Ίχνη νερού, συνθήκες ζωής και καταστροφή: τι έμαθε το Curiosity σε 10 χρόνια στον Άρη

Πριν από 10 χρόνια, στις αρχές Αυγούστου, η μονάδα προσγείωσης πυραύλων του Mars Research Laboratory

προσγειώθηκε στην επιφάνεια του πλανήτη.Και εξοπλισμένο με επιστημονικά όργανα, το ρομπότ μεγέθους αυτοκινήτου ξεκίνησε το ταξίδι του στον Άρη. Έπρεπε να βρει στοιχεία ότι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια ο Κόκκινος Πλανήτης είχε τις απαραίτητες συνθήκες για να υποστηρίξει τη μικροσκοπική ζωή.

Το rover αρχικά έπρεπε να εξυπηρετήσειμόνο ένα Αρειανό έτος (686 γήινες ημέρες). Όμως, παρά τα σημάδια φθοράς, το rover πρόκειται να ξεκινήσει ένα συναρπαστικό νέο κεφάλαιο της αποστολής του και να σκαρφαλώσει στο βουνό του Άρη, σύμφωνα με τη NASA.

Απόδειξη ύπαρξης νερού

Αμέσως μετά την προσγείωση, το ρόβερ Curiosityανακάλυψε λεία, στρογγυλεμένα βότσαλα που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κάποτε κύλησαν κατάντη για μια απόσταση αρκετών χιλιομέτρων. Η ανάλυση έδειξε ότι τέτοιες κατασκευές θα μπορούσαν να είχαν σχηματιστεί σε ένα ποτάμι, το βάθος του οποίου κυμαινόταν από αρκετές δεκάδες εκατοστά έως ένα μέτρο.

Αργότερα, όταν έγινε η ερευνητική ενότηταστο όρος Σαρπ, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αρκετές εκατοντάδες μέτρα της επιφάνειας του βράχου είναι απολιθωμένη λάσπη που έχει σχηματιστεί στον πυθμένα μικρών λιμνών. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ποτάμια και λίμνες έχουν γεμίσει τον κρατήρα Gale για τουλάχιστον δεκάδες εκατομμύρια χρόνια.

Περαιτέρω ανακαλύψεις επιβεβαίωσαν μόνο την πρώτηβρίσκει. Το νερό φαίνεται να υπήρχε στον Άρη για μεγάλο χρονικό διάστημα, αρκετό καιρό για να σχηματιστεί ζωή. Για παράδειγμα, σε μια πρόσφατη μελέτη, οι επιστήμονες βρήκαν χημικά ίχνη μακροχρόνιας έκθεσης σε υπόγεια ύδατα σε βράχους από τον κρατήρα Gale. 

Ξηρό ποτάμι στον Άρη

Διευρυμένη εικόνα της αρχαίας κοίτης. Βράχοι στον Άρη (αριστερά) και βράχοι από ξεραμένο ποτάμι στη Γη (δεξιά)
Εικόνες: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Υπήρχε ζωή στον Άρη;

Αυτό είναι ακόμα άγνωστο.Δεν βρέθηκαν ίχνη δεινοσαύρων ή άλλης μεγάλης ζωής στον Κόκκινο Πλανήτη, προφανώς, αν κάποτε υπήρχε ζωή στον Άρη, δεν είχε χρόνο να αναπτυχθεί πέρα ​​από απλούς μικροοργανισμούς. 

Είναι γνωστό με βεβαιότητα ότι οι συνθήκες στις αρχές του Άρη ήτανευνοϊκό για την ανάπτυξη ζωντανών οργανισμών. Το Curiosity βρήκε θείο, άζωτο, οξυγόνο, φώσφορο και άνθρακα, βασικά συστατικά απαραίτητα για τη ζωή, σε ένα δείγμα σκόνης που ανακτήθηκε από τη λασπόπετρα Sheep's Bed στον κόλπο Yellowknife. Στο δείγμα βρέθηκαν επίσης ορυκτά αργίλου και μικρή ποσότητα αλατιού, γεγονός που υποδηλώνει ότι κάποτε έρεε εδώ φρέσκο, πιθανώς πόσιμο νερό.

Παρά την επιβεβαίωση ευνοϊκών συνθηκών καιπολυάριθμα δείγματα, ζωή στον Άρη δεν έχει ακόμη βρεθεί. Επιστήμονες από τη NASA φέτος πρότειναν ότι ο λόγος είναι ότι οι αποστολές αναζητούνται σε λάθος μέρη. Μια νέα μελέτη έδειξε ότι υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας, τα αμινοξέα στα ανώτερα στρώματα του ρεγολίθου στον Κόκκινο Πλανήτη αποσυντίθενται. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να αναζητηθούν ίχνη οργανικής ζωής σε βάθος μεγαλύτερο των 2 μέτρων.

Πρώτη ανίχνευση οργανικού άνθρακα

Στα τέλη του 2014, οι επιστήμονες της NASA επιβεβαίωσανανίχνευση οργανικού άνθρακα στην επιφάνεια του Άρη. Αποτελεί μέρος πολύπλοκων μορίων που αποτελούν τα δομικά στοιχεία των ζωντανών κυττάρων. Οργανικά βρέθηκαν σε αρκετά δείγματα που έλαβε το rover στο όρος Sharp και στις γύρω πεδιάδες. 

Αυτή η ανακάλυψη επίσης δεν επιβεβαιώνει την παρουσία ήπροηγούμενη ύπαρξη ζωής στον Άρη. Αλλά λέει ότι κάποτε υπήρχαν όλα τα αρχικά «συστατικά» για τη ζωή. Επιπλέον, το εύρημα έδειξε ότι οι συνθήκες στον Άρη καθιστούν δυνατή τη διατήρηση της οργανικής ύλης.

Πρώτον, το rover κατέγραψε ένα δεκαπλάσιομια βουτιά μεθανίου, μιας οργανικής ουσίας, στην ατμόσφαιρα γύρω από ένα δείγμα βράχου. Η χημική ανάλυση της σκόνης που ελήφθη από αυτό το υλικό επιβεβαίωσε την παρουσία άλλων ουσιών που περιέχουν άνθρακα. Δυστυχώς, οι περιορισμένες δυνατότητες του rover δεν μας επιτρέπουν να προσδιορίσουμε με ακρίβεια ποια μόρια βρέθηκαν. 

Οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να μελετήσουν καλύτερα τη χημική σύσταση αφού έρθουν στη Γη δείγματα από το έδαφος του Άρη.

Το πρώτο δείγμα γεώτρησης βράχου. Εικόνα: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Ενεργό μεθάνιο στην ατμόσφαιρα

Συντονιζόμενο φασματόμετρο λέιζερ, το οποίοεξοπλισμένο με το Curiosity, το 2013 ήταν το πρώτο που εντόπισε εποχιακά μεταβαλλόμενα επίπεδα υποβάθρου ατμοσφαιρικού μεθανίου. Οι αισθητήρες της συσκευής έδειξαν ότι σε λίγους μήνες από το τέλος του 2013 έως τις αρχές του 2014 αυξήθηκε 10 φορές. 

Η ανακάλυψη μεθανίου στον Άρη ήταν ένα ορόσημοεξερεύνηση του πλανήτη, επειδή μπορεί να παραχθεί, για παράδειγμα, από ζωντανούς οργανισμούς ή ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων μεταξύ πετρώματος και νερού. Δεν είναι ακόμη γνωστό τι ακριβώς οδηγεί στον σχηματισμό μεθανίου στον Κόκκινο Πλανήτη και γιατί η ποσότητα του αλλάζει συνεχώς.

Για παράδειγμα, το 2013, οι αισθητήρες Curiosity έδειξαν ότι η μέση συγκέντρωση αυτού του αερίου στην ατμόσφαιρα ήταν περίπου εννέα μέρη ανά δισεκατομμύριο και το 2019 υπήρχαν ήδη τρεις φορές περισσότερα.

Πιθανές πηγές μεθανίου. Εικόνα: NASA, JPL-Caltech

Μια άλλη εκπληκτική ανακάλυψη είναι αυτήΤο μεθάνιο στην ατμόσφαιρα φαίνεται να εμφανίζεται τη νύχτα αλλά εξαφανίζεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Οι ερευνητές έκαναν αυτή την υπόθεση συγκρίνοντας δεδομένα από τα όργανα του ρομπότ Mars και του διαστημικού δορυφόρου Trace Gas Orbiter, που αναπτύχθηκε από την Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία. 

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι δεν υπάρχει άνεμος στον Άρη τη νύχτα,έτσι το Curiosity, που εξερευνά την ατμόσφαιρα του πλανήτη στην «εκτός υπηρεσίας» του, εντοπίζει ίχνη αερίου που απελευθερώνεται από το έδαφος. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ατμόσφαιρα του Άρη είναι ταραχώδης και το μεθάνιο διαχέεται σε τέτοιο βαθμό που γίνεται άπιαστο ακόμη και για τα πιο ευαίσθητα όργανα. Επομένως, το τροχιακό, το οποίο χρειάζεται ηλιακό φως για να λειτουργήσει, δεν βρίσκει ίχνη του αερίου.

Ακτινοβολία επικίνδυνη για τον άνθρωπο

Ήδη στη διαδικασία πτήσης στον Άρη,Η ερευνητική ενότητα έκανε την πρώτη της ανακάλυψη. Οι αισθητήρες ακτινοβολίας του οργάνου εντόπισαν δύο τύπους ακτινοβολίας που αποτελούν πιθανό κίνδυνο για την υγεία των αστροναυτών στο βαθύ διάστημα. 

Ένα από αυτά είναι ο γαλαξιακός χώροςακτίνες. Αυτό είναι ένα ρεύμα σωματιδίων που εκτοξεύονται από εκρήξεις σουπερνόβα και άλλα γεγονότα υψηλής ενέργειας έξω από το ηλιακό σύστημα. Άλλα είναι σωματίδια ηλιακής ενέργειας που σχετίζονται με ηλιακές εκλάμψεις και εκτοξεύσεις μάζας στεμμάτων.

Η ανάλυση των δεδομένων που έλαβε το ρόβερ θα βοηθήσει στο σχεδιασμό μιας επανδρωμένης αποστολής στον Άρη με τέτοιο τρόπο ώστε να αποφευχθούν επικίνδυνες συνέπειες για τους συμμετέχοντες.

Η κλιματική καταστροφή που άλλαξε την ατμόσφαιρα

Η μελέτη, που πραγματοποιήθηκε από το Curiosity, είναι η πρώτηέδειξε ότι ο Άρης είχε πιο πυκνή ατμόσφαιρα στο παρελθόν. Αυτό αποδεικνύεται από την ισοτοπική σύνθεση των κύριων στοιχείων του «αέρα» του Άρη -  υδρογόνο, άνθρακα και αργό. 

Για παράδειγμα, το Curiosity ανακάλυψε ότι ο ΑρειανόςΗ ατμόσφαιρα περιέχει περίπου τέσσερις φορές περισσότερο από το φως σταθερό ισότοπο (argon-36) από το βαρύτερο (argon-38). Αυτό σημαίνει ότι ο Άρης χάνει ενεργά την ατμόσφαιρά του και τα περισσότερα από τα ελαφρύτερα ισότοπα χάθηκαν στα ανώτερα στρώματα του αέριου κελύφους του πλανήτη. 

Χάρη σε αυτή την ανακάλυψη, οι ερευνητές ανέπτυξαν και εκτόξευσαν μια νέα αποστολή στην τροχιά του Άρη, το MAVEN, η οποία θα πρέπει να απαντήσει σε ερωτήσεις σχετικά με το τι συνέβη και εάν η Γη μας περιμένει ένα παρόμοιο αποτέλεσμα.

Selfie του ρόβερ Curiosity. Εικόνα: NASA, JPL-Caltech

Για 10 χρόνια, το ρόβερ Curiosity έχει πραγματοποιήσει επανειλημμένα παραστάσειςτο κύριο καθήκον του - έδειξε ότι πριν στον Άρη υπήρχαν όλες οι απαραίτητες προϋποθέσεις για την ύπαρξη ζωής. Επιπλέον, έχει συλλέξει αρκετά δεδομένα για να προετοιμάσει νέες αποστολές που θα μελετήσουν πιο συγκεκριμένα διάφορα χαρακτηριστικά του Κόκκινου Πλανήτη.

Αλλά μην βάλετε τέλος στο ίδιο το rover.Τον Απρίλιο του 2022, η NASA αποφάσισε να παρατείνει το rover για άλλα τρία χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πρέπει να σκαρφαλώσει στο βουνό και να εξερευνήσει τα στρώματα που φέρουν θειικά άλατα, τα οποία παρέχουν μια μοναδική εικόνα της ιστορίας του νερού στον Άρη.

Στο εξώφυλλο: καλλιτεχνική εικόνα του Curiosity. Πηγή: NASA, JPL-Caltech

Διαβάστε περισσότερα:

«Αυτό είναι επιστημονική φαντασία»: οι επιστήμονες δημιουργούν έναν θεμελιωδώς νέο τύπο κβαντικών υπολογιστών

Η διάρκεια της ημέρας της γης αυξάνεται. Οι επιστήμονες δεν ξέρουν γιατί

Τι είναι τα υπεργονίδια και πώς κάνουν τα ζώα τόσο παράξενα