La NASA sta lavorando attivamente per restituire campioni di superficie da Marte nei prossimi anni, che sperano possano aiutarci a capire meglio se una volta esisteva la vita antica sulla superficie del pianeta rosso miliardi di anni fa. Ma che dire dei campioni atmosferici? Potrebbero fornire agli scienziati informazioni migliori relative alla storia di Marte?
Questo è ciò che un recente studio presentato alla 55a Conferenza sulle scienze lunari e planetarie spera di affrontare mentre un team di ricercatori internazionali indagava sul significato dei campioni atmosferici di ritorno da Marte e su come questi potrebbero insegnarci sulla formazione e l'evoluzione del pianeta rosso. /P>
Qui, Universe Today discute questa ricerca con l'autore principale dello studio, il dottor Edward Young, professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra, Planetarie e Spaziali presso l'UCLA, e il coautore dello studio, il dottor Timothy Swindle, che è un Professore emerito del Lunar &Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona, riguardo alla motivazione dietro lo studio, come sarebbero ottenuti campioni atmosferici, missioni attuali o proposte, studi di follow-up e se pensano che sia mai esistita la vita sul pianeta rosso. Qual è stata quindi la motivazione dello studio?
Il Dr. Young dice a Universe Today:"Impariamo molto sull'origine di un pianeta dalla sua atmosfera e dalle sue rocce. In particolare, i rapporti isotopici di alcuni elementi possono limitare i processi che portano alla formazione del pianeta."
Il dottor Swindle prosegue dicendo:"Ci sono due tipi fondamentali di motivazione. Uno è che stiamo progettando di portare tutti questi campioni di roccia e saremo interessati a sapere come hanno interagito con l'atmosfera, ma non possiamo capirlo senza conoscere in dettaglio la composizione dell'atmosfera.
"Quindi, abbiamo bisogno di un campione atmosferico per sapere con cosa le rocce potrebbero aver scambiato elementi e isotopi. Ma ci piacerebbe anche avere un campione dell'atmosfera marziana per rispondere ad alcune domande fondamentali sui processi che si sono verificati o si stanno verificando". , su Marte.
"Ad esempio, i meteoriti marziani contengono gas nobili atmosferici intrappolati, come il krypton e lo xeno. Ma sembra che ci siano almeno due diversi componenti 'atmosferici' in quei meteoriti."
Per lo studio, i ricercatori hanno proposto diversi vantaggi nel riportare un campione atmosferico di Marte sulla Terra, inclusi campioni atmosferici tra i tubi campione del rover Perseverance (Percy) della NASA, acquisendo informazioni sul potenziale gar solare all'interno di Marte, tendenze evolutive nelle composizioni atmosferiche, ciclo dell'azoto e fonti di metano su Marte.
Per il campione atmosferico di Percy, noto anche come campione n. 1 "Roubion", lo studio rileva come questo campione sia stato ottenuto dopo che Percy ha tentato di raccogliere un campione di roccia ma ha finito per raccogliere gas atmosferici.
Inoltre, lo studio suggerisce l'assenza di perdite che il tubo del campione subirà in attesa del suo ritorno sulla Terra e che i gas presenti all'interno del campione sono ideali per l'analisi anche una volta tornati sulla Terra. Ma a parte il campione del rover Percy, come si potrebbe altrimenti ottenere un campione dell'atmosfera marziana?
"Sono state suggerite almeno altre due idee per raccogliere un campione di atmosfera marziana", dice il dottor Swindle a Universe Today. "Uno è far volare un veicolo spaziale attraverso l'atmosfera marziana, raccogliere un campione mentre lo attraversa, quindi riportarlo sulla Terra. L'altro è avere un contenitore per il ritorno del campione (non deve essere più grande di un tubo Perseverance) che ha valvole e un compressore d'aria (marziano).
"Potresti farlo atterrare sulla superficie di Marte, aprire la valvola dell'atmosfera, accendere il compressore e ottenere un campione che abbia centinaia o migliaia di volte più atmosfera marziana di un volume sigillato senza compressione, come ha spiegato Perseverance. ha fatto e, si spera, lo farà ancora."
Il Dr. Swindle e il Dr. Young menzionano entrambi la missione Sample Collection for Investigation of Mars (SCIM), proposta nel 2002 da un team di NASA e ricercatori accademici con l'obiettivo di raccogliere campioni atmosferici ad un'altitudine di 40 chilometri (25 miglia). ) sopra la superficie marziana e riportarli sulla Terra per ulteriori analisi.
Sebbene SCIM sia stato selezionato come semifinalista per il programma Mars Scout del 2007, sfortunatamente non è stato selezionato per ulteriori sviluppi, e sia il Dr. Young che il Dr. Swindle dicono a Universe Today che attualmente non sono previste missioni di campionamento atmosferico a parte il Percy campione del rover.
Pertanto, quali studi di follow-up di questa ricerca sono attualmente in corso o in fase di pianificazione?
Il Dr. Swindle e il Dr. Young menzionano entrambi come si stanno facendo sforzi per raccogliere piccole quantità di gas atmosferico a causa delle piccole dimensioni dei tubi campione, con il Dr. Swindle che dice a Universe Today:"Una grande serie di domande in questo momento è quanto sia buono un tubo Perseverance sigillato potrebbe contenere un campione atmosferico. Quanto è buona la tenuta? Il tubo potrebbe provocare una perdita in caso di atterraggio duro Alcune molecole nell'atmosfera marziana si attaccherebbero ai rivestimenti dei tubi?
"C'è stata un po' di attività su tutte queste domande e, finora, le risposte sono state tutte buone:sembra che i tubi Perseverance possano andare bene, anche se non sono stati progettati pensando al campionamento atmosferico."
Come notato, lo scopo di ottenere e restituire un campione atmosferico da Marte potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio la formazione e l’evoluzione del pianeta rosso. Mentre l'attuale Marte è un mondo molto freddo e secco con un'atmosfera che è una frazione dell'atmosfera terrestre, con acqua liquida che non può esistere sulla superficie, oltre all'assenza di vulcanismo attivo.
Tuttavia, prove significative ottenute da lander, rover e orbiter negli ultimi decenni indicano che Marte era molto diverso miliardi di anni fa, dopo la sua prima formazione. Ciò includeva un interno attivo che produceva un campo magnetico che proteggeva la superficie dalle dannose radiazioni solari e cosmiche, un'atmosfera molto più spessa che veniva riempita dal vulcanismo attivo e acqua liquida che scorre, che potenzialmente portarono all'esistenza di alcune forme di vita su la superficie.
Tuttavia, date le piccole dimensioni di Marte (metà della Terra), ciò significa che il suo calore interno si è raffreddato molto più velocemente (probabilmente nel corso di milioni di anni), con il risultato che il vulcanismo è diventato inattivo e la dissipazione del campo magnetico che l'attività interna stava guidando, quest'ultima ciò ha portato alla dannosa radiazione solare e cosmica che ha distrutto l'atmosfera, con l'evaporazione nello spazio dell'acqua liquida superficiale.
Pertanto, il dottor Young e il dottor Swindle credono che la vita sia mai esistita su Marte e la troveremo mai?
Il dottor Young dice a Universe Today:"Non lo so davvero. Penso che la vita microbica in un qualche momento del passato, o anche adesso, sia un'ipotesi ragionevole, ma non disponiamo di informazioni sufficienti."
Il dottor Swindle fa eco anche alla sua incertezza sul fatto che la vita sia mai esistita su Marte, ma approfondisce dicendo a Universe Today:"Se non c'è stata, perché la vita è iniziata così presto sulla Terra, ma non su Marte, che aveva un clima simile?" in quel momento. Se c'è stata, quanto è simile alla vita sulla Terra Dal momento che la Terra e Marte si scambiano continuamente rocce a causa degli impatti, la vita sulla Terra è correlata alla vita su Marte?
"Se è esistito, sarà difficile da trovare. Ma un campione atmosferico potrebbe aiutare. Ad esempio, sembra che ci sia metano nell'atmosfera marziana. La maggior parte, ma non tutto, del metano nell'atmosfera terrestre è biologica, e l'analisi i rapporti relativi degli isotopi del carbonio o dell'idrogeno sono uno dei modi migliori per capirlo."
