Vi lever i spennende tider med romutforskning, ettersom en av menneskehetens mest ambisiøse ideer er i ferd med å bli en realitet. Siden februar 2021 har Perseverance-roveren utforsket Mars, analysert steiner og søkt etter tegn på liv. Perseverance borer inn i Mars-overflaten for å lagre små prøver i hermetisk forseglede beholdere (fig. 1), og forbereder dem for retur til Jorden. Disse prøvene vil muliggjøre studier av Mars’ geologiske og potensielle biologiske historie på måter som tidligere var utenkelige.
Å forstå Mars er avgjørende fordi den deler likheter med Jorden, men likevel forblir veldig annerledes. Ved å studere Mars kan vi få innsikt i vår egen planets utvikling. For eksempel, hvis Mars og Jorden ble dannet av de samme materialene, hvorfor ser de så forskjellige ut i dag? Hva skjedde med Mars’ overflatevann og magnetfelt? Hvis tidlig Mars liknet den tidlige Jorden, dannet det seg liv der også? Under hvilke forhold kan livet trives?
Hvorfor trenger vi returnerte prøver fra Mars når vi allerede har data fra orbitere og rovere? Oppdragene gjennomført av orbitere og rovere har revolusjonert vår forståelse av Mars, og avdekket bevis på eldgammelt vann, vulkaner og potensielle leveområder for liv.
Derimot er de begrenset av de forenklede instrumentene som kan sendes til verdensrommet. Noen ganger er det nødvendig med høy presisjon, for eksempel for å oppdage kjemiske elementer i ppm-konsentrasjoner (dvs. bare 1 g av et grunnstoff spredt i 1 tonn stein!), som kan avsløre en steins opprinnelse eller tegn på liv (fig. 2).
Kreditt: Feltbilder fra Island. Meteoritteksempel er NWA 7034. Bilder av rovere fra NASA/JPL/Caltech.
Utfordringene som ble møtt av fjernmåling er tydelige fra Viking-lander-eksperimentene i 1975. Viking samlet jord fra Mars og utførte en test for eksistensen av potensielt liv, men på grunn av lavt atmosfærisk trykk på Mars, må analytisk teknikk ha vært avhengig av pyrolyse. Vikings tester antydet opprinnelig mikrobiell metabolisme i Mars’ jord, men påfølgende eksperimenter oppdaget ikke organiske molekyler, noe som førte til debatt.
Flere tiår senere innså forskerne at organiske molekyler kunne ha blitt ødelagt under pyrolyse av perkloratene som var tilstede i Mars-jorden, noe som kompliserte resultatene (fig. 3). Perklorater er sterkt oksiderende kjemikalier, vanligvis til stede på Mars, men de er ikke veldig vanlige i miljøer på Jorden. Derfor ble det ikke vurdert i første omgang, før mer kunnskap om Mars har blitt generert.
Meteoritter fra Mars tilbyr en annen kilde til informasjon. Det er mer enn 200 forskjellige meteoritter som kommer fra Mars og de avslører historier om vulkanisme, vann og tilstedeværelse av organisk karbon. Imidlertid kommer disse bergartene fra tilfeldige steder på Mars, og til tross for anstrengelser kan vi utvilsomt ikke identifisere hver på Mars de faktisk kommer! Uten kontekst, er det utfordrende å tolke. (fig. 2).
Videre gjennomgikk meteoritter betydelige endringer under utstøting og romreiser fulle av kosmisk stråling, noe som gjorde det vanskelig å bestemme deres potensial for å være vertskap for liv. Ytterligere vitenskapelig fremgang kan bare gjøres på uberørte prøver hentet direkte fra Mars.
Når Perseverance fullfører oppdraget sitt og alle prøvene er samlet og lagret, vil et fremtidig oppdrag bli sendt (1) for å hente prøvene. Oppdraget vil utplassere en lander (2 og 3) for å samle de hurtigbufrede prøvene (4) og sende dem i bane rundt Mars (5). I den store finalen av oppdragene vil et romfartøy møte prøvene i Mars-bane (6), fange dem og begynne reisen tilbake til Jorden (7).
Planen er å ta med de Perseverance prøvene til Jorden innen 2033. Et helt tiår er nødvendig til forberedelser fordi dette oppdraget er teknologisk utfordrende. For å sikre at prøvene ikke utgjør noen fare for Jorden, må strenge protokoller og detaljerte planer for prøvemottak følges (fig. 4). Og dessuten, for å maksimere prøvenes vitenskapelige potensial, er det nødvendig med omfattende analytiske forberedelser og testing.
For å unngå de samme feilene som Viking (sannsynligvis?) har gjort, må vi forutse og teste mulige problemer. For eksempel er det avgjørende å sikre at teknologien vår ikke skader prøvene. Den beste måten å sikre at vi ikke skader små detaljer, er å utføre alle protokoller og analyser på erstatningsstein som ligner på i viktige aspekter de vi forventer å ta med tilbake fra Mars. Hva som anses som viktig avhenger av spørsmålet vi stiller, og ingen enkelt stein er en perfekt analog.
Likevel har NASA og ESA allerede begynt å identifisere og samle jordanaloger som ligner på bergarter fra Mars. Denne samlingen er satt sammen og forvaltet av Universitetet i Oslo hvorfra bergartene vil bli distribuert til laboratorier over hele verden.
Disse analogene vil hjelpe forskere med å utvikle protokoller i en kontrollert setting og trene personell. De vil forberede oss på et av de mest spennende vitenskapelige eventyrene i vår tid.
Jeg takker Trine Sannesmoen, Annique van der Boon og Stephanie Werner (UiO) for norskspråklige redigeringer.
Agata Krzesińska er en geolog og planetarisk vitenskapsforsker på Universitetet i Oslo. Hun studerer meteoritter og terrestriske analoger for Mars. Hun er involvert i arbeider av vitenskapelige samfunn som tar sikte på å forberede Mars Sample Return og designe Sample Receiving Facility.
Dette er hennes bidrag til formidlingskonkurransen 2024.
