Wie die Beharrlichkeit der NASA den geologischen Jackpot erreichte

wo Landung auf dem Mars eins für ein Jahrdie NASA-Sonde hat mehr als 3 Kilometer durch felsiges Gelände gereist, Aufgenommen den ersten Flug auf diesem Planeten Per Helikopter sammelten sie sechs Proben des kostbaren Gesteins, das – wenn alles gut geht – eines Tages zusammen mit vielen anderen zur Untersuchung auf die Erde zurückgebracht werden soll.

Festlegung Landung am Krater Jezeronördlich des Marsäquators, am 18. Februar 2021 Um nach Zeichen der Vergangenheit zu suchen Leben. Die Forscher machten sich mit dem 2,7 Milliarden Dollar teuren Rover auf, um nach diesen Zeichen in einem alten Delta zu suchen, wo der Fluss, der einst in den Krater floss, Sedimente und Gestein ablagerte – eine Umgebung, die das Leben hätte unterstützen können. Aber der Rover ist noch nicht angekommen.

Stattdessen verbrachte Beharrlichkeit das Jahr damit, den Grund des Kraters zu umrunden, was zu einer Menge überraschender Entdeckungen führte – eine davon war, dass der Boden von Jezero aus magmatischem Gestein besteht. Diese sind entstanden, als geschmolzenes Gestein vor Milliarden von Jahren abgekühlt und erstarrt ist. Einige Forscher dachten, der Kraterboden würde aus Sedimentgestein bestehen, das sich bildete, als Wind oder Wasser im Laufe der Zeit Sedimentschichten ablagerten. Aber der Rover fand eine andere Geschichte der Landschaft.

Eruptivgesteine ​​sind wichtig, weil Wissenschaftler den radioaktiven Zerfall der darin enthaltenen Elemente analysieren können, um das Alter der Gesteine ​​zu bestimmen. Wenn die Persistenzproben zur Erde zurückkehren, können Forscher erstmals Gesteine ​​von bestimmten Orten auf dem Mars datieren.

Bevor der Rover landete, wussten die Wissenschaftler der Expedition nicht, dass sie den feurigen Jackpot knacken würden. „Ich habe Jezero geliefert“, sagt Katie Stack Morgan, stellvertretende Missionsprojektwissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien.

feurige Vergangenheit

Wissenschaftler stellten fest, dass der Boden von Jezero nicht ihren Erwartungen entsprach, als der Rover im August mit den Vorbereitungen zum Graben seiner ersten Probe begann. Erkunden Sie die Geologie des Gebiets und halten Sie den Boden in einem Stück Marsfelsen fest, um eine neue Oberfläche freizulegen. Es sah aus wie ein Eruptivgestein auf dem Boden mit von Salz umrahmten Löchern darin – Löcher, die sich möglicherweise gebildet haben, als Wasser durch das Gestein floss. Das bedeutet, dass der Rover nach einem uralten Vulkangestein suchte, das mit Wasser reagierte, was auf eine lebensfreundliche Umgebung hinweist, wie sie noch nie auf dem Mars zu sehen war. „Das war ein großartiger Moment für den Job“, sagt Stack Morgan. „Dies sind ideale Orte, um nach Zeichen des alten Lebens zu suchen, die von den Felsen beherbergt werden.“

Aber als ich durchhielt, versuchte ich, einen Kern zu graben, Das Material brach zusammen und rutschte vom Probenehmer. Da das Probenahmeverfahren automatisiert war, endete der Rover mit einem leeren, aber versiegelten Rohr, dem die Missionswissenschaftler versuchten, eine positive Wendung zu geben, indem sie es eine Probe der Marsatmosphäre nannten.

„Man kann dem Mars eigentlich keine Wunschliste geben“, sagt Tanya Bosak, Geologin am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. „Der Mars gibt dir, was er dir geben will.“

Einen Monat später erfolgreich durchhalten Graben Sie das erste Kernpaar aus, zu einem ähnlichen Eruptivgestein, das durch Wasser verändert wurde (siehe „Mars-Probenahme“). Diese Felsformation namens Maaz bedeckt einen Großteil des Bodens von Jezero.

Das Schiff fuhr dann nach Süden und Westen, richtete sich auf ein Gebiet mit Sanddünen namens Setah aus und sammelte ein paar weitere Proben. (Kombiniert Paare, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass eine Probe zur Erde zurückgebracht wird.) Expeditionswissenschaftler glaubten, dass die Setah-Felsen sedimentär seien, da sie optisch aus verschiedenen Schichten zu bestehen scheinen. Aber sobald sich Perseverance von einigen der Felsen des Ruhms entfernte, tauchte eine weitere Überraschung auf. Auch sie waren feurig.

Mit verschiedenen Werkzeugen zur Analyse der chemischen Zusammensetzung des Gesteins fand Perseverance große Körner eines Minerals namens Olivin, das mit einem anderen namens Pyroxen überzogen war. Diese Mineralien kommen im Allgemeinen in magmatischen Gesteinen oder vulkanischen Regionen auf der Erde vor. Dies ist ein starker Beweis dafür, dass die Sittah-Steine ​​entstanden, als eine große Masse geschmolzenen Gesteins abkühlte, sagt Stack Morgan. Die Olivinkristalle hätten sich zuerst gebildet und wären in Richtung des Bodens des abkühlenden Magmas gesunken, dann hätte sich Pyroxen um sie herum gebildet und geschichtete Gesteine ​​​​gebildet, die Sedimente zu sein scheinen.

Die Seetah-Felsen zeigen ebenso wie die Moaz-Felsen in der Vergangenheit Anzeichen einer Wechselwirkung mit Wasser. Es kann sogar organische Moleküle enthalten, die möglicherweise durch nicht-biologische Prozesse erzeugt wurden, wie sie bei einigen Marsmenschen zu sehen sind, wie Eva Schiller, eine Geologin am California Institute of Technology in Pasadena, auf einem Dezember-Treffen der American Geophysical Union berichtete Meteoriten.

Druck steigt

Schließlich soll die Perseverance mindestens 30 Gesteins-, Erd- und Luftproben sammeln. Es wird sie an einem oder mehreren Orten platzieren, um sie für zukünftige Missionen abzurufen, in der möglicherweise ersten Probe, die vom Mars zurückkehrt. Der Transport der Kerne zur Erde wäre ein komplexer Prozess, der einen anderen Rover erfordern würde, um sie aufzunehmen, eine Rakete, um sie in die Marsumlaufbahn zu bringen, und ein Raumschiff, um sie aufzunehmen und zur Erde zurückzubringen. Das wird nicht vor 2031 passieren. Die NASA und die Europäische Weltraumorganisation arbeiten an dem Plan zusammen, und die NASA gab diesen Monat bekannt, dass sie einen Auftragnehmer für den Bau der Rakete ausgewählt hat, die die Proben in die Umlaufbahn des Mars bringen wird.

„Ich freue mich sehr, dass wir endlich die ersten Schritte zur Entnahme von Proben vom Mars unternommen haben und hoffentlich zurückkommen“, sagt Meenakshi Wadua, ein Planetenwissenschaftler an der Arizona State University in Tempe und leitender Wissenschaftler der NASA für die Marsprobe . Rückkehrprogramm. „Wir haben bereits einige wirklich coole Proben, um die Frage zu beantworten, ob es antikes Leben gegeben hat.“

Trotz des bisherigen Erfolgs des Rovers steigt der Druck auf ihn, das lang erwartete Delta zu erreichen. Die Beharrlichkeit bahnt sich jetzt so schnell wie möglich ihren Weg; Anfang dieses Monats stellte es mit mehr als 240 Metern pro Tag einen Langstrecken-Fahrrekord auf dem Mars auf. Allerdings wird es das Delta wahrscheinlich erst im April erreichen.

Zeit ist von entscheidender Bedeutung, denn Ausdauer hat nur noch ein Erdenjahr, um den Zeitplan einzuhalten, um die Liste der Hauptaufgaben zu erfüllen: zum Delta gelangen, dort Proben sammeln, über den Kraterrand fahren, um sie irgendwo abzuholen. Der Rover verfolgt derzeit seine Schritte in Richtung seines Landeplatzes: Er wird unterwegs ein weiteres Paar Kerne von Moaz sammeln und dann das Dünengebiet umkreisen, um das Delta zu erreichen. Perseverance arbeitet viel schneller als die frühere NASA-Raumsonde Curiosity, die seit ihrer Landung im Jahr 2012 den Krater Gale erkundet. „Wir müssen in Bewegung bleiben“, sagt Boussac.

Obwohl der Betrieb größtenteils reibungslos verlief, gab es einige kleine Fehler, zusammen mit dem anfänglichen gescheiterten Versuch, einen felsigen Kern zu sammeln. Im Dezember fiel beim Graben etwas Kies und blockierte einige der Mechanismen in der Probennahmeausrüstung des Rovers. Die Ingenieure schafften es schließlich, durchzuhalten und den Kies zu schütteln, um das Problem zu lösen. Laut Jose Antonio Rodriguez Manfredi, leitender Ermittler für das Wetterinstrument des Rovers am Zentrum für Astrobiologie in Madrid, sind in den letzten Wochen starke Winde, Staub und kleine Kieselsteine ​​in die vielen Windsensoren des Rovers eingedrungen und haben sie beschädigt.

Der kleine Helikopter namens Ingenuity, der Begleiter der Ausdauer, operiert weiter. Die Forscher planen fünf Flüge über einen Zeitraum von 30 Tagen. Aber bisher hat es 19 Fahrten gemacht und mehr als 3,8 Kilometer zurückgelegt. Es ist derzeit vor der Sonde stationiert und wird, wenn es weiterhin dort bleibt, verwendet, um die Routen zu erkunden, die der Rover nehmen könnte, sobald er das Jezero-Delta erreicht, um weitere Kerne zu sammeln.

„Die Delta-Proben werden erstaunlich sein“, sagt Boussack. „Ich kann es kaum erwarten. Ich kann es wirklich kaum erwarten.“