Salah satu pencapaian besar misi Apollo adalah membawa pulang ratusan kilogram batu lunar. Batu dan debu ini telah dianalisis secara berterusan sejak angkasawan Apollo 11 pulang lebih dari 50 tahun yang lalu.
Dan mereka masih membuat penemuan.
Para saintis mempunyai sampel angin matahari Matahari, zarah dari ekor komet, beberapa gram dari asteroid, dan lebih banyak lagi akan datang.
Tetapi ada satu dunia, yang menjadi tumpuan kajian ilmiah, yang belum pernah mendapat sampel: Mars.
NASA dan Agensi Angkasa Eropah telah membuat rancangan untuk membawa pulang sampel dari Marikh selama beberapa dekad, dan sekarang, misi dapat terbang dalam beberapa tahun ke depan, akhirnya membawa sepotong rumah Planet Merah ke Bumi untuk kita pelajari secara langsung.
Sejarah Misi Pulangan Contoh
Penerokaan ruang angkasa berlaku secara berperingkat. Mula-mula anda mulakan dengan scouting flyby, di mana kapal angkasa bergerak dalam lintasan cepat melewati dunia, memberikan satu set gambar dan data awal. Fikirkan Voyager's Grand Tour melalui Sistem Suria, atau New Horizons yang mengunjungi Pluto.
Kemudian anda kembali dengan pengorbit, kapal angkasa yang dapat bertahan selama bertahun-tahun, mempelajari permukaan dunia dengan terperinci. Pertimbangkan kapal angkasa Cassini, yang mengorbit Saturnus 294 kali, mengambil lebih dari 450,000 gambar, dan mengubah pemahaman kita tentang Ringed Planet selamanya.
Kemudian datanglah pendarat dan penjelajah. Sudah tentu, contoh terbaik dari ini adalah Marikh, dengan Semangat dan Peluang, serta Rasa ingin tahu, yang bersama-sama telah menangkap beratus-ratus ribu gambar, menggerudi batu, dan menemui bukti air masa lalu di Marikh.
Kemudian datanglah contoh misi kembali. Ini adalah tahap yang hanya dicuba oleh beberapa agensi angkasa lepas.
Selain dari misi Apollo, kapal angkasa pertama yang membawa sampel dari angkasa ke Bumi adalah misi Luna Soviet. Pada tahun 1970, Luna 16 membawa pulang 101 gram regolith lunar, diikuti oleh Luna 20, dan Luna 24. Walaupun mereka membawa sebahagian kecil bahan yang dikembalikan oleh misi Apollo, ia berasal dari lokasi yang berlainan di Bulan.
Kapal angkasa seterusnya untuk mengembalikan sampel rumah adalah misi Kejadian NASA. Ia dilancarkan pada tahun 2001 untuk mengumpulkan sampel angin matahari Matahari, dan membawanya pulang ke Bumi.
Ia membuka pengumpul sampelnya pada 1 April 2004, dan kemudian kembali ke Bumi pada bulan September tahun yang sama. Malangnya, payung terjunnya tidak dapat dibuka dengan baik, dan kapal angkasa itu menghancurkan gurun Utah.
Walaupun sukar untuk mendarat, para saintis dapat mengambil sampel yang dapat digunakan, yang membantu mereka mengetahui bahawa Bumi mungkin terbentuk dari bahan nebula suria yang berbeza daripada Matahari.
Kemudian datang misi Stardust NASA, yang terbang melalui ekor Comet Wild 2 pada Januari 2004, dan kemudian mengembalikan kapsul pengumpulnya kembali ke Bumi dua tahun kemudian. Analisis zarah-zarah ini menunjukkan para saintis bahawa komet mengandungi zarah-zarah yang dikeluarkan dari Matahari sejak awal sejarahnya, dan mungkin mempunyai cara pembentukan yang berbeza daripada yang telah diramalkan oleh para astronom.
Misi pengembalian sampel terakhir adalah misi Hayabusa JAXA, mengatasi segala macam kesulitan, termasuk terkena suar suria secara langsung, dan kehilangan roda reaksi, dan kegagalan untuk menggunakan pendaratannya yang melompat. Tetapi luar biasa, pengawal misi dapat membawa kapal angkasa pulang, dengan membawa beberapa mikrogram bahan asteroid berharga.
Terdapat misi di luar sana sekarang: Hayabusa 2 dan OSIRIS-REx yang akan membawa lebih banyak sampel asteroid pulang ke rumah untuk belajar. JAXA bahkan merancang misi untuk mengembalikan sampel dari bulan Marikh.
Jadi bagaimana dengan contoh misi pulang ke Marikh itu sendiri?
Apa yang Boleh Kita Belajar dari Misi Pemulangan Contoh Mars?
Kami sebenarnya telah belajar sedikit tentang geologi dan atmosfer Mars kerana terdapat sebahagian daripada Planet Merah yang terdapat di Bumi. Mereka dihancurkan keluar dari Marikh oleh hentaman asteroid raksasa berjuta-juta tahun yang lalu, dan mereka melayang di angkasa lepas, akhirnya menyerang Bumi dan sangat selamat dari perjalanan melalui atmosfera.
Para saintis mempunyai kepingan Mars secara rawak, tetapi sekarang mereka menginginkan sampel pilihan mereka. Dan itu bermaksud menghantar contoh misi pulang secara langsung.
NASA sebenarnya telah merancang misi pengembalian sampel Mars sejak awal tahun 1970-an, bahkan sebelum pelancaran kapal angkasa Viking.
Matlamat misi kembali merangkumi pencarian kehidupan, bukan hanya kehidupan hari ini, tetapi kehidupan masa lalu, dan juga pendahulu kimia kehidupan.
Dengan mengembalikan sampel murni Mars kembali ke rumah, saintis dapat melakukan semua jenis eksperimen di regolith Martian, memaparkannya ke air, atmosfer yang lebih tebal dan nutrien untuk melihat apakah ada bakteria aktif. Percubaan ini dicuba dengan Viking, tetapi hasilnya tidak dapat disimpulkan dan ahli biologi planet masih mempertikaikannya.
Mereka dapat menganalisis sampel di bawah mikroskop yang kuat, mencari fosil mikroskopik, atau petunjuk lain ada kehidupan di sana.
Sebagai tambahan, para saintis dapat memahami sejarah permukaan Marikh, dan bagaimana ia dipengaruhi oleh air selama berjuta-juta tahun.
Sampel dapat dikembalikan dari beberapa tempat paling menarik, seperti endapan tasik, endapan di sekitar lubang hidrotermal, dan delta sungai kuno.
Mereka dapat membawa kembali sampel dari serangan meteorit dan kuno baru-baru ini, letusan gunung berapi, dan wilayah yang terdedah kepada angin untuk waktu yang lama.
Mereka juga dapat mempelajari sejarah jangka panjang Mars selama berbilion tahun, untuk mencuba dan memahami kapan perubahan besar planet terjadi untuk menjadikan planet ini begitu sejuk dan kering. Bilakah pengeboman asteroid berhenti?
Mereka bahkan dapat mengambil sampel potongan meteorit yang mengotori permukaan Marikh, mengambil sampel dunia lain pada masa yang sama.
Sampel ini akan dihantar pulang sebelum manusia pertama menjejakkan kaki ke permukaan Marikh. Kami sudah tahu ada bahan kimia beracun di regolith Martian, tetapi bagaimana dengan habuk yang keluar dari atmosfera? Adakah risiko jika angkasawan menghirupnya? Bagaimana dengan bahan yang lebih dalam di bawah permukaan?
Dengan mengkaji bahan ini, para saintis juga dapat memahami seberapa baik angkasawan dapat hidup di darat. Untuk menggunakan regolith untuk bahan binaan, dan menanam tanaman. Serta memecahnya secara kimia untuk pelbagai bahan mentah.
Adakah bahagian Marikh yang berlainan lebih berguna daripada yang lain?
Rancangan Misi Pengembalian Contoh Mars
Salah satu rancangan awal untuk misi pengembalian sampel ke Marikh disebut Koleksi Sampel untuk Penyiasatan Marikh (atau SCIM). Ini akan menjadi misi kelas pengakap yang agak murah yang akan terbang melalui atmosfer Mars dengan ketinggian 40 km, mengumpulkan habuk dan gas atmosfera.
Ini akan cukup tinggi sehingga kapal angkasa tidak akan ditangkap oleh Marikh. Kemudian ia akan mengembalikan sampel ke Bumi. Dengan mengkaji sampel-sampel ini, para saintis dapat memadankan sampel atmosfera dengan gas-gas yang terdapat di batu-batu Mars untuk memastikan ia berasal dari Planet Merah. Mereka dapat mempelajari debu Mars dari jarak dekat, anda tahu, debu yang dapat membentuk ribut di seluruh planet yang mampu mengakhiri misi rover, dan boleh menjadi risiko bagi angkasawan masa depan.
Cadangan itu dibuat pada tahun 2001, untuk misi yang akan terbang pada tahun 2007 dan mengembalikan sampel pada tahun 2010, tetapi tidak pernah berhasil.
Tetapi pada tahun 2009, NASA dan Agensi Angkasa Eropah mula membuat rancangan serius untuk membawa sepotong Mars pulang, secara resmi mengumumkan kerjasama mereka dalam misi.
Menjangka misi pengembalian sampel masa depan, kedua-dua NASA dan ESA telah membina rover mereka yang akan datang untuk menjadi tahap pertama dalam menghantar bahan pulang.
Semasa merangkak melintasi permukaan Planet Merah, rover Mars 2020 NASA akan mengumpulkan sampel yang menarik dan kemudian menjatuhkannya ke permukaan ketika berjalan. Rosalind Franklin ESA, yang juga akan dilancarkan pada tahun 2020, akan mengumpulkan dan menyimpan sampel dari permukaan Mars dalam tabung berukuran pen, yang akan siap diambil.
Contoh misi pengembalian akan mempunyai tiga bahagian.
Pertama, akan ada fetch rover yang bergerak pantas yang dibina oleh European Space Agency untuk mengumpulkan sampel untuk belajar. Kemudian kenderaan pendakian NASA yang akan memindahkan sampel ke orbit Mars. Dan akhirnya, misi mengorbit dari ESA yang akan mengambil sampel dan membawanya kembali ke Bumi.
Sample Fetch Rover ESA adalah kenderaan yang agak ringan, tidak lebih besar daripada sekitar 120 kilogram. Ia mesti dapat menempuh jarak 20-30 kilometer dengan jarak 200 meter sehari, secara automatik mengatasi bahaya yang menghalangnya. Sepanjang tempoh ini, ia akan mengambil puluhan sampel yang tersisa di permukaan menjelang Mars 2020 atau Rosalind Franklin, memilih 30 sampel yang paling menarik secara ilmiah untuk dihantar ke rumah.
Setelah beberapa bulan mengumpulkan sampel, Fetch Rover akan tiba di Mars Sample Retrieval Lander. Ini adalah kapal angkasa yang mempunyai banyak persamaan dengan penumpang Curiosity dan Mars 2020 NASA.
Ia akan menggunakan heatshell kemudian parasut ketika memasuki atmosfer Mars, akhirnya menurunkan roket pendakian ke permukaan Mars. Ia akan berada di Mars hingga 150 hari, menunggu sampel dari Fetch Rover.
Ketika sampel dimuat di atas kapal, Ascent Vehicle akan menembakkan motor roket hibrid atau padatnya, membawa sampel ke orbit ketinggian 350 km.
Kemudian ia akan dipintas oleh Earth Return Orbiter, membuat pertemuan berjuta-juta kilometer sepenuhnya dari Bumi. Ia kemudian akan menggunakan enjin ion elektrik-suria untuk membuat perjalanan panjang kembali ke Bumi.
Kemudian, pada 2030-an, saintis akan menggunakan kira-kira 500 gram bahan dari permukaan Marikh.
Pada awal tahun 2019, Gedung Putih memasukkan wang dalam anggaran yang dicadangkan mereka untuk misi Mars Sample Return, yang idealnya dapat dilancarkan pada tahun 2026. Walaupun misi seperti ini telah diusulkan berkali-kali sebelumnya, ini adalah pertama kalinya pendanaan sebenar mengetepikan. Ia memberi NASA $ 109 juta pada tahun 2020 untuk mengerjakan "aktiviti Mars masa depan" yang pada dasarnya merupakan misi misi kembali.
Jadi sekarang, setelah hampir 50 tahun merancang, misi pengembalian sampel yang serius ke Marikh sedang dijalankan.
Dapatkan Buletin E-mel Mingguan Saya:
Seminggu sekali saya mengumpulkan semua berita ruang angkasa saya ke dalam buletin e-mel tunggal dan menghantarnya. Ia mempunyai gambar, sorotan ringkas mengenai cerita, dan pautan sehingga anda dapat mengetahui lebih lanjut. Pergi ke universetoday.com/newsletter untuk mendaftar.
