Paghahanap sa Atmospera ng Mars – Ang Pag-unawa sa mga Nakaraang Pangyayari ay Susi sa Pagsasakatuparan ng Kolonisasyon

Ang pagsisiyasat sa kalawakan ay isang trilyong-dolyar na pagkakataon. Ayon sa mga pagtatantiya ng McKinsey, ang pandaigdigang ekonomiya ng kalawakan ay aabot sa $1.8 trilyon pagsapit ng 2035 (kasama ang implasyon), tumaas mula $630 bilyon noong 2023. 

Isa sa mga tampok na nagtutulak sa mga mamumuhunan na sumali sa paglalakbay sa kalawakan ay ang kolonisasyon ng Mars. Ang pagtaas ng kaalaman at datos pang-agham tungkol sa Mars at sa pag-uugali nito ay nagdala ng mas maraming pag-aaral na nakatuon sa posibleng konstruksyon sa Mars. Ngunit bago tayo sumisid nang mas malalim sa pinakabagong pananaliksik tungkol sa pag-unawa sa Mars, magbigay muna tayo ng maikling pangkalahatang-ideya kung paano umunlad ang mga misyon sa Mars sa paglipas ng panahon. 

Maikling Kasaysayan ng Mahahalagang Misyon sa Mars

Higit sa limang dekada na ang nakalilipas, noong 1965, dumating ang Mariner 4 ng NASA sa Mars at nagpadala ng 21 na larawan ng planeta pabalik sa Earth. Anim na taon pagkatapos, noong 1971, nakumpleto ng Mars 3 lander ng USSR ang isang malambot na paglapag sa Mars. Sa parehong taon, natuklasan ng Mariner 9 ng NASA ang mga bulkan at Valles Marineris, at habang kumukuha ng libu-libong larawan, ito ay nagpadala rin pabalik mula sa orbit ng Mars.

Pinagmulan: NASA

Noong 1976, dumating ang Viking 1 at Viking 2 sa Mars at nagpadala ng kanilang mga lander sa ibabaw. Habang ang bawat sasakyang pangkalawakan ay maaaring ligtas na magbalik ng mga taon ng datos, hindi nila napatunayan ang pag-iral ng mga mikroorganismo sa Mars. 

Pagkatapos ng 1976, tumagal ng higit sa dalawang dekada bago makamit ang isang makabuluhang tagumpay sa Misyon sa Mars. Noong 1997, dumating ang Pathfinder lander at Sojourner rover ng NASA sa ibabaw ng Mars. 

Pinagmulan: Research Gate

Noong 2001, nagsimula ang Mars Odyssey ng NASA. Hanggang ngayon, ito ay isa sa pinakamahalagang pagsisikap na nakatuon sa Mars na may higit sa dalawang dekada ng pagpapadala ng datos mula sa pulang planeta patungo sa Earth. 

Ang mga paglalakbay patungong Mars ay hindi nanatiling limitado sa pagsisikap ng United States. Maraming ibang bansa ang sumali sa landas sa mga sumunod na taon. Halimbawa, noong 2014, dumating ang Orbiter mission ng India sa Mars. Noong 2021, ang unang interplanetary mission ng UAE, ang Hope Orbiter, ay dumating sa Mars. Noong 2021, ang mission ng China na Tianwen-1 ay dumating sa orbit. Tatlong buwan pagkatapos, nagtagumpay ang China sa pagpapadala ng lander at rover. 

Sa kasalukuyan, maraming bansa at kumpanya ang aktibong nakikibahagi sa kani-kanilang mga misyon upang mas makilala ang Mars. Ang mga kilalang institusyong pananaliksik ay ginagawa rin ang kanilang makakaya. Isa sa mga ito ay ang misyon na isinagawa ng MIT, kung saan ipinapakita ng kanilang pinakabagong pag-aaral na ang nawawalang atmospera ng Mars ay maaaring hindi talaga ‘nawawala.’ Maaaring ito ay nagtatago sa harap ng ating mga mata. 

I-click dito upang matutunan kung paano magpapahintulot ang pagkain sa kalawakan na pakainin natin ang susunod na alon ng mga pioneer ng sangkatauhan.

Ang Misteryo sa Likod ng ‘Nawawalang Atmospera’ ng Mars

Sa mahigpit na terminong siyentipiko, ang pag-aaral, na inilathala nina Joshua Murray at Oliver Jagoutz, ay tinantiya ang mga epekto ng ultramafic alteration sa carbon cycle ng maagang Mars.

Kinuwenta nila ang kapasidad ng mga luwad na Noachian-age upang mag-imbak ng organikong carbon. Ang kanilang mga kalkulasyon, na ang numerikal na bahagi ay titingnan natin mamaya, ay maaaring makatulong sa pagtantiya ng dami ng imbakan na gagamitin bilang pinagmumulan ng enerhiya para sa pangmatagalang mga misyon. Ipinakita rin ng mga resulta ng pag-aaral ang kontrol ng mga reaksyon ng tubig at bato sa pag-unlad ng atmospera ng mga planeta. 

Bagaman maaaring tunog napaka-siyentipiko para sa karaniwang tao upang maunawaan, ang iminungkahi ng mga siyentipiko sa kanilang pag-aaral ay na ang malaking bahagi ng nawawalang atmospera ng Mars ay maaaring nakapaloob sa crust na may mga luwad. Sa karagdagang pagpapaliwanag sa pinagmulan ng penomenon, binigyang-diin ng mga siyentipiko ang posibilidad na ang tubig, habang naroroon pa sa planeta, ay dumadaloy sa ilang uri ng bato at nag-uudyok ng mabagal na kadena ng mga reaksyon na unti-unting humihila ng carbon dioxide mula sa atmospera at nagko-convert nito sa methane. 

Ang methane ay anyo ng carbon na maaaring manatiling nakaimbak nang napakatagal sa ibabaw ng luwad ng planeta. Ang pinaka-kapaki-pakinabang na kinalabasan ng pananaliksik na ito para sa komunidad ng siyentipiko na interesado sa Mars ay ang posibilidad na ang nakapong carbon ng Martian ay maibabalik at ma-convert sa propellant na magpapaandar sa mga susunod na misyon sa pagitan ng Mars at Earth.

Ayon kay Oliver Jagoutz, may-akda ng pag-aaral at propesor ng heolohiya sa Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) ng MIT:

“Ang methane na ito ay maaaring naroroon pa at marahil magagamit bilang pinagmumulan ng enerhiya sa Mars sa hinaharap.”

Ang Kahalagahan ng Pag-alam sa Kasaysayan ng Planeta

Bagaman ang pananaliksik at mga natuklasan nito ay may malaking potensyal para sa ating hinaharap, hindi sana naabot ang tagumpay ng mga siyentipiko kung hindi nila pinag-aralan ang kasaysayan at komposisyon ng planeta. 

Ang mga pagsisikap na tuklasin ang kasaysayang ito ay nagdulot ng ilang mahahalagang pananaw. Halimbawa, ang ilang remote measurements ng ibabaw ng Mars ay nagmumungkahi na kahit na bahagi ng crust ng planeta ay naglalaman ng ultramafic igneous rocks. Ang proseso ng pagbuo ng mga batong ito ay kahalintulad ng nagdulot ng produksyon ng smectites sa Earth. 

Ang Smectite – isang uri ng mineral na luwad sa ibabaw – ay kilala bilang napakaepektibong patibong para sa carbon. Ang isang butil ng smectite ay may napakaraming pagbaluktot kung saan maaaring manatili ang carbon nang hindi naaantala sa loob ng bilyong taon.

Ang mga epekto ng ultramafic alteration sa Mars ay katulad. Ang mga luwad na Noachian-age na nabuo dahil sa alteration na ito ay maaaring mag-imbak ng organikong carbon. Hanggang 1.7 bar ng CO2 ay maaaring ma-absorb sa mga ibabaw ng luwad. Sa pagsasama ng abiotic methanogenesis sa pinakamahusay na pagtatantiya ng kasaysayan ng δ13C ng Mars, hinulaan ng mga siyentipiko ang isang imbakan na 0.6 hanggang 1.3 bar ng katumbas na CO2. 

Mas pinagnilayan pa ng mga siyentipiko ang penomenong ito ng ultramafic rocks. Sinuri nila ang posibilidad na ang tubig ay nagre-react sa malalim na ultramafic rocks ng Mars sa paraang magbubuo ng mga luwad na sumasaklaw sa ibabaw ngayon. Ang kanilang pananaliksik ay nagdala sa kanila sa paniniwala na ang bato ay mayaman sa mineral na olivine.

Mas lalo pa nilang sinuri ang mga posibilidad at potensyal ng mga olivine-rich na bato sa pag-imbak ng carbon, na nagdala sa kanila sa pag-claim na maaaring mag-react ang Olivine sa tubig na dumadaloy sa crust. Ang Olivine – isang mineral na mayaman sa reduced form ng bakal – ay maaaring kumapit sa Oxygen na nasa tubig, naglalabas ng hydrogen bilang resulta at bumubuo ng pulang oxidized iron, na nagbibigay ng kulay sa planeta.

Sa huli, ang libreng hydrogen mula sa tubig ay maaaring nagkombina sa carbon dioxide sa tubig upang bumuo ng methane. 

Ang gawain, na suportado nang bahagya ng National Science Foundation, ay maaaring magbago ng laro dahil ang mga siyentipikong kasangkot ay gumawa ng maraming makabuluhang pahayag. 

“Sa panahong ito sa kasaysayan ng Mars, iniisip naming ang CO2 ay nasa lahat ng sulok at siwang, at ang tubig na dumadaloy sa mga bato ay puno rin ng CO2.”

– Joshua Murray

Sa pagpapaliwanag ng kahalagahan ng pananaliksik, si Bruce Jakosky, propesor emeritus ng heolohiya sa University of Colorado at pangunahing imbestigador sa Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) mission, na nag-orbit at nag-aaral ng itaas na atmospera ng Mars mula 2014, ay nagsabi:

“Sinusuri nina Murray at Jagoutz ang kemikal na interaksyon ng mga bato sa atmospera bilang paraan ng pag-alis ng CO2. Sa mataas na dulo ng aming mga pagtatantiya kung gaano karaming weathering ang naganap, ito ay maaaring maging pangunahing proseso sa pag-alis ng CO2 mula sa maagang atmospera ng Mars.”

Sa buod, inukit ng pananaliksik ang kasaysayan ng pulang planeta upang maunawaan kung saan napunta ang CO2 mula sa maagang, mas makapal na atmospera. Ang tanong ay walang duda na mahalaga para sa pag-unawa sa atmospera ng Mars, ang klima nito, at ang kakayahang tirahan ng mga mikrobyo. 

Bukod sa mga institusyong pananaliksik, may mga kumpanya na interesado sa paggalugad sa Mars. Isa sa mga kumpanyang ito ay ang SpaceX (SPCX ). 

#1. SpaceX

Misyon ng Mars ng SpaceX ay may bisyon na magbukas ng daan upang gawing multi-planetary ang sangkatauhan. Si Elon Musk, ang kilalang tagapagtatag ng SpaceX, isang pandaigdigang tanyag na personalidad sa larangan ng pagsisiyasat sa kalawakan at higit pa, ay lubos na ambisyoso sa misyon ng kanyang kumpanya para sa Mars. 

“Gusto mong magising sa umaga at isipin na magiging maganda ang hinaharap – at iyan ang layunin ng isang sibilisasyong naglalakbay sa kalawakan. Ito ay tungkol sa paniniwala sa hinaharap at pag-iisip na ang hinaharap ay magiging mas maganda kaysa sa nakaraan. At wala akong maisip na mas kapanapanabik pa kaysa lumabas doon at maging kasama ng mga bituin.”

– Musk, habang inilalahad ang kanyang bisyon

Solusyon ng SpaceX sa Mars: Starship 

Ang Starship ay sasakyang pangkalawakan ng SpaceX at pinagsamang Super Heavy rocket. Ang kombinasyon ay nagsisilbing ganap na muling magagamit na sistema ng transportasyon na dinisenyo upang magdala ng parehong crew at karga patungo sa orbit ng Earth, sa Moon, sa Mars, at higit pa. Nakamit nito ang reputasyon bilang pinakamakapangyarihang launch vehicle sa buong mundo na kailanman nadebelop, na kayang magdala ng hanggang 150 metric tonelada na ganap na muling magagamit at 250 metric tonelada na hindi muling magagamit.

Ayon sa opisyal ng SpaceX, ito ay may anim na buwan upang makarating sa Mars at papasok sa atmospera ng Mars sa bilis na 7.5 kilometro kada segundo. Ito ay magpapabagal nang aerodynamiko. Kayang mag-refill sa orbit, na nagpapahintulot na magdala ng hanggang 100 tonelada patungo sa Mars.

Sa mataas na kakayahang muling magamit na nakapaloob dito, ang tanker ship ay may potensyal na pababain ang gastos ng misyon dahil ang pangunahing gastusin ay magiging gastos lamang ng Oxygen at Methane, isang murang usapin. 

Ang dahilan kung bakit interesado ang SpaceX sa Mars ay maraming dimensyon. Nakikita ng kumpanya ang Mars bilang isa sa pinakamalapit na tirahan na kapitbahay ng Earth na may sapat na sikat ng araw. Bagaman kinikilala nito ang lamig ng planeta, tiwala itong mapapainit ito. 

Gayunpaman, ayon sa pag-amin ni Musk, ang misyon patungong Mars ay nananatiling magastos. Ayon sa kanyang sariling post sa X mula sa unang kalahati ng buwang ito:

“Sa kasalukuyan, tumatantiya itong humigit-kumulang isang bilyong dolyar bawat tonelada ng kapaki-pakinabang na payload patungo sa ibabaw ng Mars. Kailangan itong mapababa sa $100k/ton upang makapagtayo ng isang self-sustaining na lungsod doon, kaya kailangang maging 10,000 beses na mas mahusay ang teknolohiya. Lubhang mahirap, ngunit hindi imposibleng gawin.”

Nakikipagtulungan ang SpaceX sa NASA. Noong Set. 26, 2024, iniimbita ng NASA ang publiko na makibahagi bilang virtual na bisita sa paglulunsad ng misyon ng ahensiya na SpaceX Crew-9 kung saan ang NASA astronaut na si Nick Hague, commander, at ang Roscosmos cosmonaut na si Aleksandr Gorbunov, mission specialist, ay sasakay sa isang SpaceX Dragon spacecraft, na ilulunsad hindi maaga sa 1:17 p.m. EDT sa Sabado, Set. 28, mula sa Space Launch Complex-40 sa Cape Canaveral Space Force Station sa Florida.

Itinuturing ang SpaceX bilang isa sa pinakaimportanteng at lihim na pribadong kumpanya na lumago mula sa hindi kumikitang $2 bilyong kita, ayon sa ulat, $9 bilyon para sa 2023 na may tinatayang $15 bilyon sa 2024 at $3 bilyong kinikita.

#2. Blue Origin

https://www.blueorigin.com/

Isa pang kumpanya na kilalang gumagana sa parehong merkado tulad ng SpaceX ay ang Blue Origin ni Jeff Bezos. Ito ay may misyon na ‘magbuo ng daan patungo sa kalawakan upang ang ating mga anak ay makapagbuo ng hinaharap.’

Itinatag na may bisyon na bigyan ng kakayahan ang milyun-milyong tao na manirahan at magtrabaho sa kalawakan para sa kapakinabangan ng Earth, ang Blue Origin ay naglalarawan ng hinaharap kung saan ang sangkatauhan ay maaaring gamitin ang walang hanggang mapagkukunan ng kalawakan at ilipat ang mapanganib na mga industriya sa labas ng ating planeta upang mapanatili ang Earth—ang ating asul na pinagmulan.  

Ang kumpanya ay hinati ang bisyon nito sa mga naaabot na bahagi ng misyon na kinabibilangan ng pagpapalawak ng access sa kalawakan sa pamamagitan ng muling magagamit na mga rocket. Nais nitong bumuo ng mga sasakyang pangkalawakan ng hinaharap na magiging walang iba kundi mga muling magagamit na launch vehicle at mga sistema sa kalawakan na ligtas, murang-gastos, at nagsisilbi sa pangangailangan ng lahat ng sibiko, komersyal, at depensang kliyente.

Ang kumpanya ay nagsasagawa ng flight testing ng New Shepard rocket at ng mga redundant safety system nito mula pa noong 2012. Nakapagdala na ito ng 22 sunod-sunod na matagumpay na misyon hanggang ngayon, kabilang ang tatlong matagumpay na escape test. Naniniwala ang kumpanya na ang operasyonal na muling magamit ay tanging paraan upang pababain ang gastos ng pag-access sa kalawakan, at ang parehong solusyon nito – ang New Shepard at New Glenn – ay dinisenyo mula pa sa simula na may muling magamit na layunin.

Makatwirang banggitin dito na ang NASA Launch Services Program (LSP) ay nag-award sa New Glenn ng kontratang Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE), bahagi ng NASA Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx) program, isang dual spacecraft mission upang pag-aralan ang magnetosphere ng Mars.

Ayon sa pinakahuling ulat, nakalikom ang Blue Origin ng $596.4M sa 8 rounds hanggang ngayon kung saan ang pinakabagong round ng pondo ay isang Grant – VII na nagkakahalaga ng $34.7M noong Hulyo 25, 2023.

Pangwakas na Kaisipan

Walang duda na ang mga pinaka-visionaryong lider ng negosyo sa mundo ay nag-eexplore ng Mars. Kasabay nito, ang mga pinakamahusay na institusyong pananaliksik at mga ahensya ng kalawakan mula sa maraming bansa ay kasali rin. Ang layunin ay magtatag ng ligtas, murang-gastos na ruta patungo sa Mars.

Gayunpaman, alam ng bawat stakeholder na ang tagumpay ay nakasalalay sa epektibong pag-unawa sa mga nakaraang pangyayari na naganap sa planeta. Ayon sa opisyal na pahayag ng NASA, ang ahensya, sa paglipas ng mga taon, ay ‘nagsagawa ng sistematikong pagsisikap upang matukoy ang maagang kasaysayan ng Mars at kung paano ito makakatulong sa atin na maunawaan ang pagbuo at pag-unlad ng mga tirahang mundo, kasama ang Earth.’

Gayunpaman, ang mga pagsisikap na ito ay mangangailangan ng mas maraming mapagkukunan, kapwa pinansyal at intelektwal. Halimbawa, ang Sample Return Programme na inilunsad ng NASA, na naghahanap ng mga makabagong disenyo upang ibalik ang mahahalagang sample mula sa Mars patungo sa Earth, ay isa sa pinakamalaking misyon na kailanman isinagawa ng NASA. Mayroon itong badyet na US$11 bilyon.

Ayon kay NASA Administrator Bill Nelson:

“Ang ligtas na paglapag at pagkolekta ng mga sample, paglulunsad ng rocket na may mga sample mula sa ibang planeta – na hindi pa nagagawa kailanman – at ligtas na pagdadala ng mga sample na higit sa 33 milyong milya pabalik sa Earth ay hindi maliit na gawain. Kailangan nating mag-isip nang labas sa kahon upang makahanap ng paraan na parehong abot-kaya at makakabalik ng mga sample sa makatwirang oras.”

Sa gitna ng lahat ng napakalaking misyon na isinasagawa, dapat ding alalahanin na ang alokasyon ng pondo para sa mga pansamantalang programa sa kalawakan ay maaaring magdulot ng kakulangan sa mapagkukunan sa mga pagsisikap na gawing sustainable ang ating planeta na Earth. Kailangan magkaroon ng balanse kung saan ang mga misyon sa kalawakan ay magdulot ng benepisyo para sa Earth at mga naninirahan dito, sa sibilisasyong pantao, sa kaharian ng hayop, at sa masaganang kalikasan na ating ginagalawan.