Ūdens pēdas, dzīvības apstākļi un katastrofa: ko Curiosity uzzināja 10 gadu laikā uz Marsa

Pirms 10 gadiem augusta sākumā Marsa pētniecības laboratorijas raķešu nolaišanās modulis

nolaidās uz planētas virsmas.Un aprīkots ar zinātniskiem instrumentiem, automašīnas izmēra robots sāka ceļu uz Marsu. Viņam bija jāatrod pierādījumi, ka pirms miljardiem gadu Sarkanajai planētai bija apstākļi, kas nepieciešami mikroskopiskās dzīvības uzturēšanai.

Sākotnēji bija paredzēts, ka roveram jākalpotikai viens Marsa gads (686 Zemes dienas). Taču, neskatoties uz nolietojuma pazīmēm, roveris gatavojas sākt aizraujošu jaunu savas misijas nodaļu un uzkāpt Marsa kalnā, ziņo NASA.

Pierādījums ūdens esamībai

Uzreiz pēc nosēšanās Curiosity roveratklāja gludus, noapaļotus oļus, kas, pēc zinātnieku domām, savulaik ripoja lejup pa straumi vairāku kilometru attālumā. Analīze parādīja, ka šādas struktūras varēja veidoties upē, kuras dziļums bija no vairākiem desmitiem centimetru līdz metram.

Vēlāk, kad pētījuma modulis ieguvalīdz Šārpa kalnam zinātnieki atklājuši, ka vairākus simtus metru klinšu virsmas ir pārakmeņojušās dūņas, kas izveidojušās mazu ezeriņu dzelmē. Pētnieki uzskata, ka upes un ezeri ir piepildījuši Geila krāteri vismaz desmitiem miljonu gadu.

Turpmākie atklājumi tikai apstiprināja pirmoatrod. Šķiet, ka ūdens uz Marsa ir pastāvējis ilgu laiku, pietiekami ilgi, lai izveidotu dzīvību. Piemēram, nesen veiktā pētījumā zinātnieki Geila krātera pamatiežos atklāja ķīmiskas pēdas, kas liecina par ilgstošu pakļaušanu gruntsūdeņiem. 

Sausa upes straume uz Marsa

Palielināts senās upes gultnes attēls. Akmeņi uz Marsa (pa kreisi) un akmeņi no izžuvušas upes uz Zemes (pa labi)
Attēli: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Vai uz Marsa bija dzīvība?

Tas joprojām nav zināms.Acīmredzot uz Sarkanās planētas netika atrastas dinozauru vai citas lielas dzīvības pēdas, ja dzīvība kādreiz pastāvēja uz Marsa, tai nebija laika attīstīties tālāk par vienkāršiem mikroorganismiem. 

Ir zināms, ka apstākļi uz agrīnā Marsa bija tādilabvēlīga dzīvo organismu attīstībai. Curiosity ir atradis sēru, slāpekli, skābekli, fosforu un oglekli, kas ir galvenās dzīvībai nepieciešamās sastāvdaļas pulvera paraugā, kas iegūts no Sheep's Bed dubļu akmeņiem Yellowknife Bay. Paraugā tika atrasti arī mālu minerāli un neliels sāls daudzums, kas liecina, ka šeit kādreiz plūdis svaigs, iespējams, dzerams ūdens.

Neskatoties uz labvēlīgu apstākļu apstiprinājumu undaudzi paraugi, dzīvība uz Marsa vēl nav atrasta. NASA zinātnieki šogad norādīja, ka iemesls ir tas, ka misijas tiek meklētas nepareizās vietās. Jauns pētījums parādīja, ka saules starojuma ietekmē Sarkanās planētas regolīta augšējos slāņos esošās aminoskābes sadalās. Tas nozīmē, ka organiskās dzīves pēdas jāmeklē vairāk nekā 2 m dziļumā.

Pirmā organiskā oglekļa noteikšana

2014. gada beigās NASA zinātnieki apstiprinājaorganiskā oglekļa noteikšana uz Marsa virsmas. Tā ir daļa no sarežģītām molekulām, kas ir dzīvo šūnu celtniecības bloki. Organiskās vielas tika atrastas vairākos paraugos, ko roveris ieguva Sharp kalnā un apkārtējos līdzenumos. 

Šis atklājums arī neapstiprina klātbūtni vaipagātnes dzīvības esamība uz Marsa. Bet tajā teikts, ka kādreiz bija visas sākotnējās "sastāvdaļas" uz mūžu. Turklāt atradums parādīja, ka apstākļi uz Marsa ļauj saglabāt organisko vielu.

Pirmkārt, roveris ierakstīja desmitkārtīgimetāna, organiskas vielas, šļakatas atmosfērā ap iežu paraugu. No šī materiāla iegūtā pulvera ķīmiskā analīze apstiprināja citu oglekli saturošu vielu klātbūtni. Diemžēl rovera ierobežotās iespējas neļauj precīzi noteikt, kuras molekulas tika atrastas. 

Zinātnieki varēs labāk izpētīt ķīmisko sastāvu pēc tam, kad uz Zemes tiks nogādāti Marsa augsnes paraugi.

Pirmais klinšu urbšanas paraugs. Attēls: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Aktīvais metāns atmosfērā

Noskaņojams lāzera spektrometrs, kasaprīkots ar Curiosity, 2013. gadā tas bija pirmais, kas atklāja sezonāli mainīgu atmosfēras metāna fona līmeni. Ierīces sensori uzrādīja, ka dažu mēnešu laikā no 2013. gada beigām līdz 2014. gada sākumam tas palielinājās 10 reizes. 

Metāna atklāšana uz Marsa bija pagrieziena punktsplanētas izpēte, jo to var ražot, piemēram, dzīvi organismi vai ķīmisko reakciju rezultātā starp iežu un ūdeni. Pagaidām nav zināms, kas tieši noved pie metāna veidošanās uz Sarkanās planētas un kāpēc tā daudzums nepārtraukti mainās.

Piemēram, 2013. gadā Curiosity sensori uzrādīja, ka šīs gāzes vidējā koncentrācija atmosfērā bija aptuveni deviņas daļas uz miljardu, bet 2019. gadā to bija jau trīsreiz vairāk.

Iespējamie metāna avoti. Attēls: NASA, JPL-Caltech

Vēl viens pārsteidzošs atklājums ir tasMetāns atmosfērā parādās naktī, bet pazūd dienas laikā. Pētnieki izdarīja šādu pieņēmumu, salīdzinot datus no Marsa rovera un Eiropas Kosmosa aģentūras izstrādātā kosmosa satelīta Trace Gas Orbiter instrumentiem. 

Zinātnieki uzskata, ka naktī uz Marsa nav vēja,tāpēc Curiosity, kas pēta planētas atmosfēru savā "ārpusdienu" laikā, atklāj no augsnes izdalītās gāzes pēdas. Dienas laikā Marsa atmosfēra ir nemierīga, un metāns izkliedējas tiktāl, ka tas kļūst netverams pat visdelikātākajiem instrumentiem. Tāpēc orbīta, kuras darbībai nepieciešama saules gaisma, gāzes pēdas neatrod.

Cilvēkiem bīstams starojums

Jau lidojot uz Marsu,Pētījuma modulis veica savu pirmo atklājumu. Instrumenta radiācijas sensori atklāja divu veidu starojumu, kas rada potenciālu apdraudējumu astronautiem dziļā kosmosā. 

Viens no tiem ir galaktikas telpastariem. Šī ir daļiņu plūsma, ko izdala supernovas sprādzieni un citi augstas enerģijas notikumi ārpus Saules sistēmas. Citas ir saules enerģijas daļiņas, kas saistītas ar saules uzliesmojumiem un koronālās masas izmešanu.

Rovera iegūto datu analīze palīdzēs izstrādāt pilotētu misiju uz Marsu tā, lai izvairītos no bīstamām sekām tās dalībniekiem.

Klimata katastrofa, kas mainīja atmosfēru

Pētījums, ko veica Curiosity, ir pirmaisparādīja, ka Marsam agrāk bija blīvāka atmosfēra. Par to liecina Marsa “gaisa” galveno elementu izotopu sastāvs -  ūdeņradis, ogleklis un argons. 

Piemēram, Curiosity atklāja, ka marsietisAtmosfērā ir aptuveni četras reizes vairāk gaismas stabilā izotopa (argona-36) nekā smagākā (argona-38). Tas nozīmē, ka Marss aktīvi zaudē savu atmosfēru un lielākā daļa vieglāko izotopu tika zaudēti planētas gāzveida apvalka augšējos slāņos. 

Pateicoties šim atklājumam, pētnieki ir izstrādājuši un uzsākuši jaunu misiju Marsa orbītā MAVEN, kurai būtu jāatbild uz jautājumiem par notikušo un to, vai mūsu Zeme gaida līdzīgu iznākumu.

Pašbilde no Curiosity rovera. Attēls: NASA, JPL-Caltech

10 gadus Curiosity rover ir vairākkārt uzstājiesviņa galvenais uzdevums - viņš parādīja, ka iepriekš uz Marsa bija visi nepieciešamie apstākļi dzīvības pastāvēšanai. Turklāt viņš ir savācis pietiekami daudz datu, lai sagatavotu jaunas misijas, kas konkrētāk pētīs dažādas Sarkanās planētas iezīmes.

Bet neatsakieties no paša rovera.2022. gada aprīlī NASA nolēma pagarināt rovera darbību vēl uz trim gadiem. Šajā laikā viņam jāuzkāpj kalnā un jāizpēta sulfātus saturošie slāņi, kas sniedz unikālu ieskatu Marsa ūdens vēsturē.

Uz vāka: Zinātkāres mākslinieciskais tēls. Avots: NASA, JPL-Caltech

Lasīt vairāk:

“Šī ir zinātniskā fantastika”: zinātnieki izveido principiāli jauna veida kvantu datorus

Zemes dienas garums palielinās. Zinātnieki nezina, kāpēc

Kas ir supergēni un kā tie padara dzīvniekus tik dīvainus