Ce au descoperit pe Marte roverele dinaintea lui Perseverance?28 min read

În ajunul amartizării lui Perseverance, ne uităm la ce ne-au adus predecesorii săi

Al cincilea rover pe care NASA vrea să-l pună pe Marte, Perseverance, își va încerca manevra complicată de amartizare pe 18 februarie, pe la 22:55, ora României. Până acum, toate roverele agenției nord-americană au ajuns cu succes pe Planeta Roșie, așa că manevra pare a fi în mâini bune. Dar există și presiunea de a evita un prim rateu costisitor, într-o perioadă în care noua cursă spațială ia avânt.

Pe lângă spectacolul transmisiunilor din centrul de control, adevărata misiune a lui Perseverance va începe în săptămânile și lunile de după amartizare, când va încerca să ofere tot mai multe răspunsuri despre trecutul lui Marte. Roverele precedente ne-au transformat percepția despre planeta vecină în ultimul sfert de veac, aducând tot mai multe dovezi că planeta ar fi putut susține viață în trecut.

Pentru a înțelege ce-ar putea să aducă nou Perserverance, ne uităm la ce-au realizat cele patru vehicule trimise de NASA înaintea lui.

CITEȘTE ȘI: NASA, Perseverance și căutarea vieții în rocile marțiene

La ce ajută roverele?

Misiunile cu rovere sunt printre cele mai complexe și costisitoare misiuni spațiale. În trimiterea și operarea celui mai recent rover pe Marte, Curiosity, NASA  a investit aproximativ 2,5 miliarde de dolari.„Why Curiosity Cost $2.5 Billion”, investopedia.com În opt ani și jumătate de operațiuni, vehiculul a reușit să traverseze 24,15 km de sol marțian, urcând 325 de metri în elevație.

Nu pare așa de impresionant, raportat la costuri, dar și la riscurile ca astfel de misiuni complexe să eșueze. Dar roverele au demonstrat, în ultimul sfert de secol, că sunt vitale pentru a obține o înțelegere cât mai completă a unor altor lumi.

Avantajul față de landerele care amartizează într-o anumită zonă și rămân staționare este că roverele pot examina mostre de pe un teritoriu mai larg și pot fi direcționate către puncte de interes din vecinătatea lor. Iar față de observațiile făcute din sondele care orbitează planeta, cele efectuate de un un rover la sol vor oferi dovezi științifice mai solide,„Why Is The Opportunity Rover So Important To Science?”, vpm.org în special în privința analizelor de sol și a distribuției mineralelor la suprafață și în sol.

Cercetările mineralogice din orbită se fac cu spectrometre, Instrument care analizează spectrele vizibile sau în infraroșu. În contextul explorării spațiale, ele pot măsura cantitatea și tipurile de elemente chimice de la suprafața unei planete în funcție de modul în care radiația gamma interacționează cu diferitele materiale de suprafață georadareInstrumente care pot analiza compoziția de subsol prin transmiterea undelor radio către suprafață și examinarea modului în care acestea interacționează cu solul și camere de rezoluție extrem de înaltă – instrumente cu o acuratețe ridicată a măsurătorilor. Dar fără o analiză fizică a mostrelor, informațiile obținute de aceste instrumente rămân ipoteze, pentru că nu se pot exclude problemele de calibrare, interferențele sau alte anomalii care ar putea afecta acuratețea măsurătorilor.

E drept, nici roverele nu oferă un răspuns final, având în vedere că instrumentele de la bord nu mai pot fi verificate fizic după amartizare, iar mostrele nu pot fi reanalizate pentru a confirma rezultatele obținute. Iar acest lucru nu va fi posibil până când nu vor putea fi aduse înapoi mostre de pe Marte sau până un echipaj cu instrumentele necesare va ajunge pe Planeta Roșie. În acest moment, analizele efectuate direct pe mostre de sol rămân cele mai fiabile opțiuni de a obține date cu probabilități ridicate de a fi precise.

De fapt, nu există vreo concurență reală între sonde orbitale și rovere în acest sens: Ele au nevoie unele de celelalte. Sondele identifică zone potențial interesante pentru misiuni planetare și funcționează pe post de sateliți care permit roverelor să transmită datele de la suprafață spre Pământ. Iar dacă măsurătorile sau observațiile transmise de o sondă sunt verificate cu succes de un rover aflat în zona respectivă sau vice-versa, acuratețea lor este extrem de ridicată.

Primele tentative de a duce rovere pe Marte au eșuat

În istoria recentă, roverele trimise către Marte au ajuns acolo cu succes și chiar și-au depășit cu mult duratele misiunilor. Dar primele încercări de a pune un vehicul pe Planeta Roșie n-au fost la fel de inspirate.

Cursa a început acum 50 de ani. Uniunea Sovietică a vrut să spargă gheața cu misiunile identice Mars 2 și Mars 3, lansate în mai 1971.„The Soviet Mars Shot That Almost Everyone Forgot”, rferl.org Fiecare avea la bord câte un rover Prop-M – vehicule mici dreptunghiulare pe schiuri, cântărind sub 5 kg, care seamănau oarecum cu un tanc de jucărie. Nu aveau multe în comun cu roverele ulterioare, în afara faptului că s-ar fi deplasat puțin pe suprafața planetei; erau legate cu cabluri de 15 metri de vehiculul de amartizare, iar instrumentele puteau măsura doar duritatea materialelor și radiația de la suprafață.

Sovieticii n-au apucat, însă, să le folosească, pentru că Mars 2 a ratat amartizarea, iar legătura cu Mars 3 a fost pierdută la câteva secunde de la atingerea suprafeței planetei. Cele două vehicule au rămas totuși cu onoarea de a fi primele obiecte construite de om care ajung pe o altă planetă.

Acestea au fost singurele tentative de a plasa rovere pe Marte până în 1997, când NASA a decis că e vremea unei noi încercări.

Primul rover NASA, cam cât un cuptor cu microunde

În decembrie 1996, când misiunea NASA Pathfinder a decolat spre Marte, se împliniseră deja trei decenii de când omenirea nu mai trimisese un vehicul către Marte, de la misiunile duble Viking (1974). Asta pentru că explorarea Planetei Roșii a fost doar o altă victimă a sfârșitului Cursei Spațiale. Costurile de domeniul miliardelor de dolari nu mai erau justificate de vreo importanță strategică sau de imagine.

Așa că Pathfinder și-a propus să demonstreze că o misiune complexă către o altă planetă poate fi executată și la costuri mult mai scăzute.„Mars Pathfinder / Sojourner Rover”, nasa.gov Cu un buget de doar 280 de milioane de dolari, NASA își propunea să amartizeze atât o platformă de cercetare staționară, cât și, în premieră, un vehicul mobil.

Roverul Sojourner cântărea doar 11,5 kg și avea dimensiuni apropiate unui cuptor cu microunde.280/630/480 mm (înălțime, lungime, lățime), cu o gardă la sol de 130 mm  Funcționa pe bază de panouri solare, cu un acumulator care îi permitea să facă unele activități limitate noaptea. Roverul a lucrat în tandem cu platforma de cercetare pe durata celor 83 de soliUnitatea prin care se măsoară o zi pe Marte. Echivalentul a aproximativ 85 de zile pământene în care a fost funcțional, parcurgând în jur de 100 de metri pe parcursul misiunii, dar niciodată la o distanță mai mare de 10 metri față de platformă.

Chiar dacă misiunea era axată în principal pe monitorizarea roverului și a parametrilor lui de funcționare, Sojourner a furnizat în același timp o varietate de informații noi despre planetă. Principala contribuție a sa au fost cele 550 de imagini „Mission Monday: Remembering Pathfinder”, spacecenter.org pe care a reușit să le trimită către Pământ pe a regiunii Ares Vallis în care a aterizat ansamblul.

Una din imaginile captate de Sojourner pe Marte/NASA

Imaginile panoramice au arătat prezența unor pietre și bolovani cu formă rotundă, un indiciu că depresiunea ar fi putut găzdui apă în trecut. Roverul a analizat din punct de vedere chimic și 16 roci, cu ajutorul unui spectrometru. Prima dintre pietrele analizate, numită Barnacle Bill, avea o compoziție similară cu andezitul, o rocă magmatică formată în urma erupțiilor vulcanice de pe Pământ. Acest lucru sugerează că și regiunea respectivă ar fi putut avea parte de activitate vulcanică în trecut.

Spirit și Opportunity contra enigmei apei pe Marte

Odată demonstrat potențialul unui vehicul mobil, NASA a trecut la proiectarea unei misiuni serioase. Și a venit cu una care includea nu unul, ci două rovere identici, Spirit și Opportunity,Mai multe detalii găsești pe nasa.gov menite să amartizeze în regiuni diferite. Misiunea principală: să determine în ce măsură este sau a fost prezentă apa pe Marte.

Roțile și panourile solare au fost cam singurele elemente păstrate de la Sojourner, dar și acestea au fost implementate mai eficient. Chiar extrem de eficient, având în vedere că misiunile roverelor ar fi trebuit să dureze 93 de zile, dar Spirit a funcționat cinci ani, iar Opportunity, 14. Cu 45 de km la bord, Opportunity este și astăzi vehiculul care a parcurs cea mai mare distanță pe un alt corp celest,„The Epic Driving Record of NASA’s Opportunity Rover on Mars”, space.com fiind oprit doar de o furtună solară prelungită care i-a acoperit panourile solare cu praf în 2018.

Spirit și Opportunity au făcut mai multe descoperiri-cheie despre capacitatea planetei de a fi susținut apă la suprafață în trecut. Opportunity a amartizat într-o regiune, Meridiani Planum, în care observațiile din sonde arătaseră prezența hematitului, un minereu de fier care se formează de obicei în apă. Roverul a găsit hematit în abundență,„Mars Exploration Rover Spotlight: Hematite, nasa.gov dar într-o formă care încă este greu de explicat pentru cercetători: formațiuni sferice de dimensiuni mici, pe care centrul de control al misiunii le-a botezat „coacăze”.

Depozitele de hematit fotografiate de Opportunity pe Marte/ NASA

Formarea lor pare să fie strâns legată de prezența apelor curgătoare bogate în fier și cu o aciditate ridicată – cel puțin aceasta este ipoteza la care au ajuns cercetătorii, în urma analizării unor formațiuni asemănătoare din Mongolia și statul american Utah. Dar este neclar cât de similare sunt acestea cu cele de pe Marte. Este o întrebare care probabil va rămâne deschisă ceva timp,„’Blueberries’ on Mars Have a Watery Past. But Scientists Are Still Baffled”, space.com pentru că deși instrumentele de pe Perseverance ar putea oferi analize mult mai detaliate, acesta va ateriza într-o cu totul altă regiune, care ar putea să nu conțină „coacăze”.

Spirit, pe de altă parte, a găsit semne că ar fi putut exista și apă mai ospitalieră vieții microbiene. Într-o regiune denumită Comanche, roverul a găsit clustere de roci cu o concentrație mult mai ridicată de magneziu și carbonați de fier decât în alte părți.„NASA Rover Finds Clue to Mars’ Past And Environment for Life”, nasa.gov Acesta este un semn că pietrele s-au format într-o zonă cu apă de aciditate neutră – deoarece carbonații se dizolvă în acid –, adică un mediu mult mai favorabil vieții. Ulterior, a găsit în sol și siliciu cu puritate de 90%, roci? care pe Pământ se găsește în zone cu ape termale.

Mai multe zone care putea să fi fost albii ale unor ape curgătoare au fost găsite și de Opportunity, în zona craterului Endeavour. Mai întâi, roverul a descoperit depozite de gips natural în 2011,„NASA Mars Rover Finds Mineral Vein Deposited by Water”, nasa.gov despre care se asumă ca ar fi fost create de ape curgătoare. Un an mai târziu, a găsit depozite de lut, un alt semn al prezenței apelor de aciditate neutră.

În afara dovezilor privind fostele ape de suprafață, cele două rovere au mai făcut câteva descoperiri notabile.„10 Amazing Mars Discoveries by Rovers Spirit & Opportunity”, space.com/ În 2005, Opportunity a găsit primul meteor descoperit de umanitate pe un alt corp ceresc, o rocă de mărimea unei mingi de tenis,din fier și nichel. Roverele reușit să facă primele fotografii ale unor nori de la suprafața planetei, iar Spirit a reușit pentru prima dată să filmeze un vârtej de praf („dust devil”) format pe Marte.

Curiosity a găsit elementele necesare vieții

Dacă Spirit și Opportunity au clarificat cât de mult au putut chestiunea apei pe Marte, a fost nevoie de o misiune mai complexă pentru a o aborda pe cea a vieții. Așa a apărut Curiosity, o variantă mult îmbunătățită și mai mare a celor două rovere precedente, care funcționează cu energie nucleară.„Nuclear generator powers Curiosity Mars mission”, technologyreview.com

Misiunea sa principală a fost să cerceteze prezența și distribuția elementelor/compușilor care pot susține viață sau semnale că acestea ar fi putut exista în trecut, ceea ce a și reușit.

Printre mostrele de la suprafața planetei, Curiosity „a descoperit molecule organice.The Curiosity rover found organic molecules on Mars. This is why they’re exciting”, cnn.com Dintre acestea, se evidențiază tiofenul, un compus care pe Pământ e găsit în cărbuni, țiței și trufe albe. Dar asta nu dovedește existența unor forme de viață; compușii organici pot fi rezultatul unor reacții chimice sau pot fi aduși de meteoriți. Însă, cercetări recente arată că tiofenul are șanse mai mari„Thiophenes on Mars: Biotic or Abiotic Origin?”, liebertpub.com de a fi produs în urma unor procese biologice – de exemplu, prin descompunerea din molecule mai mare, de către bacterii – decât a unor reacții chimice.

Mai mult, în mostrele extrase dintr-un depozit de argilită, Curiosity a găsit elementele necesare vieții„Building Blocks of Life Found on Mars”, nationalgeographic.com – oxigen, nitrogen, carbon, fosfor și sulf – la o salinitate scăzută, sugerând că în zona respectivă ar fi putut exista chiar apă potabilă. Ulterior, unul din instrumentele lui Curiosity a găsit mai multe dovezi că din atmosfera originală a planetei s-a scurs, în timp,  oxigen și hidrogen în spațiu,„The influence of carbon escape on the evolution of the Martian atmosphere”, harvard.edu un fenomen care va fi cercetat mai în detaliu de sonda emiriană Al-Amal, ajunsă cu succes în orbita planetei acum o săptămână.

O descoperire mai ciudată a fost legată de metanul din atmosfera lui Marte.„Curiosity’s Mars Methane Mystery Continues”, nasa.gov Mai exact, s-a descoperit faptului că nivelul acestuia crește și scade sezonier. Pe Pământ, metanul este produs atât de organisme vii, cât și de reacțiile chimice dintre apă și roci, dar pentru Marte nu există vreo explicație a acestei variații.

Roverul a ajutat și la pregătirea unor viitoare misiuni cu echipaj. Prin măsurarea nivelelor de radiație, a arătat că există unele care  pot fi periculoase pentru astronauți.„Radiation Measured by NASA’s Curiosity on Voyage to Mars has Implications for Future Human Missions”, nasa.gov Riscul dezvoltării unui cancer fatal poate crește cu 5% în urma unei expuneri de durată la acel nivel de radiații.

Misiunea lui Curiosity ar fi trebuit să dureze minim doi ani, termen pe care l-a depășit cu brio. Roverul este încă activ și trimite măsurători periodice către centrul de control NASA.

2021: e timpul lui Perseverance

În cazul în care își va începe cu succes misiunea, Perseverance vine echipat și cu instrumentele necesare pentru a continua să adune indicii despre misterul vieții de pe planeta vecină. S-ar putea înregistra zbor al unei drone pe o altă planetă. De asemenea, filmarea procedurii complexe de aterizare sau înregistrarea ambianței de pe Marte vor primi o binemeritată atenție publică, dacă vor reuși. Dar scopul principal al roverului va fi să adune cât mai multe date pe linia trasată de predecesorii săi, răspunzând la câteva întrebări cheie despre Marte: în ce condiții ar fi putut planeta să susțină viață în trecut, de ce nu poate să o facă în prezent și dacă le-ar putea cumva susține din nou în viitor.

CITEȘTE ȘI: Trei misiuni spațiale ajung pe Marte în această lună