Rymden
Att finna Mars atmosfär – Att förstå tidigare händelser är nyckeln till att förverkliga kolonisation
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Rymdforskning är en triljondollarstor möjlighet. Enligt McKinsey-uppskattningar, den globala rymdindustrin kommer att vara $1.8 trillion år 2035 (justerat för inflation), upp från $630 billion år 2023.
En av de främsta drivkrafterna som får investerare att hoppa på rymdforskningståget är koloniseringen av Mars. Den ökade vetenskapliga kunskapen och data om Mars och dess beteende har lett till fler studier fokuserade på potentiell konstruktion på Mars. Men innan vi dyker djupare in i den senaste forskningen om att förstå Mars, låt oss ha en kort översikt över hur Marsuppdraget har utvecklats över tid.
En kort historia om viktiga Marsuppdrag
Mer än fem decennier sedan, år 1965, anlände NASA:s Mariner 4 till Mars och skickade 21 foton av planeten tillbaka till jorden. Sex år senare, år 1971, genomförde Sovjetunionens Mars 3-lander en mjuklandning på Mars. Samma år upptäckte NASA:s Mariner 9 vulkaner och Valles Marineris, och medan den fångade tusentals foton sände den dem så småningom tillbaka från Mars omloppsbana.
Källa: NASA
1976 anlände Viking 1 och Viking 2 till Mars och skickade sina landare till ytan. Medan varje farkost kunde säkert återvända år av data, de kunde inte bevisa förekomsten av mikroorganismer på Mars.
Efter 1976 tog det över två decennier att uppnå ett betydande genombrott i Marsuppdraget. Det var år 1997 som NASA:s Pathfinder-lander och Sojourner-rovern anlände till Mars yta.
Källa: Research Gate
2001 påbörjade NASA:s Mars Odyssey . Hittills har den varit ett av de mest betydelsefulla insatserna fokuserade på Mars med mer än två decennier av dataöverföring från den röda planeten till jorden.
Resor till Mars har inte förblivit begränsade till USA:s insatser. Många andra länder har anslutit sig till spåret under de efterföljande åren. Till exempel anlände Indiens Orbiter-uppdrag till Mars år 2014. År 2021 anlände Förenade Arabemiratens första interplanetära uppdrag, Hope Orbiter, till Mars. År 2021 anlände Kinas Tianwen-1-uppdrag i omloppsbana. Tre månader senare lyckades Kina med utrullningen av landaren och rovern.
I dagsläget är ett flertal länder och företag starkt engagerade i sina respektive uppdrag för att lära känna Mars bättre. Respekterade forskningsorganisationer gör också sitt bästa. En sådan är uppdraget som genomförts av MIT, vars senaste studie visar att Mars’ försvunna atmosfär kanske inte är ‘försvunnen’. Den kan gömma sig i klar sikt.
Mysteriet bakom Mars ‘försvunna atmosfär’
För att tala i strikt vetenskapliga termer, studien, publicerad av Joshua Murray och Oliver Jagoutz, kvantifierade effekterna av ultramafisk alteration på kolcykeln på den tidiga Mars.
De beräknade kapaciteten hos lerkor i Noachian-eran att lagra organisk kol. Deras beräkningar, den numeriska delen av vilka vi kommer att se senare, kan hjälpa att beräkna volymen av reservoaren som skulle användas som energikälla för långsiktiga uppdrag. Resultaten av studien illustrerade också hur vatten-bergreaktioner styr den atmosfäriska utvecklingen hos planeter.
Medan allt detta kan låta alltför vetenskapligt för den vanlige att förstå och begripa, vad forskarna föreslog genom sin studie var att en stor del av Mars’ försvunna atmosfär kan vara låst i planetens leriga skorpa. Vidare, när de utvecklade fenomenets ursprung, framhöll forskarna möjligheten att vatten, medan det fortfarande fanns på planeten, sipprade genom vissa bergarter och satte igång en långsam kedja av reaktioner som gradvis drog koldioxid ur atmosfären och omvandlade den till metan.
Metan var den form av kol som kunde förbli lagrad i miljarder år på planetens leriga yta. Den mest användbara slutsatsen av denna forskning för det vetenskapliga samfundet intresserat av Mars var möjligheten att detta lagrade martianska kol kan återvinnas och omvandlas till drivmedel för framtida uppdrag mellan Mars och Jorden.
Enligt studiens författare Oliver Jagoutz, professor i geologi vid MIT:s avdelning för jord-, atmosfär- och planetvetenskap (EAPS):
“Denna metan kan fortfarande finnas kvar och kanske till och med användas som energikälla på Mars i framtiden.”
Vikten av att känna planetens historia
Medan forskningen och dess resultat har stor potential för vår framtid, hade genombrottet inte kunnat uppnås av forskarna om de inte hade studerat planetens historia och sammansättning.
Ansträngningar att avslöja denna historia ledde till flera avgörande insikter. Till exempel indikerade vissa fjärrmätningar av Mars yta att åtminstone en del av planetens skorpa innehöll ultramafiska magmatiska bergarter. Bildningsprocessen för dessa bergarter liknade den som ledde till produktionen av smektiter på Jorden.
Smektit – en typ av ytliga lermineraler – är känt för att vara en mycket effektiv kolfångare. Ett enda smektitkorn har ett flertal veck för kol att sitta ostört i miljarder år.
Effekterna av ultramafisk alteration på Mars var liknande. De Noachian-lera som bildades genom denna alteration kunde lagra organisk kol. Upp till 1,7 bar CO₂ skulle plausibelt kunna absorberas på lerytor. Genom att kombinera abiotisk metangasbildning med de bästa uppskattningarna av Mars δ13C-historia förutspådde forskarna ett reservoar på 0,6 till 1,3 bar CO₂-ekvivalenter.
Forskarna grävde djupare i detta fenomen av ultramafiska bergarter. De utforskade möjligheten att vatten reagerade med Mars djupa ultramafiska bergarter på ett sätt som skulle producera leror som täcker ytan idag. Deras forskning ledde dem till att tro att berget var rikt på mineralet olivin.
De undersökte vidare möjligheterna och potentialen hos dessa olivinrika bergarter att lagra kol, vilket fick dem att hävda möjligheten att olivin reagerar med vatten som sipprar genom skorpan. Olivin – som är ett mineral rikt på en reducerad form av järn – kunde ha bundit sig till syret i vattnet, frigjort väte som resultat och bildat det röda oxiderade järnet, vilket ger planeten dess färg.
Slutligen skulle vattnets fria väte ha kombinerats med koldioxid i vattnet för att bilda metan.
Arbetet, delvis stödd av National Science Foundation, kan vara en spelväxlare då de involverade forskarna gjorde flera betydande påståenden.
“Vid den här tiden i Mars historia tror vi att CO₂ finns överallt, i varje vrå och skrymsle, och vatten som sipprar genom berget är också fullt av CO₂.”
– Joshua Murray
För att utveckla vikten av forskningen, Bruce Jakosky, professor emeritus i geologi vid University of Colorado och huvudutredare för Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN)-uppdraget, som har kretsat och studerat Mars övre atmosfär sedan 2014, hade följande att säga:
“Murray och Jagoutz undersöker den kemiska interaktionen mellan bergarter och atmosfären som ett sätt att avlägsna CO₂. I den övre delen av våra uppskattningar av hur mycket vittring som har inträffat kan detta vara en huvudprocess för att avlägsna CO₂ från Mars tidiga atmosfär.”
Sammanfattningsvis grävde forskningen i den röda planetens historia för att förstå var CO₂ tog vägen från en tidig, tjockare atmosfär. Frågan är utan tvekan grundläggande för att förstå Mars atmosfär, dess klimat och mikrobernas beboelighet.
Förutom forskningsinstitutionerna finns det företag som är intresserade av att utforska Mars. Ett sådant företag är SpaceX (SPCX ).
#1. SpaceX
Marsuppdraget från SpaceX arbetar med visionen att bana vägen för att göra mänskligheten flerplanetär. Elon Musk, den välkända grundaren av SpaceX, en globalt diskuterad figur inom rymdforskning och bortom, är enormt ambitiös med sitt företags Marsuppdrag.
“Du vill vakna på morgonen och tänka att framtiden kommer att bli fantastisk – och det är vad det innebär att vara en rymdfärdig civilisation. Det handlar om att tro på framtiden och tänka att framtiden kommer att bli bättre än det förflutna. Och jag kan inte tänka mig något mer spännande än att gå ut där och vara bland stjärnorna.”
– Musk, medan han beskriver sin vision
SpaceX Mars-lösning: Starship
Starship är SpaceX:s rymdfarkost och Super Heavy-raket kombinerade. Kombinationen är ett helt återanvändbart transportsystem designat för att transportera både besättning och last till jordens omloppsbana, månen, Mars och bortom. Den har fått rykte om sig att vara världens mest kraftfulla uppskjutningsfordon någonsin utvecklat, kapabel att bära upp till 150 metriska ton helt återanvändbart och 250 metriska ton engångs.
SpaceX:s officiella påstående är att den har sex månader till att nå Mars och kommer att gå in i Mars atmosfär med 7.5 kilometer per sekund. Den kommer att bromsas aerodynamiskt. Den kan fyllas på i omloppsbana, vilket möjliggör transport av upp till 100 ton till Mars.
Med hög återanvändningskapacitet inbyggd har tankfartyget potential att sänka kostnaden för uppdraget eftersom den primära kostnaden bara skulle vara för syre och metan, en lågt kostnadssak totalt sett.
Anledningen till att SpaceX är intresserat av Mars är mångfacetterad. Företaget ser Mars som en av jordens närmaste beboeliga grannar med rimligt solljus. Även om de erkänner planetens kyla, är de säkra på att kunna värma upp den.
Dock, enligt Musks eget erkännande, förblir Marsuppdraget en kostsam affär. Enligt hans egna X-inlägg från början av denna månad:
“Det kostar för närvarande omkring en miljard dollar per ton av användbar last till Mars yta. Det måste förbättras till 100 000 dollar per ton för att bygga en självförsörjande stad där, så teknologin måste vara 10 000 gånger bättre. Extremt svårt, men inte omöjligt.”
SpaceX samarbetar med NASA. Den 26 september 2024 bjöd NASA in allmänheten att delta som virtuella gäster i uppskjutningen av deras SpaceX Crew-9-uppdrag där NASA-astronauten Nick Hague, befälhavare, och Roscosmos kosmonauten Aleksandr Gorbunov, uppdragsspecialist, skulle gå ombord på ett SpaceX Dragon-farkost, med uppskattad uppskjutning tidigast kl. 13:17 EDT lördag 28 september från Space Launch Complex-40 vid Cape Canaveral Space Force Station i Florida.
SpaceX ses som ett av de mest avgörande och hemliga privata företagen som växte från en olönsam $2 miljard i intäkter till, enligt rapporter, $9 miljard för 2023 med en projicerad $15 miljard år 2024 och $3 miljard i vinst.
#2. Blue Origin
Ett annat företag som är känt för att verka i samma marknadsrum som SpaceX är Jeff Bezos’ Blue Origin. Det arbetar med uppdraget ‘att bygga en väg till rymden så våra barn kan bygga framtiden.’
Grundat med visionen att möjliggöra för miljontals människor att leva och arbeta i rymden för jordens bästa, föreställer sig Blue Origin en framtid där mänskligheten kan utnyttja rymdens obegränsade resurser och flytta de skadliga industrierna bort från vår planet för att bevara Jorden — vår blå planet.
Företaget har sin vision uppdelad i uppnåeliga uppdragskomponenter som inkluderar att öka tillgången till rymden genom återanvändbara raketer, Det vill utveckla framtida rymdfarkoster som enbart är återanvändbara uppskjutningsfordon och rymdsystem som är säkra, låga i kostnad, och betjänar behoven hos alla civila, kommersiella och militära kunder.
Företaget har testat sin New Shepard-rocket och dess redundanta säkerhetssystem sedan 2012. Det har genomfört 22 framgångsrika på varandra följande uppdrag hittills, inklusive tre lyckade nödutgångstester. Företaget tror att operativ återanvändning är det enda sättet att sänka kostnaden för rymdtillgång, och både deras lösningar – New Shepard och New Glenn – har designats med återanvändning i åtanke från början.
Det är värt att nämna här att NASA:s Launch Services Program (LSP) tilldelade New Glenn kontraktet för Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE), en del av NASA Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx)-programmet, ett dubbelt rymdfarkostuppdrag för att studera Mars magnetosfär.
Enligt de senaste tillgängliga rapporterna har Blue Origin samlat in $596.4M över 8 rundor hittills, där den senaste finansieringsrundan var ett bidrag – VII för $34.7M den 25 juli 2023.
Avslutande tankar
Det är utan tvekan så att världens mest visionära företagsledare utforskar Mars. Samtidigt är de bästa forskningsinstitutionerna och rymdbyråerna från många länder också involverade. Målet är att etablera en säker, kostnadseffektiv väg till Mars.
Dock är varje intressent väl medveten om att framgång beror på en effektiv förståelse av tidigare händelser som har inträffat på planeten. Enligt NASA:s officiella erkännande, har myndigheten under åren ‘engagerat sig i en systematisk insats för att fastställa den tidiga historien om Mars och hur den kan hjälpa oss att förstå bildandet och utvecklingen av beboeliga världar, inklusive Jorden.’
Dock skulle sådana insatser kräva mer resurser, både finansiella och intellektuella. Till exempel kommer Sample Return Programme som lanserats av NASA, som söker innovativa designer för att återföra värdefulla prover från Mars till Jorden, att bli ett av de mest komplexa uppdrag som NASA någonsin har genomfört. Det har en budget på US$11 miljard.
Enligt NASA-administratören Bill Nelson:
“Att säkert landa och samla in proverna, skjuta upp en raket med proverna från en annan planet – vilket aldrig har gjorts tidigare – och säkert transportera proverna mer än 33 miljoner mil tillbaka till Jorden är ingen liten uppgift. Vi måste tänka utanför ramarna för att hitta en väg framåt som både är prisvärd och returnerar proverna inom en rimlig tidsram.”
Med alla dessa gigantiska uppdrag på gång måste man också komma ihåg att resurstilldelning för osäkra rymdprogram också kan innebära en resursbrist i insatserna för att göra vår planet Jord hållbar. En balans måste uppnås där rymduppdrag innebär fördelar för jorden och dess invånare, den mänskliga civilisationen, djurriket och den rikliga naturen vi lever omgiven av.
