Ting ændrer sig på Mars. I to årtier har NASA regelmæssigt lanceret missioner til planeten, idet de engagerer sig i en vedvarende indsats for robotudforskning. Disse missioner har afsløret tegn på vand, komplekse organiske forbindelser, vulkansk aktivitet og fristende antydninger til muligt liv - enten udryddet og forsvundet, eller måske lurer i planetens underjordiske verden til i dag.
Siden begyndelsen af det 21. århundrede har NASA med succes sendt otte rumfartøjer til Mars, til kredsløb eller til land uden fejl. Men når vi ser på fremtiden, en markant mangel på NASA-missioner til planeten bryder et mønster, der har vedvaret i årtier.
”Vi tager for givet denne utrolige tilstedeværelse, som NASA har haft i 20 år, og vi ser den visne væk, ” siger Casey Dreier, hovedadvokat og senior rumpolitisk rådgiver ved Planetary Society, en ngo, der er medstiftet af Carl Sagan i 1980 foresatte rumvidenskab og efterforskning.
På kort sigt vil det Martiske landskab ikke se nogen mangel på robotaktivitet. InSight-landeren rørte ved jordoverfladen i november sidste år. Bare i sidste uge annoncerede NASA, at Opportunity rover, der havde udforsket Mars i næsten 15 år, endelig er lukket for godt. Og når 2020-lanceringsvinduet for Mars-missioner nærmer sig, er landene over hele verden klar til interplanetære lanceringer - det mest rumfartøj, der flyver til Mars på samme tid i historien.
Efter 2020 er Mars-manifestet imidlertid synligt tynd. Uden en mission om at følge NASAs Mars 2020-rover, er der mange forskere, der undrer sig over, hvad der kommer næste i rekognosering af den mest tilgængelige og gæstfri verden ud over vores egen - en planet, som NASA planlægger at lande astronauter på i yderligere 20 korte år.
**********
Mars og Jorden justeres hver 26. måned for en ideel lancering til den røde planet, og ikke tilfældigt har NASA sendt et rumfartøj til Mars omkring hvert andet år siden 2000. Det næste lanceringsvindue åbnes i juli og august 2020, med rumfartøj forventes at ankomme til Mars omkring et halvt år senere.
I 2020 planlægger NASA at sende en flagskibsrover - en opgraderet version af nysgerrighed - til Mars 'overflade. Det europæiske rumfartsagentur (ESA) og Roscosmos planlægger også at sende en rover, der for nylig er opkaldt efter DNA-videnskabsmand Rosalind Franklin, til Mars næste år. Kina planlægger en orbiter og rover, Japan har en orbiter og lander i værkerne, og De Forenede Arabiske Emirater planlægger også sin første Mars-orbiter - alt i 2020. To flere rumfartøjer fra de indiske og japanske rumfartsbureauer er beregnet til at følge i henholdsvis 2022 og 2024.
Et selvportræt af NASA's Curiosity rover på nedre Mount Sharp. Det sammensatte billede kombinerer flere billeder taget af Curiosity's Mars Hand Lens Imager (MAHLI) den 5. august 2015, i løbet af den 1.065. Martiske dag eller sol af roverens arbejde på Mars. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Den mest ambitiøse af disse missioner er NASAs Mars 2020 (som vil modtage et officielt navn inden lanceringen). Mens roveren i 2020 stadig er under opførelse, har NASA taget et vigtigt skridt i retning af at tackle målene for missionen: valg af et landingssted. Jezero Crater, Mars 2020's fremtidige hjem, har et nu-tørt floddelta, hvor der menes, at dampe engang har strømmet ind i en stor søbund.
”Jezero krater har et par vigtige aspekter, der gør det meget attraktivt, ” siger Michael Meyer, NASAs forsker på Mars-efterforskning. ”Den ene er, at man kan se på det, og man ved, at det er et delta. Geomorfologien er temmelig indlysende. ”
Meyer siger, at bevis fra orbiters peger på fortidens flod strømmer ind i søbassinet og transporterer materialer fra hele planeten. Som et resultat, "har du en god samling mineraler der."
Det geologiske rige Jezero-krater gør den tørrede søbed til et ideelt sted til et af Mars 2020's primære mål: at cache prøver og deponere dem på overfladen til en fremtidig mission om at samle op og lancere tilbage til Jorden. Problemet er, at der i øjeblikket ikke findes nogen fremtidig mission for prøveudbytte - og for planetforskere er tanken om at samle prøver på Mars og forlade dem der på ubestemt tid simpelthen ubehagelig.
”Det vil begynde at cache prøver for at vende tilbage til Jorden, ” siger Dreier. ”Spørgsmålet er dog, om vi kommer til at hente dem.”
**********
Det er svært at overdrive værdien af planetariske prøver, der bringes tilbage til laboratorier på Jorden - og menneskeheden har aldrig returneret en prøve fra Mars. Sammenlignet med at bruge et rumfartøjs ombordinstrumenter, kan forskere måle prøver på jorden med meget højere præcision og afsløre så subtile ledetråde som isotopforhold, der kan give ”rygende pistol” bevis på liv.
Uden prøveeksempel, "finder du pulverforbrændinger, " siger Meyer. "Du finder ikke pistolen."
En prøveudkastmission har længe været et mål for planetariske videnskabsmænd og sporer dens officielle oprindelse tilbage til mindst en undersøgelse fra 2007 med titlen "En astrobiologi-strategi til udforskning af Mars."
”Den lagde op, hvad man skulle gøre for at finde ud af, om der var liv på Mars, ” siger Meyer. ”Det kom i det væsentlige ned til: Det næste trin er at gøre prøveudkast.”
For at indsamle de prøver, som Mars 2020 efterlader på overfladen af planeten, overvejer NASA flere missionplaner. Den førende idé er at bruge en lander med en lille “fetch rover” til at få fat i prøverne og derefter sprænge dem ind i Mars-bane, hvor et rumfartøj ville knagge dem og flyve hjem.
Prøveudkast er, "stort set inden for det videnskabelige samfund, et af de højest prioriterede videnskabelige mål, " siger Dreier.
Imidlertid træffes beslutningen om at finansiere en sådan mission, som Dreier siger sandsynligvis vil koste omkring $ 2 eller 3 milliarder dollars, af Kongressen, ikke NASA. Den nuværende Det Hvide Hus-administration, der har betydelig indflydelse på at forme NASAs retning, er fokuseret på menneskelig efterforskning af månen snarere end robotundersøgelse af Mars, selvom at sende astronauter til Mars er et erklæret langsigtet mål.
Inden for NASA siger Meyer imidlertid, at der er en vis treghed mod en prøveudkastmission - mest i form af gennemførlighedsundersøgelser. Optimistisk kunne rumfartsagenturet skyde efter lanceringsvinduet i 2026 for at bringe nogle af Mars's røde regolith tilbage.
Efter 2020, hvis NASA ikke forsøger en ny lancering til Mars indtil 2026, vil det være den længste kløft i rumfartsagenturets missioner til Mars siden en hiatus mellem 1975 og 1992.
**********
I det kommende årti kan NASA have et mere grundlæggende problem end at efterlade usamlede prøver på Mars's overflade. De primære telekommunikationsrelæer mellem Jorden og Mars, Mars Odyssey og Mars Reconnaissance Orbiter, er henholdsvis omkring 17 og 13 år gamle.
”Vi ved udmærket, at det er fjollet at banke på dem at være der 20 år fra nu, ” siger Meyer. ”Det er mere troværdigt at banke på, at de er der 10 år fra nu.”
Et forslag om et nyt rumskibsfart, der skal fungere som et kommunikationsforbindelse, kaldet Next Mars Orbiter, blev oprindeligt planlagt til en lancering i 2022. Imidlertid har de forskellige og konkurrerende behov for et nyt Mars-rumfartøj siden skrotet den oprindelige plan. Mange forskere ønsker at bruge den næste mission til Mars til prøveudkast, mens andre hævder behovet for et kommunikationsrelæ er mere øjeblikkeligt - og en tredje mulighed ville omdanne Next Mars Orbiter til en storstilet mission, der kunne gøre begge dele, en udsigt det ville kræve betydelige teknologiske fremskridt. I det hele taget synes Next Mars Orbiter (eller hvad det end bliver) usandsynligt at lancere før i slutningen af 2020'erne.
NASA har imidlertid en anden potentiel løsning. Fremtidige NASA-operationer kan løbe på missioner sendt af andre rumfartsbureauer. Institutioner over hele verden har Mars-ambitioner, fra lande som Indien og De Forenede Arabiske Emirater til private virksomheder som SpaceX.
Ved at samarbejde med internationale og private ruminstitutioner kunne NASA overkommelig sende CubeSats eller andet mindre rumfartøj. En sådan mission kunne i teorien fungere som en landmåler og videnskabsmission for et agentur, samtidig med at det fungerer som et kommunikationsrelæ for NASA.
”Vi er villige til at underholde en anden tilstand, ” siger Meyer. "I stedet for at købe et rumfartøj og få det til at gøre x, køber vi faktisk bare x og lader en anden finde ud af, hvad de skal gøre med det."
Mars 2020 udformer sig til at være et af de mest ambitiøse planetariske efterforskningsopgaver i historien, og det kunne give et hidtil uset billede af planetens historie, levedygtighed og levedygtighed for den fremtidige menneskelige efterforskning. Men roveren vil også indsamle uvurderlige prøver af marsmateriale, den ægte nøgle til at låse klodens fortid op - og i øjeblikket er der ingen der ved, hvordan vi vil hente dem.
