67P / Churyumov-Gerasimenko בשנת 2038 אם יאושר למימון. "אנחנו כבר בוחנים מה היה צריך לאצור דגימות מכוכב שביט, " אומר זייגלר. "למזלנו יש לנו הרבה זמן, כי זה מאתגר. קר, יש מעורב דלק, יש נדיפים מעורבים. זה לא בלתי אפשרי, אבל זה ידרוש מאיתנו ללמוד מחדש כיצד אנו עושים זאת ולמצוא פרוטוקולים כיצד אנו מטפלים בסוגי דגימות חדשים לחלוטין. "

החזרת הדגימות לכדור הארץ, למרות שהיא מאתגרת בצורה יוצאת דופן, היא רק חצי מהקרב. המדע האמיתי מתחיל ברגע שהם בטוחים ונשמרים באחסון.

"אחת הסיבות לכך שמדגמי אפולו עדיין מועילים למדע, " אומר זייגלר, "היא מכיוון שבזבזנו זמן ומאמץ לטפל בהם טוב, כך שיספרו לנו על הירח ולא על יוסטון."

דייוויד וו בראון הוא מחבר הספר "אינץ 'מכדור הארץ", סיפור המדענים שעומד מאחורי משימתה של נאס"א לאירופה. זה יפורסם בשנה הבאה על ידי בית Custom.