Een Mars Sample Return-campagne

[univers]

Een Mars Sample Return-campagne zou monsters van de Rode Planeet terug naar de aarde brengen voor onderzoek in de beste terrestrische laboratoria - maar de monsters kiezen en opslaan op Mars voor latere terugkeer is slechts een deel van de uitgebreide campagne die wordt gepland door de missieontwerpers en wetenschappers.



Een reeks missies die momenteel worden gepland, zal een nieuwe lat vormen voor de technologische prestaties van de mensheid, terwijl NASA en ESA proberen monsters terug te brengen van het oppervlak van Mars.

De campagne voorziet in drie lanceringen van de aarde en één van Mars, twee martian rovers en een autonome rendez-vous en een koppeling in de baan van Mars - meer dan 50 miljoen km verwijderd van grondbediening.


Jezero Crater buurt - 3D. Een deel van een krater (links) en ruw terrein buiten de krater op de grens tussen de Syrtis en Isidis-gebieden van Mars, ten zuiden van de landingsplaats voorzien voor NASA's Mars 2020-rover in Jezero Crater.
Gebruik de rood-blauwe stereo '3D' bril om optimaal van deze weergave te genieten. Het werd gemaakt van een stereopaar gemaakt door het Color and Stereo Surface Imaging System ( CaSSIS ) aan boord van de ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter op 29 december 2018. Het beeld is gecentreerd op 2073ºN / 79.27ºE en meet ongeveer 7 km op de korte zijde.

De Mars Sample Return-campagne is erop gericht om martian-materiaal terug te brengen van de Jezero-krater die ooit een meer had en een oude verduurzaamde rivierdelta bevat. De rotsen in het gebied hebben informatie over de lange en diverse geologische geschiedenis van Mars bewaard.

Bemonstering van Mars zal de mensheid toelaten om onze kennis van onze naburige planeet, haar geologie en klimaatgeschiedenis drastisch uit te breiden.

Nu technici in Europa en de VS voor de uitdaging staan, willen wetenschappers graag de eerste monsters van een andere planeet ontvangen en zijn ze al begonnen met het onderzoeken en voorbereiden van hoe ze het kostbare, gesteente, stof en gas zullen analyseren zodra de monsters naar de aarde zijn teruggekeerd.


Titel Mars monstercontainer. Deze bolvormige container is ontworpen voor de meest wetenschappelijk waardevolle lading die denkbaar is - monsters die zijn teruggebracht van de Rode Planeet. Met een gewicht van minder dan 5 kg is deze bol met een diameter van 23 cm ontworpen om martian-monsters in een onberispelijke staat te houden bij een temperatuur van -10 ° C gedurende hun lange reis terug naar de aarde. De hier getoonde container herbergt 11 afsluitbare recipiënten, waarvan er één gereserveerd is voor een monster van martian air. Eerst moet de monstercontainer op Mars worden geland, samen met een rover om een ​​cache van monsters op te halen die zorgvuldig zijn geselecteerd door een vorige missie, volgens het huidige missiescenario. Dan, eenmaal gevuld, wordt het terug naar de baan van Mars gelanceerd. Daar zal het een aantal dagen blijven totdat een rendezvous ruimtevaartuig zijn vangst op een autonome manier uitvoert. Om het proces van rendez-vous te vergemakkelijken, de monstercontainer is uitgerust met een radio-emitter en retroreflectoren voor laserbereiken van dichtbij. Alvorens terug te keren naar de aarde, zal de container worden ingesloten in een andere grotere bio-verzegelde container die zorgt voor een perfecte insluiting van teruggekeerd martiaal materiaal. Deze container wordt vervolgens naar de aarde teruggestuurd voor een re-entry met hoge snelheid.

Een belangrijke vraag is hoe de monsters kunnen worden geanalyseerd terwijl ze beide worden beschermd tegen besmetting door chemische handtekeningen van de aarde, en ook als ze in een veilige ingesloten omgeving worden bewaard.

Bij aankomst zullen de monsters in quarantaine gaan, net als de maanrotsen die op de Apollo- en Luna Moon-missies naar de aarde zijn teruggekeerd. Internationale richtlijnen voor planetaire bescherming worden herzien ter voorbereiding op martian-voorbeelden en krijgen een update om meer moderne technologie te integreren.

Quarantaine bevindt zich in een sample-ontvangende faciliteit, waar de samples al een schat aan informatie bieden voor wetenschappers nog voordat ze worden geopend. Elk martiestof dat de buitenzijde van de monsterbuisjes zou kunnen bedekken, kan worden geanalyseerd en niet-invasieve technieken zoals röntgenonderzoek kunnen worden uitgevoerd, zelfs bij ongeopende buizen.

Nadat de steekproevenbuizen zijn geopend, genereert een vooraf bepaalde reeks initiële metingen een gedetailleerde catalogus met informatie, waardoor gespecialiseerde wetenschappelijke onderzoeken specifieke delen van de monsters kunnen bereiken.


Artist's impression van ESA's Earth Return Orbiter die over Mars vliegt.
Het nemen van monsters van Mars is de logische volgende stap voor robotachtige verkenning en het zal meerdere missies vereisen die uitdagender en geavanceerder zullen zijn dan enige robotmissie. Resultaten in robotachtige verkenning van de afgelopen jaren hebben het vertrouwen in succes vergroot - meerdere lanceringen zijn nodig om monsters van Mars te leveren.
ESA werkt samen met de NASA aan onderzoeksmissieconcepten voor een internationale Mars Sample Return-campagne tussen 2020 en 2030.
Er zijn drie lanceringen nodig om te landen, monsters te verzamelen, op te slaan en te bezorgen en naar de aarde te brengen.
NASA's Mars 2020-missie zal het oppervlak verkennen en een reeks monsters in containers op strategische gebieden rigoureus documenteren en opslaan om later te worden opgehaald voor vlucht naar de aarde.
Twee volgende missies zijn gepland om deze volgende stap te bereiken.
Een NASA-lancering stuurt de Sample Retrieval Lander-missie om een ​​platform te landen nabij de Mars 2020-site. Vanaf hier gaat een kleine ESA-rover - de Sample Fetch Rover - op pad om de in de cache opgeslagen samples op te halen.
Als het eenmaal is verzameld in wat vergelijkbaar is met een interplanetaire schattenjacht, keert het terug naar het platform van de lander en laadt het in een grote grote bus op het Mars Ascent Vehicle (MAV). Dit voertuig voert de eerste lancering vanaf Mars uit en draagt ​​de container in de baan van Mars.
ESA's Earth Return Orbiter zal de volgende missie zijn, getimed om de basketbal-maat monstercontainer in een baan om Mars te vangen. De monsters worden in een biocontainmentsysteem verzegeld om besmetting van de aarde met niet-gesteriliseerd materiaal te voorkomen voordat ze in een capsule voor het binnenkomen van de aarde worden gebracht.
Het ruimtevaartuig keert dan terug naar de aarde, waar het de toegangscapsule voor de monsters vrijgeeft om in een gespecialiseerde behandelingsfaciliteit te belanden.
ESA en NASA verkennen de concepten voor deze missies, waarbij ESA de Sample Fetch Rover en Earth Return Orbiter beoordeelt. Deze zullen input leveren aan de raad van 2019 van ESA op ministerieel niveau, waar goedkeuring zal worden gevraagd voor de missies.

De monsterbuizen bevatten martian rocks, stof en atmosfeer", zegt Elliot Sefton-Nash, de MSR Study Scientist van ESA's Science Support Office, "hoewel het de bedoeling is om de buizen in een ingesloten en inerte omgeving te openen, voor een paar metingen die de klok tikt: bijvoorbeeld ingesloten gassen in het monstermateriaal kunnen zich vermengen met hun omgeving, wat de martian chemische handtekeningen die we willen meten kan veranderen. "

Het kiezen van de opdracht om de veelheid van metingen te verwerken die wetenschappers willen doen, is een hoofdpijn van interplanetaire proporties. De monsters moeten uiteindelijk worden gesteriliseerd volgens het protocol voor planetaire bescherming, waarvoor mogelijk warmte, straling of chemische processen nodig zijn. Maar de sterilisatieprocedure zelf zou sommige monsters van hun oorspronkelijke staat kunnen veranderen, wat betekent dat sommige 'sterilisatiegevoelige' onderzoeken moeten worden uitgevoerd binnen de omhulling voordat sterilisatie plaatsvindt.

Het goede nieuws is dat een recente publicatie van de Mars Sample Return Science Planning Group meldt dat ongeveer driekwart van alle metingen na sterilisatie kan worden bereikt.


Artist's impression van ESA's Earth Return Orbiter en Mars monstercontainer over de aarde.

Het ordenen van vervolgonderzoeken is belangrijk, omdat sommige metingen anderen zullen beïnvloeden. Sommigen moeten het monstermateriaal vernietigen om resultaten te krijgen, en niet alle metingen kunnen op alle monsters worden gedaan. Het laboratorium zelf kan een doorslaggevende factor zijn - het meten van koolstof vereist precies strenge controles op de hoeveelheid koolstof die in het laboratorium kan worden gebruikt, dus een volledig metalen laboratorium kan nodig zijn om geldige resultaten te krijgen. Aan de andere kant zou een metalen laboratorium monsters voor andere metingen besmetten, dus een zorgvuldige balans is nodig. Hoe je ervoor kunt zorgen dat de beste wetenschap wordt gedaan op de monsters in de beste laboratoria ter wereld - en in welke volgorde - is nog een puzzel.

Na ESA's Space19 + -raad, waar de toekomst en de reikwijdte van ESA's betrokkenheid bij de Mars Sample Return Campaign zal worden besloten, zullen de deelnemende instanties (momenteel NASA en ESA) in overleg met de wetenschappelijke en technologische gemeenschappen, de uitdaging van het beste verder oplossen. ontdekkingen doen met monsters die van Mars zijn teruggekeerd.

"Mars Sample Return zou een enorme vooruitgang betekenen voor de Mars-wetenschap en de verkenning van het zonnestelsel", concludeert Sanjay Vijendran, ESA's Mars Sample Return Campaign Coordinator. "De monsters zullen ons begrip van Mars, de geschiedenis van ons zonnestelsel fundamenteel verbeteren en ons helpen plannen te maken voor toekomstige verkenningsmissies."

http://www.esa.int/Our_Activities/Human ... _what_next