Na Marsie wszystko się zmienia. Od dwóch dekad NASA regularnie prowadzi misje na planetę, angażując się w nieustanne wysiłki związane z eksploracją robotów. Misje te ujawniły oznaki wody, złożonych związków organicznych, aktywności wulkanicznej i kuszących śladów możliwego życia - albo wymarły i zniknął, albo być może czają się w podziemnych krainach planety do dziś.
Od zarania XXI wieku NASA z powodzeniem wysłała osiem statków kosmicznych na Marsa, na orbitę lub na ląd, bez żadnych awarii. Ale patrząc w przyszłość wyraźny brak misji NASA na planetę łamie wzorzec, który utrzymuje się od dziesięcioleci.
„Przyjmujemy za pewnik tę niesamowitą obecność NASA od 20 lat i obserwujemy, jak więdnie” - mówi Casey Dreier, główny adwokat i starszy doradca ds. Polityki kosmicznej w Planetary Society, organizacji pozarządowej współzałożonej przez Carla Sagan w 1980 roku popierał naukę i eksplorację kosmosu.
W najbliższym czasie na marsjańskim krajobrazie nie zabraknie aktywności robotów. Lądownik InSight wylądował na powierzchni planety w listopadzie zeszłego roku. W zeszłym tygodniu NASA ogłosiła, że łazik Opportunity, który eksploruje Mars od prawie 15 lat, w końcu przestał działać na dobre. A gdy zbliża się okno startu misji 2020 na Marsa, kraje na całym świecie przygotowują się do startów międzyplanetarnych - największej liczby statków kosmicznych, które latają na Marsa w tym samym czasie w historii.
Jednak po 2020 r. Manifest Marsa jest wyraźnie cienki. Bez misji śledzenia łazika Mars 2020 firmy NASA wielu naukowców zastanawia się, co dalej w rekonesansie najbardziej dostępnego i gościnnego świata poza naszym - planety, na której NASA planuje wylądować astronautów w ciągu następnych 20 krótkich lat.
**********
Mars i Ziemia wyrównują się co 26 miesięcy w celu idealnego wystrzelenia na czerwoną planetę. Nieprzypadkowo NASA wysłała statek kosmiczny na Marsa średnio co drugi rok od 2000 r. Następne okno startowe otwiera się w lipcu i sierpniu 2020 r. statek kosmiczny ma przybyć na Marsa około pół roku później.
W 2020 roku NASA planuje wysłać flagowego łazika - ulepszoną wersję Curiosity - na powierzchnię Marsa. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) i Roscosmos planują również wysłać łazik, niedawno nazwany na cześć naukowca DNA Rosalind Franklin, na Marsa w przyszłym roku. Chiny planują orbiter i łazik, Japonia ma orbiter i lądownik w pracach, a Zjednoczone Emiraty Arabskie planuje również swój pierwszy orbiter na Marsie - wszystko w 2020 r. Dwa kolejne statki kosmiczne z indyjskich i japońskich agencji kosmicznych mają podążać za nimi odpowiednio w 2022 i 2024 r.
Autoportret łazika Curiosity NASA na niższej górze Sharp. Złożony obraz łączy kilka zdjęć wykonanych przez Mars Hand Curens Imager firmy Curiosity (MAHLI) w dniu 5 sierpnia 2015 r., Podczas 1 065 dnia marsjańskiego lub solu pracy łazika na Marsie. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Najbardziej ambitną z tych misji jest Mars 2020 NASA (która otrzyma oficjalną nazwę przed startem). Podczas gdy łazik 2020 jest wciąż w budowie, NASA poczyniła ważny krok w kierunku realizacji celów misji: wyboru miejsca lądowania. Jezero Crater, przyszły dom Mars 2020, ma wyschniętą teraz deltę rzeki, w której przypuszcza się, że kiedyś spłynęły pary do dużego koryta jeziora.
„Jezero Crater ma kilka głównych aspektów, które sprawiają, że jest bardzo atrakcyjny”, mówi Michael Meyer, główny naukowiec NASA zajmujący się badaniami Marsa. „Po pierwsze, możesz na to spojrzeć i wiesz, że to delta. Geomorfologia jest dość oczywista. ”
Meyer mówi, że dowody z orbiterów wskazują, że rzeka przepłynęła do niecki jeziora, transportując materiały z całej planety. W rezultacie „masz tam dobry zbiór minerałów”.
Geologicznie bogaty krater Jezero sprawia, że wysuszone koryto jeziora jest idealnym miejscem do realizacji jednego z głównych celów Mars 2020: przechowywania w pamięci podręcznej próbek i umieszczania ich na powierzchni w celu przyszłej misji odbioru i wystrzelenia z powrotem na Ziemię. Problem polega na tym, że obecnie nie ma żadnej przyszłej misji zwrotu próbek - a dla planetologów pomysł zbierania próbek na Marsie i pozostawiania ich na czas nieokreślony jest po prostu nie do przyjęcia.
„Zacznie buforować próbki w celu powrotu na Ziemię” - mówi Dreier. „Pytanie jednak brzmi, czy przyjdziemy po nie.”
**********
Trudno przecenić wartość próbek planetarnych sprowadzonych do laboratoriów na Ziemi - a ludzkość nigdy nie zwróciła próbki z Marsa. W porównaniu do korzystania z instrumentów pokładowych statku kosmicznego naukowcy mogą mierzyć próbki na ziemi z dużo większą precyzją, ujawniając tak subtelne wskazówki, jak proporcje izotopów, które mogłyby zapewnić „palącą broń” dowody życia.
Bez zwrotu próbki „znajdziesz oparzenia proszkowe”, mówi Meyer. „Nie znajdziesz broni.”
Przykładowa misja powrotna od dawna jest celem planetologów, śledząc jej oficjalne pochodzenie od co najmniej badania z 2007 r. Zatytułowanego „Strategia astrobiologii dla eksploracji Marsa”.
„Określono, co trzeba zrobić, aby dowiedzieć się, czy na Marsie jest życie” - mówi Meyer. „Zasadniczo sprowadzało się to do: Następnym krokiem jest wykonanie zwrotu próbki.”
Aby zebrać próbki, które Mars 2020 pozostawia na powierzchni planety, NASA rozważa wiele planów misji. Wiodącym pomysłem jest użycie lądownika z małym „łazikiem do pobierania”, aby pobrać próbki, a następnie wysadzić je na orbitę Marsa, gdzie statek kosmiczny złapałby je i poleciał z powrotem do domu.
Przykładem zwrotu jest „ogólnie w środowisku naukowym, jeden z celów naukowych o najwyższym priorytecie”, mówi Dreier.
Jednak decyzja o finansowaniu takiej misji, która według Dreiera prawdopodobnie kosztowałaby około 2 lub 3 miliardy dolarów, jest podejmowana przez Kongres, a nie NASA. Obecna administracja Białego Domu, która wywiera znaczący wpływ na kształtowanie kierunku NASA, koncentruje się raczej na ludzkiej eksploracji Księżyca niż na automatycznej eksploracji Marsa, mimo że wysłanie astronautów na Marsa jest długoterminowym celem.
Jednak w NASA Meyer twierdzi, że istnieje pewna bezwładność w stosunku do przykładowej misji powrotnej - głównie w formie studiów wykonalności. Optymistycznie, agencja kosmiczna mogłaby strzelać do okna startowego 2026, aby przywrócić trochę czerwonego regolitu Marsa.
Po 2020 r., Jeśli NASA nie podejmie próby ponownego startu na Marsa do 2026 r., Będzie to najdłuższa przerwa w misjach agencji kosmicznej na Marsa od czasu przerwy między 1975 a 1992 rokiem.
**********
W nadchodzącym dziesięcioleciu NASA może napotkać bardziej fundamentalny problem niż pozostawienie niepobranych próbek na powierzchni Marsa. Główne przekaźniki telekomunikacyjne między Ziemią a Marsem, Mars Odyssey i Mars Reconnaissance Orbiter mają odpowiednio około 17 i 13 lat.
„Wiemy doskonale, że poleganie na tym, że są tam za 20 lat, jest głupie”, mówi Meyer. „Oparcie się na nich za 10 lat jest bardziej wiarygodne”.
Propozycja nowego orbitującego statku kosmicznego, który miałby służyć jako łącze komunikacyjne, zwana Następnym Orbiterem Marsowym, została początkowo przewidziana do wystrzelenia w 2022 roku. Jednak różne i konkurujące potrzeby nowego statku kosmicznego Marsa doprowadziły do zniesienia pierwotnego planu. Wielu naukowców chce wykorzystać kolejną misję na Marsa do zwrotu próbki, podczas gdy inni twierdzą, że potrzeba przekaźnika komunikacyjnego jest bardziej natychmiastowa - a trzecia opcja przekształciłaby następnego orbitera Marsa w misję na dużą skalę, która mogłaby zrobić obie, perspektywę wymagałoby to znacznego postępu technologicznego. W każdym razie wydaje się, że uruchomienie następnego Mars Orbiter (lub cokolwiek się stanie) do późnych lat 2020.
NASA ma jednak inne potencjalne rozwiązanie. Przyszłe operacje NASA mogłyby podróżować autostopem po misjach wysyłanych przez inne agencje kosmiczne. Instytucje na całym świecie mają ambicje Marsa, od krajów takich jak Indie i Zjednoczone Emiraty Arabskie po prywatne firmy, takie jak SpaceX.
Współpracując z międzynarodowymi i prywatnymi instytucjami kosmicznymi, NASA może w przystępny sposób wysłać CubeSats lub inny mały statek kosmiczny. Taka misja mogłaby teoretycznie działać jako inspektor i misja naukowa dla jednej agencji, jednocześnie pełniąc funkcję przekaźnika komunikacyjnego dla NASA.
„Chcemy wprowadzić inny tryb” - mówi Meyer. „Zamiast kupować statek kosmiczny i zmuszać go do zrobienia x, właściwie po prostu kupujemy x i pozwalamy komuś innemu ustalić, co z nim zrobić.”
Mars 2020 staje się jedną z najbardziej ambitnych misji eksploracji planet w historii i może zapewnić bezprecedensowy obraz historii planety, jej zamieszkiwania i żywotności dla przyszłej eksploracji człowieka. Ale łazik będzie również zbierał bezcenne próbki marsjańskiego materiału, prawdziwy klucz do odblokowania przeszłości planety - i na razie nikt nie wie, jak je zabrać.
