A fost o noapte magică, cea din 18 februarie 2021. Oamenii au reușit din nou să plaseze un nou rover pe suprafața Plantei Roșii. Misiunea care i-a fost încredințată este una foarte ambițioasă dar, pentru mine, momentul culminant al ei va veni abia peste vreo cinci ani. S-a vorbit mai puțin despre asta, dar roverul Perseverance este prima componentă a unui program mult mai ambițios. NASA și ESA și-au propus să aducă pe Terra eșantioane de sol marțian.
Nu pot să mă abțin. Înainte de a vă vorbi despre programul Mars Sample Return permiteți-mi să vă povestesc despre felul în care am trăit noaptea magică din 18 februarie… Ca de obicei, m-am pregătit atent. Am citit toate comunicatele NASA și, la momentul potrivit, m-am conectat la NASA Tv. De această dată am avut onoarea să fiu invitat de către Cristian Presură și Claudiu Tănăselia să comentăm on line, împreună cu dl Alexandru Mironov și mai mulți invitați, marele eveniment care se desfășura sub ochii noștri. Pe măsură ce discuția continua, m-au cuprins emoțiile și o oarecare neliniște. Nu eram obișnuit să urmăresc așa aceste momente. De obicei stăteam în fața monitorului, fără a fi conectat la vreo cameră web. Urmăream simultan atât NASA Tv, cât și SpaceFlightNow.com, unde, din minut în minut, găseam informații actualizate, pe care le postam pe pagina mea de FB. Acum, fiind în plină transmisie video on line, trebuia să mă controlez cu atenție, de parcă aș fi fost într-un studio de televiziune… Și asta mă încurca tare. Singur, în întunericul camerei mele, în fața monitorului, aveam obiceiul să țopăi din când în când, mai ales când se anunța parcurgerea cu succes ale diferitelor faze ale coborârii pe Marte. Și, foarte important, deschideam tradiționala mea șampanie muncitorească, atunci când roverul ajungea în siguranță pe suprafața marțiană.
Acum nu mai puteam face nimic din toate astea. Așa că mi-am prezentat scuzele de rigoare și am ieșit din discuția video on line. Acum da, mă puteam desfășura în liniște. Am postat repede pe FB evoluția coborârii, așa cum apărea pe SpaceFlightNow.com.
22:45: Mars Reconnaissance Orbiter a pornit sistemul radio Electra și a stabilit contactul cu roverul Perseverance. MRO va transmite în timp real către Pământ datele transmise de către Perseverance.
22:49: Roverul Perseverance a intrat în atmosfera marțiană și se îndreaptă către craterul Jezero.
A urmat catastrofa! A sunat telefonul! Un post de televiziune m-a sunat și m-a rugat să comentez în direct, împreuna cu dl Alexandru Mironov, coborârea pe Marte. Am acceptat fără să ezit prea mult. Nu de alta, dar, după știința mea, era pentru prima oară când un post de televiziune își întrerupea programul pentru a transmite un asemenea eveniment. (În 2012, asolizarea roverului Curiosity pe Marte nu a stârnit nici un interes.) Am început comentariul… Roverul se apropia de Marte… Tensiunea mea era maximă. Îmi venea să țopăi, dar m-am abținut. Apoi mi-am dat seama că vorbesc prin telefon, așa că, fără să fac zgomote, am început să sar ușurel prin cameră… A venit și momentul pe care îl așteptam. Roverul era în siguranță pe suprafața marțiană. Vă dați seama, era momentul să deschid șampania muncitorească. Nu puteam să fac asta, așa că, plin de nerăbdare, a trebuit să aștept până când am ieșit din transmisia în direct.
Dar ce frumoase au fost orele care au urmat! Primele imagini de pe Marte, chiar dacă erau la o rezoluție mică, erau de-a dreptul senzaționale. Am reluat de câteva ori și transmisia din timpul coborârii de la centrul de control al zborului de la JPL. Abia acum puteam să trăiesc cu adevărat bucuria evenimentului la care asistasem, abia acum puteam să gust din șampania mea muncitorească…. Îmi doresc să trăiesc cât mai multe momente de felul ăsta. Sperând că mi-ați iertat divagația, voi intra în tema articolului.
Puțină istorie
Pe 14 iulie 1965, sonda NASA Mariner 4 transmitea primele imagini ale planetei noastre. Deși neclare, după standardele de astăzi, ele dezvăluiau o planetă minunată. Eu așteptam să văd acolo canalele construite în vechime de către marțieni. Ele dispăruseră, dar, în schimb, puteam admira suprafața plantei presărată de cratere, unele vulcanice, altele rezultatul impacturilor cu meteoriți de diferite mărimi. Se vedeau și structuri ce păreau a fi albii secate ale unor fluvii, ceea ce oferea speranța întemeiată ca pe Marte să fi existat cândva, într-un trecut îndepărtat, forme de viață.
Abia în 1971, o dată cu intrarea pe orbita marțiană a sondei Mariner 9, aveam să obținem imagini de bună calitate a întregii suprafețe a Planetei Roșii, iar oamenii de știință au putut începe o analiză detaliată a geologiei planetare. Acum era foarte clar, pe Marte a curs, cândva, apă… Au urmat misiunile Viking 1 și 2. Modulul de coborâre Viking 1, a debarcat pe Marte în ziua de 20 iulie 1976, iar cel al lui Viking 2 pe 3 septembrie 1976. Ambele module de coborâre erau echipate cu laboratoare perfecționate, care, prin experimente, ar fi trebuit să ne răspundă la întrebarea: există viață pe Marte? La un moment dat răspunsul a fost foarte încurajator: da, pe Marte există viață! Din păcate, mai târziu, aveam să aflăm că, de fapt, aveam de-a face cu un răspuns neconcludent. Semnele de viață identificate de laboratoarele sondelor Viking erau rezultatul unei chimii a solului marțian, care inițial nu fuseseră luate în calcul.
De atunci încoace pe suprafața planetei Marte au coborât mai multe laboratoare, cu ajutorul cărora putem analiza in situ compoziția solului marțian. Unele erau mobile, cum erau cele de la bordul roverelor Spirit și Opportunity, care au ajuns pe suprafața planetei în 2004, și Curiosity, care a debarcat pe Marte în 2012. Altele au fost staționare, cum ar fi landerul Phoenix, care a asolizat în 2008. Toate aceste laboratoare ne-au ajutat să înțelegem mai bine structura solului marțian.
Din păcate, din motive evidente, ele nu pot efectua analize de detaliu, așa cum și-ar dori oamenii de știință. Ele lasă fără răspuns multe dintre întrebările pe care ni le punem. Ele nu ne pot răspunde clar la întrebarea care ne frământă: a existat viață pe Marte? Mai avem și acum viață pe planeta roșie?Pentru a avea răspuns la aceste întrebări trebuie să aducem acasă la noi, pe Terra, eșantioane de sol marțian. Din acest motiv NASA și ESA a lansat un program comun de aducre pe Pământ a unor eșantioane de sol marțian, numit Mars Sample Return (MRS). El se va desfășura în trei etape. Prima a început deja.
Colectarea eșantioanelor de sol marțian
În această etapă, rolul fundamental îl va avea roverul Curiosity. Înțelegeți acum de ce am fost atât de entuziasmat atunci când am aflat că el a debarcat cu succes și a demarat misiunea de cercetare a suprafeței marțiene.
Pe lângă activitățile de cercetare in situ a solului marțian, el va colecta eșantioane care vor fi trimise către Pământ, unde vor ajunge, sper, cu succes, în 2031. În interiorul roverului există depozitate 43 de tuburi în care vor fi depozitate eșantioane, mai bine zis, carote de roci marțiene. Recoltarea lor se va realiza cu ajutorul brațului robot al roverului, care este echipat cu o mică foreză. Atunci când oamenii de știință găsesc o zonă interesantă, foreza intră în funcțiune, pătrunde în roca marțiană și recoltează un eșantion care va avea o masă de până la 57 de grame și o lungime de circa 15 cm. În același timp, un alt braț robot, unul mult mai mic, numit și ”asistent de laborator” (lab assistant), pregătește tubul de stocare. În etapa următoare, eșantionul recoltat este transferat în tubul de stocare, după care, în interiorul roverului, tubul este sigilat.
Tuburile de stocare trebuie să îndeplinească o serie de condiții foarte stricte. Ele nu trebuie să fie contaminate în nici un fel cu materie organică sau materie vie de origine terestră. Din acest motiv ele au urmat, pe Pământ, un proces minuțios de curățare și sterilizare. Totuși, oricât de precauți ar fi inginerii, există riscuri de contaminare, atât pe Pământ, cât și pe suprafața marțiană. Ce contaminanți am avea pe Marte? Să nu uităm că pe timpul coborârii au fost folosite motoare rachetă cu hidrazină. Ea ar putea contamina tuburile. De asemenea, în interiorul roverului pot exista, în ciuda tuturor precauțiilor, urme de materie organică și gaze eliberate de unele dintre componentele sale. Din acest motiv oamenii de știință au decis să plaseze la bordul roverului încă cinci tuburi martor, identice cu tuburile de stocare, dar ele sunt preîncărcate cu o serie de materiale martor, care vor captura contaminanții despre care vă povesteam mai devreme.
Rând pe rând, tuburile martor vor fi deschise, în apropierea locului din care se colectează eșantioane de sol, după care vor parcurge același proces ca și tuburile de stocare, mai puțin etapa de introducere a carotei de rocă marțiană. Tuburile martor vor fi analizate în laboratoarele terestre și vor oferi informații despre eventualii contaminanți proveniți de pe Terra. După recoltarea eșantioanelor, o parte dintre ele vor fi depozitate pe suprafața marțiană, într-un loc care urmează a fi ales de către specialiști. Locația respectivă va fi bine documentată, atât cu imagini detaliate, cât și cu coordonatele exacte ale depozitului. Pentru orice eventualitate, în cazul în care roverul de căutare și colectare a eșantioanelor, realizat de către ESA, se va defecta, câteva tuburi cu roci marțiene vor rămâne la bordul lui Perseverance.
Eșantioanele vor aștepta câțiva ani, mai înainte de a începe lunga călătorie către laboratoarele pământenilor. Despre această călătorie vă voi povesti mai încolo, după ce vă voi arăta de ce a fost ales craterul Jezero ca țintă pentru roverul Perseverance.
Craterul Jezero
Craterul Jezero îl găsim pe Marte la coordonatele 18,2° N și 77,6° E. El a fost avut în vedere și pentru misiunile mai vechi ale NASA, dar fiind vorba despre un teren accidentat, au fost necesare dezvoltările tehnologice care au stat la baza roverului Perseverance.
Jezero este un crater de impact, cu diametrul de circa 45 km. În trecutul îndepărtat, în urmă cu 3,5 până la 3,9 miliarde de ani, el a adăpostit apă lichidă. Imaginile transmise de către sondele spațiale au arătat că aici a existat o deltă și mai multe lacuri. Era deci un loc propice pentru apariția formelor de viață marțiene. În 2019, datele transmise de către sonda Mars Reconnaissance Orbiter au arătat că în crater există depozite de siliciu hidratat, un mineral care, pe Pământ, poate păstra urme de forme de viață, cum ar fi mici cochilii sau microorganisme, care trăiesc în mediul acvatic.
Apa lichidă din craterul Jezero a fost prezentă suficient timp pentru apariția vieții? Răspunsul nu-l avem acum, va trebui să așteptăm analiza eșantioanelor de sol marțian. Totuși putem spera. În anul 2020, în revista online AGU Advances, doi cercetători de la Universitatea Stanford arătau că delta din craterul Jezero s-a format foarte rapid și că este posibil ca acolo să fi putut să apară forme de viață. Craterul Jezero este deci o țintă excelentă pentru a studia nu numai trecutul geologic al Planetei Roșii, cât și pentru a afla dacă pe Marte a existat, cândva, viață. Dar, pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să așteptăm finalizarea programului Mars Sample Return. Despre asta vă voi povesti în continuare.
Aducerea eșantioanelor pe Terra
Încă din secolul trecut s-au propus mai multe scenarii pentru aducerea pe Terra a eșantioanelor de roci marțiene. În cele din urmă, în toamna anului 2020, ESA și NASA au căzut de acord să colaboreze pentru a îndeplini acest obiectiv. Programul aprobat este foarte ambițios, impune termene de dezvoltare foarte strânse și va fi marcat de mai multe premiere mondiale.
În iulie 2026, un lansator american va trimite către Marte un vehicul de asolizare, numit Sample Retrieval Lander, la bordul căruia se vor afla o rachetă cu două trepte cu combustibil solid (Mars ascent Vehicle), realizată de NASA și un mic rover de căutare și colectare a eșantioanelor (Sample Fetch Rover), construit de ESA. Landerul va ajunge pe Marte în august 2028 și va asoliza în apropierea depozitului de eșantioane colectate de către roverul Perseverance. Așa cum vă imaginați deja, roverul ESA va porni în căutarea tuburilor cu eșantioane de roci. După colectarea lor, se va întoarce la lander și le va depozita într-o capsulă specială aflată la bordul rachetei care va pleca de pe Marte. După ce toate aceste operațiuni se vor fi încheiat, la momentul potrivit, racheta va decola și se va înscrie pe orbita marțiană.
Tot în 2026, în luna octombrie un lansator european de tip Ariane 6, versiunea 4, va trimite către Marte un vehicul spațial (Earth-Return Orbiter, ERO), care se va plasa pe orbita planetei în 2027 și va ajunge la orbita finală în iulie 2028. Acest vehicul, realizat de către Airbus, reprezintă o mare premieră tehnologică și de aceea cred că merită să vă dau câteva detalii suplimentare.
În primul rând, vehiculul spațial realizat de către Airbus va avea o propulsie mixtă: un motor ionic pentru zborul de croazieră și un motor chimic pentru înscrierea pe orbita marțiană. Descris cât se poate de simplu, în cazul motorului ionic pentru obținerea forței de tracțiune se folosesc ioni care sunt accelerați la viteze foarte mari, cu ajutorul unor câmpuri electrice foarte intense. Motorul ionic va fi repornit după înscrierea pe orbită în jurul planetei Marte, pentru ajungerea pe orbita circulară finală, la circa 400 km de suprafața planetei.
În al doilea rând, pentru a asigura energia electrică necesară funcționării motorului ionic, vehicul va fi echipat cu panouri solare uriașe, care vor avea o anvergură de 40 m și o suprafață de 144 de metri pătrați. Mai mari decât ele sunt numai panourile solare care echipează Stația Spațială Internațională.
În al treilea rând, vehiculul spațial realizat de către Airbus, va trebui să localizeze, să captureze capsula care conține eșantioanele (care nu este mai mare decât o minge de baschet) și să o introducă în capsula de reintrare. Având în vedere distanța dintre Pământ și Marte toate operațiunile se vor desfășura complet autonom. Ca și în cazul asolizării roverului Perseverance specialiștii de la centrul de control al zborului vor fi doar niște simpli spectatori, care vor primi cu o întârziere de câteva minute, informațiile care vor confirma reușita sau eșecul acestei etape a programului prin care se vor aduce pe Pământ eșantioane de sol marțian…
Mai apoi, dacă toate se vor termina cu bine, vehiculul spațial, împreună cu capsula de reintrare ce conține eșantioanele de sol marțian, va începe călătoria către casă, unde va ajunge în 2031.
Analiza eșantioanelor
În 2031, o dată cu sosirea pe Terra a celor circa 500 g de sol marțian, va începe una dintre cele mai mari aventuri științifice ale omenirii. Nu va fi deloc o treabă ușoară. Nu uitați, nu avem voie nici să ne lăsăm contaminați de eventualele forme de viață marțiană, nici să lăsăm ca prețioasele eșantioane să fie contaminate de mediul terestru. Probabil că studierea în laboratoare a eșantioanelor de sol marțian se va desfășura conform următorului scenariu.
Prima fază va consta în carantinarea eșantioanelor marțiene. Un vehicul, special echipat, care va respecta cele mai aspre condiții de protecție biologică, va recupera capsula venită de pe Marte, după care le va transporta către cel mai apropiat laborator care respecta condițiile BSL-4 (Biosafety Level 4). Aici vor fi inventariate eșantioanele și vor fi selectate câteva pentru a fi supuse unor teste biologice și toxicologice. Este foarte probabil ca aceste analize să fie efectuate în mai multe laboratoare care satisfac cele mai draconice specificații de protecție biologică. Teoretic, un an ar fi de ajuns pentru evaluarea riscurilor.
În a doua etapă vor fi implicate mai multe laboratoare, care vor primi eșantioane de sol marțian. Din acest moment vor demara analizele de detaliu, cu cele mai perfecționate instrumente existente în prezent. Aceste analize ne vor permite să înțelegem mai bine evoluția geologică a Planetei Roșii și ne vor ajuta să găsim dovezi pentru, ipotetica, viață din trecutul marțian. O parte din eșantioanele aduse de pe Marte vor fi stocate timp de cel puțin un deceniu, în așteptarea unor instrumente de analiză mult mai perfecționate decât în prezent.
Încheiere
Ne așteaptă ani frumoși în ceea ce privește explorarea marțiană. Sper să am ocazia să mai deschid niște șampanie muncitorească, pentru a serba noile succese. Și, vă rog să nu uitați, acesta este doar un prim pas. Urmează unul și mai important: umanitatea va lua în stăpânire planeta Marte.
