|
Ученых интересует воздух в марсианских пробирках
|
|
|
|
Ученые-атмосферисты приходят в еще больший восторг от каждого каменного керна, который марсоход NASA Perseverance запечатывает в свои титановые пробирки для отбора проб, которые собираются для последующей доставки на Землю в рамках кампании по возвращению образцов с Марса. На данный момент похищено двадцать четыре человека. Большинство из этих образцов состоят из кернов горных пород или реголита (обломков породы и пыли), которые могут дать важную информацию об истории планеты и о том, существовала ли микробная жизнь миллиарды лет назад. Но некоторые ученые не менее взволнованы перспективой изучения "свободного пространства", или воздуха в дополнительном пространстве вокруг каменистого материала, в трубах. Они хотят узнать больше об атмосфере Марса, которая состоит в основном из углекислого газа, но может также содержать незначительные количества других газов, которые, возможно, существовали с момента образования планеты. "Образцы воздуха с Марса расскажут нам не только о текущем климате и атмосфере, но и о том, как они менялись с течением времени", - сказала Брэнди Кэрриер, планетолог из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. "Это поможет нам понять, как развивается климат, отличный от нашего".
|
|
|
|
Среди образцов, которые можно было бы доставить на Землю, есть одна трубка, заполненная исключительно газом, осевшим на поверхности Марса в качестве части хранилища образцов. Но гораздо больше газа в коллекции марсохода находится в образцах горных пород. Они уникальны тем, что газ будет взаимодействовать с каменистым материалом внутри трубок в течение многих лет, прежде чем образцы смогут быть вскрыты и проанализированы в лабораториях на Земле. Полученные данные позволят ученым понять, сколько водяного пара находится вблизи поверхности Марса, что является одним из факторов, определяющих, почему лед образуется именно там, где он находится на планете, и как менялся круговорот воды на Марсе с течением времени. Ученые также хотят лучше понять содержание газов в воздухе на Марсе. Наиболее интересным с научной точки зрения было бы обнаружение инертных газов (таких как неон, аргон и ксенон), которые настолько не реагируют, что, возможно, находились в атмосфере в неизменном виде с момента ее образования миллиарды лет назад. Если эти газы будут обнаружены, то можно будет определить, была ли у Марса атмосфера изначально. (Атмосфера древнего Марса была гораздо плотнее, чем сегодня, но ученые не уверены, была ли она всегда или образовалась позже). Также остаются большие вопросы о том, насколько древняя атмосфера планеты отличалась от атмосферы ранней Земли.
|
|
|
Кроме того, "свободное пространство" даст возможность оценить размер и токсичность частиц пыли — информация, которая поможет будущим астронавтам на Марсе. "Образцы газа могут многое предложить марсианским ученым", - сказал Джастин Саймон, геохимик из Космического центра имени Джонсона НАСА в Хьюстоне, который входит в группу из более чем дюжины международных экспертов, помогающих решить, какие образцы следует собрать марсоходу. "Даже ученые, которые не изучают Марс, были бы заинтересованы, потому что это прольет свет на то, как формируются и эволюционируют планеты". В 2021 году группа исследователей планет, включая ученых из НАСА, изучила воздух, привезенный с Луны в стальном контейнере астронавтами "Аполлона-17" около 50 лет назад. "Люди думают, что на Луне нет воздуха, но у нее очень разреженная атмосфера, которая со временем взаимодействует с породами лунной поверхности", - говорит Саймон, который изучает различные образцы планет в университете Джонсона. - Это включает в себя инертные газы, выходящие из недр Луны и скапливающиеся на лунной поверхности.
|
|
|
|
Способ, которым команда Саймона извлекла газ для исследования, аналогичен тому, что можно было бы сделать с образцами воздуха Perseverance. Сначала они поместили ранее закрытый контейнер в герметичный корпус. Затем они проткнули сталь иглой, чтобы извлечь газ в холодную ловушку — по сути, U-образную трубу, которая проходит в жидкость, подобную азоту, с низкой температурой замерзания. Изменяя температуру жидкости, ученые улавливали некоторые газы с более низкой температурой замерзания на дне холодной ловушки. "В мире существует около 25 лабораторий, которые манипулируют газом подобным образом", - сказал Саймон. Помимо изучения происхождения планетарных материалов, этот подход может быть применен к газам из горячих источников и к газам, выбрасываемым из стен действующих вулканов, - добавил он. Конечно, в этих источниках содержится гораздо больше газа, чем в пробирках Perseverance. Но если в одной пробирке недостаточно газа для конкретного эксперимента, марсианские ученые могут объединить газы из нескольких пробирок, чтобы получить более объемный образец — еще один способ, с помощью которого "свободное пространство" открывает дополнительные возможности для науки.
|
|
|
|
Источник
|
