העלאת חלקים של מאדים לכדור הארץ בשנת 2031: כיצד מתכננות נאס'א ואירופה לעשות זאת

אמן

איור האמן של רכב העלייה המתוכנן של נאס'א לשיגור דגימות מעל פני הכוכב האדום. (אשראי תמונה: NASA/JPL-Caltch)



דוגמאות בתוליות של כוכב הלכת האדום יגיעו לכדור הארץ קצת יותר מעשור מהיום, אם הכל ילך לפי התוכנית.



נאס'א וסוכנות החלל האירופית (ESA) עובדים יחד על משימת החזרת דגימות של מאדים הצפויה, שלדברי התומכים היא השלב הבא ההגיוני במחקר שלנו על כוכב הלכת האדום והפוטנציאל שלו לאירוח חיים.

'עלינו להחזיר חומרים [מאדים] ולהכניס אותם למעבדות שלנו', אמר בריאן מוירהד, ממעבדת הנעה הסילוני של נאס'א בפסדינה, קליפורניה, במהלך מצגת עם קבוצת העבודה העתידית של נאס'א (FISO) בחודש שעבר.



קָשׁוּר: החיפוש אחר חיים על מאדים (ציר זמן צילום)

מדענים במעבדות ברחבי העולם יוכלו לנתח דגימות כאלה בצורה הרבה יותר מדויקת, ובאופנים רבים יותר, מאשר יכול היה לעשות רובר בכוחות עצמו בכוכב הלכת האדום, ויעזור לנו להבין את ההיסטוריה של מאדים מנקודת מבט ביולוגית. ', הוסיף מוירהד, המוביל את קמפיין החזרת הדגימות מאדים של נאס'א.

חוקרים יכלו אפילו למצוא סימני חיים בסלעי מאדים אלה, שאמורים לחזור לכדור הארץ בשנת 2031.



תוכנית נאס'א-ESA עדיין לא רשמית, הדגיש מוירהד, ועדיין עובדים על פרטים. אבל הנה סקירה של הרעיון, כפי שהוא נתפס כרגע.

רובר בעל דוגמאות

הקמפיין מתחיל ביולי הקרוב, עם השקת רובר בגודל המכונית של נאס'א במאדים 2020. הרובוט בעל שישה הגלגלים אמור לגעת בפברואר 2021 בתוך מכתש יזרו ברוחב 30 קילומטרים, שאירח דלתא של נהר בעבר העתיק.

מארס 2020 (שבקרוב יקבל כינוי קליט יותר, באמצעות א תחרות שמות סטודנטים ) יאפיין את הגיאולוגיה של יזרו, יצוד אחר סימני חיים קדומים, תדגים טכנולוגיות שונות שיכולות לאפשר חקר אנושי עתידי של הכוכב האדום ולבצע מגוון עבודות אחרות, כולל איסוף ושמירת דגימות.



הרובר נושא 43 צינורות למטרה זו, מתוכם חמישה 'הפניות' שיעזרו לחוקרים להבין את הסביבה שעברה הצינורות האחרים, אמר מוירהד. כך שמאדים 2020 יכול לצבור מקסימום 38 דגימות. באופן אידיאלי, הרובר יוריד חלק מאלה במקום נגיש וישמור אחרים על גופו, הוסיף.

השלב הגדול הבא מגיע בשנת 2026, עם השקת משימת נסיעת הדגימה של נאס'א (SRL). SRL יכלול נחיתה נייחת, ה- Sample Fetch Rover (SFR) שסופקה על ידי ESA ורקטה בשם 'Mars Ascent Vehicle (MAV), שגובהה לא יעלה על 3 מטרים', אמר מוירהד.

המשימה תיגע בקרבת אתר הנחיתה של מאדים 2020, ואז SFR יפגע בעפר האדום. הרובוט הקטן הזה יהיה קטן יותר מסלולי הרוחות וההזדמנויות בגודל עגלות הגולף של נאס'א, והוא ימנף טכנולוגיה שפותחה עבור רובר ה- ExoMars של ESA, שצפוי לשגר לכיוון הכוכב האדום בקיץ הבא, שבוע בלבד לאחר מאדים 2020 עושה.

ה- SFR לא ישא מכשירי מדע, אמר מוירהד. תפקידו הבודד, כפי ששמו מעיד, יהיה להביא את הדגימות שהושלכו עד מארס 2020 בחזרה לנחיתה, שם הן יוצבו לתוך מיכל הדוגמנית בגודל הכדורסל, או מערכת ההפעלה. (קמפיין החזרת המדגם מורכב, כך שהוא אפילו כבד יותר על ראשי התיבות מאשר רוב משימות החלל.) אם מאדים 2020 אכן יאחז בכמה מהדגימות שנאספו, הרובר הגדול יותר הזה יכול להתגלגל גם לנחתת.

'נאלצנו לתכנן את הנחיתה כך שתתאים לשני הרכבים האלה המגיעים ומספקים לנו צינורות', אמר מוירהד.

קָשׁוּר: משימות המאדים הנועזות בהיסטוריה

שיגור מעל פני האנוסים

סקירה כללית של הקמפיין המתוכנן להחזרת מדגם מאדים של נאס

סקירה כללית של הקמפיין המתוכנן להחזרת מדגם מאדים של נאס'א ו- ESA.(אשראי תמונה: ק. אולדנבורג / ESA)

כל זה ייקח זמן. משימת השטח SRL צפויה להימשך כשמונה חודשים, כאשר חמישה חודשים יוקדשו לאחזור, אמר מוירהד. בינתיים, ה- MAV ישב שם ויחכה לרגע שלו.

'הוא חייב לשרוד את סביבת השטח - בעיקר טמפרטורה [נמוכה], אבל גם אבק', אמר מוירהד. ואז צריך לשגר ולמסור למסלול מאדים. אז זוהי סביבה מאתגרת להנעת רקטות״.

חלליות שיגרו מעל פני הירח של כדור הארץ לפני - ה משימות אפולו עשה זאת מספר פעמים - אך אף רכב לא יצא מעולם ממאדים הרבה יותר מסיבי לאחר שנחת שם. אז ה- MAV יעשה היסטוריה של חקר.

מפרט ה- MAV טרם אושר, אמר מוירהד. צוות מדגם החזרה בוחן שתי אפשרויות: גרסה דו-שלבית להנעה מוצקה ורקטה חד-שלבית המפעילה טכנולוגיית הנעה היברידית. החלטה על העיצוב אמורה להתקבל עד סוף השנה, אמר מוירהד.

לאחר העלאת מערכת ההפעלה למטוס, ה- MAV ישגר את הנחיתה המונעת על ידי השמש ויפרס את מיכל מערכת ההפעלה במסלול מאדים, לפחות 300 קילומטרים מעל פני כדור הארץ. הקטע הגדול השלישי של התכנית הגדולה הזו תוציא אותו מהריק: ESB's Earth Return Orbiter (ERO).

מחזיר את הכל הביתה

בדומה למשימת ה- SRL, ERO מתוכננת להשיק בשנת 2026. לאחרונה הזמינה חברת ESA חברות אירופיות להגיש הצעות לבניית החללית.

'המשימה הופכת למציאות, ואנו גאים לתת לתעשייה האירופית את ההזדמנות להצטרף לאתגר', אמר אורסון סאתרלנד, מנהל המחקר ב- ERO, ב- ESA. אמר בהצהרה .

ERO תשתמש בהנעה חשמלית ותכלול מודולים ניתנים רב -שלבים, תוך שימוש בטכנולוגיות שפותחו למשימת BepiColombo שהושקה לאחרונה למרקורי, אמרו גורמים ב- ESA.

המסלול האירופי יתקין את מערכת ההפעלה החדשה שנלכדה בתוך מערכת בלימה סטרילית ולאחר מכן מעקר את המפרקים של מערכת זו, ככל הנראה באמצעות חום, אמר מוירהד. פרוטוקולים כאלה יבטיחו שאף חומר מאדים לא ידלוף החוצה במהלך הכניסה לאטמוספירה של כדור הארץ, דבר שעלול לזהם את כוכב הלכת שלנו.

מערכת הבלימה תוצב בתוך רכב כניסה מיוחד, שיתפרס מה- ERO כאשר החללית תתקרב לכדור הארץ. רכב הכניסה ייחנק דרך האטמוספירה של כוכב הלכת שלנו ויתנגש בפלייה, או ערוגת אגם יבשה, ביוטה.

הצוות עיצב את רכב הכניסה לפעול ללא מצנחים, תוך הסתמכות על טכנולוגיות פאסיביות לחלוטין. אסטרטגיה זו מוציאה נקודה אחת של כישלון פוטנציאלי גדול, אמר מוירהד.

רכב הכניסה יחווה כוחות השפעה של כ -1,000 ג'יגה -בתים אם יפגע בעפר הפלאיה, ואולי 3,000 ג'י -אס אם זה חסר המזל להטיח בסלע, אמר מוירהד. (התאוצה על פני כדור הארץ עקב כוח הכבידה של כוכב הלכת שלנו היא 1 ז ').

'אנחנו מתכננים את שני התרחישים האלה', הוסיף.

תאריך הנחיתה המיועד הוא 2031. מאדים וכדור הארץ מיישרים קו לטובת שיגורים בין -כוכביים רק אחת ל -26 חודשים. לכן, אם SRL ו- ERO לא יהיו מוכנים בשנת 2026, ההזדמנות הבאה תגיע בשנת 2028, עם חזרה מדגם 2033 לכדור הארץ.

'אבל מעבר לזה, אנחנו באמת מאבדים הזדמנויות לעשות MSR [החזרת מדגם מאדים]', אמר מוירהד. 'זו באמת הזדמנות טובה, ואנחנו עובדים קשה מאוד כדי לגרום להזדמנות הזאת להשתלם'.

מחכה לאישור

שוב, הקמפיין המתואר לעיל הוא רק מושג כרגע. למרות שבקשת התקציב הפדרלית לשנת 2020 מקצה לנאס'א קצת כסף לפיתוח MSR, הפרויקט עדיין לא רשמי על ספרי נאס'א, או של ESA.

אז אנחנו לא יודעים כמה כל זה יעלה. מירהד אמר כי הצוות מתייחס לקמפיין כאל מוגבל בעלות עם מכסה קשיח, אם כי לא ברור מה תהיה הכובע הזה.

אנשי MSR יהיו קשים לסילוק, ודורשים 'משימות מרובות שיהיו מאתגרות ומתקדמות יותר מכל משימות רובוטיות לפני כן', גורמים בכירים ב- ESA. אמר בהצהרה אחרת .

אבל הצוות חושב שזה עומד באתגר.

'הקמפיין ולימודי העיצוב שערכנו עם ESA מתקדמים מצוין', אמר מוירהד. 'אנו מוכנים להמשיך בשותפות זו ליישום היעדים, עד לאישור גורמי המימון המתאימים לנו.'

  • החזרה לדוגמא של מאדים: מדענים מתלבטים כיצד להביא את סלעי כוכב הלכת האדום לכדור הארץ
  • 7 התעלומות הגדולות ביותר של מאדים
  • מדוע איננו יכולים להסתמך על רובוטים כדי למצוא חיים על מאדים

ספרו של מייק וול על החיפוש אחר חיי חייזרים, ' שם '(הוצאת גרנד סנטרל, 2018; מאויר על ידי קארל טייט ), יצא כעת. עקוב אחריו בטוויטר @michaeldwall . עקבו אחרינו בטוויטר @Spacedotcom אוֹ פייסבוק .