На этом изображении подсвеченным белыми светодиодами керн породы размером со школьный мелок в пробирке для образцов. После того как Персиверенс запечатает трубчатый контейнер воздух будет пойман в дополнительном пространстве этой трубки -- здесь оно видно в небольшом зазоре называемом «headspace» над камнем.
----------------
Учёные хотят узнать больше о марсианской атмосфере, которая в основном состоит из углекислого газа, но может также включать следовые количества других газов, которые могли присутствовать на планете с момента ее образования.
«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 NASA в Южной Калифорнии. «Это поможет нам понять, как развиваются климаты, отличные от нашего».
Ценность свободного пространства
Среди образцов, которые могут быть доставлены на Землю, есть одна трубка, заполненная исключительно газом, взятым на поверхности Марса как часть хранилища образцов . Но гораздо больше газа в коллекции марсохода находится в свободном пространстве образцов горных пород. Они уникальны, потому что газ будет взаимодействовать с горными породами внутри трубок в течение нескольких лет, прежде чем образцы можно будет открыть и проанализировать в лабораториях на Земле. То, что ученые из них почерпнут, даст представление о том, сколько водяного пара парит вблизи поверхности Марса, один из факторов, определяющих, почему лед образуется там, где он это делает на планете, и как водный цикл Марса развивался с течением времени.
Ученые также хотят лучше понять следовые газы в воздухе Марса. Наиболее интересным с научной точки зрения было бы обнаружение благородных газов (таких как неон, аргон и ксенон), которые настолько нереактивны, что они могли бы быть вокруг, неизменными в атмосфере, с момента образования миллиарды лет назад. Если их захватить, эти газы могли бы показать, была ли у Марса атмосфера. (У древнего Марса была гораздо более плотная атмосфера, чем сегодня, но ученые не уверены, была ли она там всегда или образовалась позже). Также есть большие вопросы о том, как древняя атмосфера планеты сравнивалась с ранней земной.
Кроме того, воздушная прослойка даст возможность оценить размер и токсичность частиц пыли — информация, которая поможет будущим астронавтам на Марсе.
«Образцы газа могут многое предложить ученым, изучающим Марс», — сказал Джастин Саймон, геохимик из Космического центра имени Джонсона в Хьюстоне, входящий в группу из более чем дюжины международных экспертов, которые помогают решать, какие образцы должен собрать марсоход. «Даже ученые, которые не изучают Марс, были бы заинтересованы, потому что это прольет свет на то, как формируются и развиваются планеты».
Образцы воздуха Аполлона
В 2021 году группа исследователей планет, включая ученых из НАСА, изучала воздух, привезенный с Луны в стальном контейнере астронавтами «Аполлона-17» около 50 лет назад.
«Люди думают, что Луна безвоздушна, но у нее очень разреженная атмосфера, которая со временем взаимодействует с лунными поверхностными породами», — сказал Саймон, изучающий различные планетарные образцы в Джонсоне. «Сюда входят инертные газы, вытекающие из недр Луны и собирающиеся на лунной поверхности».
Способ, которым команда Саймона извлекла газ для исследования, похож на то, что можно было бы сделать с образцами воздуха Perseverance. Сначала они поместили ранее неоткрытый контейнер в герметичную оболочку. Затем они проткнули сталь иглой, чтобы извлечь газ в холодную ловушку — по сути, U-образную трубу, которая простирается в жидкость, например, азот, с низкой температурой замерзания. Изменяя температуру жидкости, ученые захватили некоторые газы с более низкими температурами замерзания на дне холодной ловушки.
«В мире, возможно, есть 25 лабораторий, которые манипулируют газом таким образом», — сказал Саймон. Помимо использования для изучения происхождения планетарных материалов, этот подход может быть применен к газам из горячих источников и тем, которые выделяются из стен действующих вулканов, добавил он.
Конечно, эти источники обеспечивают гораздо больше газа, чем Perseverance имеет в своих трубках для образцов. Но если одна трубка не несет достаточно газа для конкретного эксперимента, ученые Марса могут объединить газы из нескольких трубок, чтобы получить более крупный совокупный образец — еще один способ, которым свободное пространство дает бонусную возможность для науки.
Подробнее о миссии
Ключевой целью миссии Perseverance на Марсе является астробиология , включая поиск признаков древней микробной жизни. Марсоход также характеризует геологию планеты и прошлый климат, что прокладывает путь для исследования Красной планеты человеком. JPL, которой для NASA управляет Caltech в Пасадене, Калифорния, построила и управляет работой марсохода Perseverance.
Комментарии 4