Япония изстреля космическия апарат MMX на мисия до Фобос – една от двете естествени луни на Марс. Целта е апаратът да събере поне 10 грама прах и скален материал от повърхността на небесното тяло и да ги достави на Земята през 2031 г. за лабораторни изследвания.
Ако мисията успее, това ще бъде първото доставяне на проби от системата на Марс – планетата и нейните естествени спътници – на Земята. Учените се надяват, че анализът ще помогне да се разреши една от големите загадки в планетарната наука: как са се образували Фобос и Деймос, предаде Би Би Си.
Мисията „Изследване на луните на Марс“ (Martian Moons eXploration, MMX) се ръководи от Японската агенция за аерокосмически изследвания (JAXA), с участието на НАСА, Европейската космическа агенция (ESA), френската космическа агенция CNES и Германския център за авиация и космонавтика (DLR). Според плановете на JAXA апаратът трябва да достигне района на Марс през август 2027 г., а пробите да се върнат на Земята през 2031 г.
Защо учените изследват Фобос?
Във вътрешната част на Слънчевата система има три естествени спътника – нашата Луна и двете луни на Марс, Фобос и Деймос. Те са значително по-малки от земния спътник и имат неправилна форма, наподобяваща картоф.
Фобос е с размери около 27 на 22 на 18 километра, а Деймос е още по-малък. Въпреки размерите си двете небесни тела могат да съхраняват важни сведения за историята на Марс и за процесите, протичали в Слънчевата система преди милиарди години.
Учените разглеждат две основни хипотези за произхода им. Според първата голямо космическо тяло се е сблъскало с Марс в ранните етапи от историята на планетата. Отломките от удара са останали в орбита и впоследствие са се събрали, образувайки двете луни.
Другата хипотеза предполага, че Фобос и Деймос са астероиди, произхождащи от по-отдалечени части на Слънчевата система, които са били уловени от гравитацията на Марс.
Двете възможности предполагат различен химичен и минерален състав. Именно затова анализът на материал, взет директно от Фобос, може да даде по-ясен отговор от наблюденията, направени единствено с телескопи и космически апарати от разстояние.
Как ще бъдат събрани пробите?
След пристигането си в района на Марс през 2027 г. MMX ще изследва двете луни, като основният акцент ще бъде върху Фобос. Преди кацането на основния апарат мисията ще изпрати малък роботизиран апарат, наречен IDEFIX, който ще проучи терена и ще помогне за избора на подходящи места за вземане на проби.
Марсоходът е разработен съвместно от френската космическа агенция CNES и германския DLR. Той ще изследва повърхността на Фобос и ще предостави данни, необходими за планирането на следващите етапи от мисията.
Кацането ще бъде сериозно техническо предизвикателство заради изключително слабата гравитация на луната. Роботът IDEFIX има маса около 25 килограма, но на повърхността на Фобос тежестта му ще бъде еквивалентна на едва около 15 грама на Земята. Това налага специални решения за придвижването му и за контакта с терена.
„Самата луна има много слабо гравитационно поле. Но тя се намира близо до огромна планета със значително по-силна гравитация, което прави приземяването на марсоход върху повърхността ѝ много по-трудно“, обяснява проф. Сара Ръсел от Природонаучния музей в Лондон, която отговаря за анализа на пробите в рамките на мисията.
След приключването на предварителните изследвания основният апарат трябва да извърши две кацания върху Фобос. По време на всяко от тях той ще разполага с ограничено време за работа – приблизително два до три часа.
MMX е оборудван с две системи за събиране на материал. Едната използва специален цилиндричен инструмент, който може да проникне на около два сантиметра под повърхността и да вземе проба от по-дълбокия слой. Другата използва сгъстен газ, за да събере свободни частици от повърхността.
Планирано е общо да бъдат събрани най-малко 10 грама материал. Макар количеството да изглежда незначително, то може да бъде достатъчно за редица подробни лабораторни изследвания.
„Всъщност това е много малко количество. Но дори отделни зърна могат да бъдат подложени на множество изследвания. Не е необходимо да разполагаме с килограми материал от дадена повърхност, за да провеждаме научни изследвания. Затова всеки грам си заслужава“, заявява д-р Криса Авделиду от университета в Лестър, която работи с японската мисия.
Какво ще изследват учените?
Научната работа няма да се ограничи до събирането на проби. MMX разполага с инструменти за изследване на химичния състав, минералите, релефа и физическите свойства на Фобос.
Сред тях е американският инструмент MEGANE, който измерва гама-лъчението и неутроните, излъчвани от повърхността. Тези наблюдения ще помогнат на учените да определят кои химични елементи присъстват в материала.
Инфрачервеният спектрометър MIRS ще изследва повърхността и ще търси признаци за наличието на вода и органични вещества. Резултатите от тези измервания ще бъдат сравнени с лабораторния анализ на върнатите проби, за да се изгради по-пълна картина на състава и историята на луната.
Една от най-интересните възможности е пробите да съдържат и частици, произхождащи директно от Марс. При удари на астероиди с планетата скални фрагменти могат да бъдат изхвърлени в космоса, а част от тях да достигнат близкия Фобос.
„Това означава, че пробите, които ще доставим на Земята, може да съдържат и частици от Марс. Така ще получим пряка информация за състава и историята на планетата“, посочва Сара Ръсел.
Ако в пробите бъдат открити такива частици, учените ще могат да ги изследват в лаборатории и да ги сравнят с други известни марсиански материали. Това би помогнало за по-доброто разбиране на геоложката история на планетата.
Защо пробите трябва да бъдат доставени на Земята?
Марсиански метеорити вече са откривани на Земята. Те представляват скални фрагменти, изхвърлени от повърхността на Марс при сблъсъци с астероиди, които впоследствие са достигнали нашата планета.
Тези метеорити обаче са редки, а произходът им и пътят им през космоса невинаги могат да бъдат проследени в подробности. След падането си на Земята те също могат да се замърсят при контакт с атмосферата, почвата и водата.
Материалът, събран директно от Фобос и съхранен в специална капсула, ще даде на учените по-добре контролиран източник за изследване. След завръщането си капсулата трябва да се приземи в района Уумера в Южна Австралия. След това пробите ще бъдат транспортирани до специализирана лаборатория на JAXA в Япония, където ще бъдат извлечени, описани и подготвени за научни анализи.
Мисията ще помогне и за бъдещи полети до Марс
MMX има и важна технологична цел. Пътуването до системата на Марс, кацането върху малко небесно тяло и връщането на материал на Земята ще позволят да бъдат усъвършенствани технологии за бъдещи междупланетни мисии.
Космическият апарат трябва да работи в продължение на около пет години, при големи температурни колебания и със значително закъснение на комуникацията. Двупосочният обмен на сигнали между Земята и района на Марс може да отнема до 44 минути, което означава, че много операции ще трябва да бъдат предварително планирани и изпълнявани автономно.
Мисията стъпва върху опита на Япония от предишните ѝ проекти за връщане на проби от астероиди, включително „Хаябуса“ и „Хаябуса 2“. Този път обаче задачата е по-сложна заради разстоянието до Марс, особеностите на Фобос и необходимостта апаратът да се върне безопасно на Земята.
Междувременно марсоходът „Пърсивиърънс“ на НАСА продължава да събира и съхранява проби на самия Марс. Първоначалният план за съвместна мисия на НАСА и Европейската космическа агенция, която да върне тези проби на Земята, беше прекратен след спиране на финансирането на проекта в САЩ.
Китай също планира мисия за връщане на материал от Марс, чието изстрелване е предвидено за 2028 г., с цел пробите да бъдат доставени на Земята през 2031 г.
Успехът на MMX би бил важна стъпка в изследването на системата на Марс. Освен че може да разреши загадката за произхода на двете му луни, мисията ще даде на учените възможност да изследват материал, който може да пази сведения за ранната история на планетата и за процесите, оформили Слънчевата система.
Изберете bTV Новините като ваш любим източник в Google
