Fél kilót nyom és 10 milliárd dollárba kerül, mi az?
Akár 11 milliárd dollárba is kerülhet az amerikai és európai űrügynökségeknek egy maroknyi marsi kőzetminta Földre juttatása – állítja egy a NASA által felkért független vizsgálóbizottság szeptemberben közölt jelentése, ami számos ponton kritizálta az amerikai űrügynökség terveit, de a marsi minták visszahozatalát tudományosan megalapozottnak és az Egyesült Államok szempontjából kulcsfontosságúnak ítélte.
Az Orlando Figueroa, a NASA marskutatási programjáért a 2000-es években felelős mérnök által vezetett szakértői csoport (Independent Review Board) 2023 májusában alakult, és vizsgálatához számos NASA-n belüli és független szakértővel folytatott egyeztetést. Az űrhivatal a következő hónapokban reagál majd a vizsgálat eredményeire, és 2024 közepén dönt a projekt jövőjéről.
A marsi minta-visszahozatal 2021-ben kezdődött, miután az űrügynökség eddigi legfejlettebb marsjárója, a Perseverance landolt a bolygón. Az űreszköz azóta több tucat kőzetmintát gyűjtött a Jezero-kráterben, amit a 2030-as évek elején két további szonda segítségével hoznának vissza a Földre. Az első egy amerikai minta-visszahozó leszállóegység (Sample Retrieval Lander, SRL) és az arra szerelt marsi indító rakéta (Mars Ascent Vehicle, MAV), a második pedig az európai keringőegység (Earth Return Orbiter, ERO), ami a mintákat Mars körüli pályáról a Földre juttatná. Ezt a folyamatot, amiről korábban részletesen írtunk, tökéletesen bemutatja a NASA tavaly kiadott videója:
Brutális költségek és technikai problémák
A vizsgálóbizottság azt állítja, hogy a marsi minta-visszahozatal a kezdetektől irreális költségvetéssel és ütemtervvel dolgozik. Ezt jól illusztrálja, hogy mennyire messze van egymástól a NASA jelenlegi 5,6 milliárd dolláros költségbecslése (korábban ez 3,3 milliárd volt), és a két új szondára vonatkozó 2028-as indítási terve a független szakemberek által reálisnak tartott számoktól. Figueroa és kollégái szerint a teljes program valójában 8-9,6 milliárd dollárba kerül majd, feltéve, hogy nem változtatnak a terveken és mind a leszállóegység, mind a mintákat hazahozó keringőegység el tud indulni 2030-ban.
Az alternatív forgatókönyvek költsége, amik további csúszásokkal vagy módosításokkal számolnak, akár 10,9 milliárd dollárra is rúghat. Ennyi pénzből fel lehetne bocsátani még egy James Webb űrtávcsövet, lehetne építeni egy újabb Nagy Hadronütköztető (LHC) részecskegyorsítót, vagy az amerikai haditengerészet rendelhetne még egy Gerald Ford osztályú nukleáris meghajtású repülőgéphordozót.
Az egész projekt eleve hatalmas technológiai kihívás, hiszen soha korábban nem indított el az emberiség egy másik bolygóról egy rakétát, pláne nem kapta el egy másik szondával annak rakományát és hozta azt vissza a Földre. Ha ez még nem lenne elég, azt is biztosítani kell, hogy marsi anyagok semmiképpen se kerülhessenek ki a földi környezetbe.
A vizsgálat szerint a pályára állított mintatároló koncepciója még nem elég kiforrott, miközben a projekt rengeteg más komponense ettől függ, és az sem világos, hogy miként kapja majd el azt a Mars körüli pályán a keringőegység. Emellett azt is igazolni kell, hogy a tároló jelenleg elgondolt, ultraibolya sugárzással (UV) történő külső sterilizálása valóban képes minden potenciális marsi mikroorganizmust vagy egyéb biológiai ágenst elpusztítani, még akkor is, ha minimális arra az esély, hogy jelenleg léteznek ilyenek a felszín közelében.
Azt sem tartják helyesnek, hogy a NASA nem kommunikálja megfelelően a tudományos közösség, a kongresszus és általában az amerikai adófizetők felé, hogy mennyire fontos a projekt tudományos és stratégiai szempontból. Az űrügynökségnek emellett a bolygókutató közösség és korábbi vezető szakemberek jogos aggodalmaira is reagálnia kellene – ők a többi küldetést féltik a projekt által elszipkázott erőforrásoktól.
További aggasztó pont lehet a Perseverance-ért és a minta-visszahozatal nagy részéért felelős Jet Propulsion Laboratory (JPL) intézet túlterheltsége, amiről tavaly írtunk. Ennek eddig két szonda látta kárát: a Psyche, ami egy fémben gazdag kisbolygót látogat majd meg, és indítását idén októberre csúsztatták, valamint a VERITAS Vénusz szonda, ami emiatt három évet is késhet. A JPL-nek ráadásul egy másik kiemelt küldetést, a 2024-ben a Jupiter Europa holdjához induló Europa Clippert is le kell bonyolítania.
A Perseverance legalább jól dolgozik
A vizsgálóbizottság lát azért pozitív jeleket is, az alapos tervezés 2020-as megkezdése óta jelentős előrelépések történtek a covidjárvány és nemzetközi környezet ellenére, a koncepciótervek fejlettsége pedig egy „világszínvonalú csapat meggyőző erejű elkötelezettségéről tanúskodik.” Emellett azt találták, hogy a Perseverance munkáját irányító kutatócsoport fantasztikus munkát végzett, és sikeresen begyűjöttek nagy tudományos értékkel bíró mintákat.
A Perseverance 2021 februári landolása után arról írtunk, hogy a kutatók két helyszínt tartanak különösen ígéretesnek ősi életnyomok keresésére a Jezero-kráterben: az egykor a Neretva Vallisban folyó víz által hátrahagyott deltatorkolat üledékes rétegeit, ahol kőzetek agyagásványai a területen koncentrálódó szerves molekulákat rejthetnek, valamint a kráter szélén található karbonátos kőzeteket, amik az azt egykor kitöltő ősi tó partján rakódhattak le. Ezek képesek lehettek mikrobiális fosszíliák megőrzésére, ha több milliárd évvel ezelőtt létezett a bolygón élet.
Miután hónapokig vizsgálta a kráteraljzatot, ahol egykor lakható környezetre talált bizonyítékokat, a szonda 2022 áprilisában érkezett meg a deltához. Itt a következő hónapokban annak alsóbb rétegeiből vett kőzetmintákat. Idén februárban aztán 10 darab mintatárolót helyezett el a felszínen egy „Three Forksnak” nevezett területen. A tartalékként szolgáló mintadepóba 8 kőzetmintát rakott a marsjáró, amiknek ugyanazokból a kőzetekből vett „másolatai” továbbra is rajta utaznak. 2023 nagy részét a delta tetején töltötte a Perseverance, ahol rekonstruálta, hogyan áramlott a területen egykor a víz, és az ősi folyó által a kráteren kívülről odahordott köveket és sziklákat tanulmányozott. Az eddig összesen 21 mintát begyűjtő Perseverance két héttel ezelőtt érkezett meg a karbonátos réteghez, és már meg is kezdte annak vizsgálatát.
A vizsgálóbizottság hasznosnak találta a mintadepó létrehozását. Ugyanakkor úgy vélik, hogy a jelenleg marsjárón utazó és a jövőben a karbonátos rétegben, valamint a kráter szélén gyűjtendő minták összességében sokkal értékesebbek lesznek tudományos szempontból, különösen ha földönkívüli ősi életnyomok azonosításáról van szó.
Ez viszont újabb problémát szül: azonosítani kell egy olyan leszállóhelyet, valószínűleg a Jezero-kráteren kívül, ahol a mintavisszahozó leszállóegység landolhat, és a Perseverance el tudja juttatni hozzá a mintáit. A jelenlegi tervek 32 darab, egyenként 15-16 gramm anyagot tartalmazó mintatároló Földre juttatásáról szólnak. A körülbelül 500 grammnyi anyag kétszer lenne több, mint amit a NASA OSIRIS-REx kutatói a Bennuról vasárnap visszahozott mintákból remélnek.
Miért ér ez mégis meg közel 10 milliárd dollárt?
A szakemberek hét fő érvet soroltak fel a marsi minta-visszahozatal mellett, amik egy része tudományos, technológiai, valamint az Egyesült Államok űrkutatásban betöltött vezető szerepének megőrzését célozza. A projektet két korábbi átfogó javaslatcsomagban (decadal survey) is vezető prioritásnak jelölték az amerikai bolygókutatók, és az a vizsgálóbizottság szerint a marskutatás következő kritikus lépése, miután az elmúlt négy évtizedben amerikai és európai szondák, köztük a Perseverance olyan területeket találtak a bolygón, ahol egykor létezhetett élet.
Elemzésük megismétli a terv mellett szóló legfontosabb tudományos érvet: a minták földi laboratóriumokban csúcstechnológiás és nagy érzékenységű műszerekkel történő vizsgálata egy sor alapvető kérdésre adhat választ, ami lehetetlen lenne robotszondák által a bolygóra szállított műszerekkel. Ezek közé tartozik, hogy létezett-e élet a Marson, és ha igen, mikor, valamint az is, hogy miként vált a Földre egykor leginkább hasonlító naprendszerbeli bolygó mára egy lakhatatlan világgá. A kutatók arra is emlékeztetnek, hogy az Apollo-11 küldetés űrhajósai által 1969-ben gyűjtött holdi kőzetminták vezettek ahhoz a paradigmához, hogy a Naprendszer korai szakaszában a belső bolygókat intenzív kisbolygó- és üstökösbombázás érte.
A marsi minták, mint állítják, hasonlóan forradalmasíthatják a belső naprendszerről meglévő tudásunkat, csak egy, a Földitől távolabbi nézőpontból. Ezen túl a Földre hozataluk folyamata hasznos tapasztalatokkal szolgál majd az Egyesült Államok „Holdtól a Marsig” stratégiájához, mert feltárja majd, hogy pontosan milyen környezeti körülményekkel kell számolni, bizonyítaná a Földet potenciális biológiai veszélyektől megóvó bolygóvédelmi intézkedéseket, és demonstrálna egy, a bolygó felszínéről történő kilövést.
Kína nyer, ha nem csináljuk meg
A szakemberek szerint a projekt garantálná az Egyesült Államok űrkutatásban betöltött vezető szerepe és az ezzel járó globális „soft power” megtartását. További szempontként említik, hogy Kína már bejelentette saját marsi mintavisszahozó küldetését, a Tienven-3-at, amit 2028-2030 között indítanának. A jelentés szerint ezek a tervek „kihívást jelentenek az Egyesült Államok marskutatásban betöltött technológiai, mérnöki és tudományos vezető szerepének”.
Annak fényében, hogy Kína „globális elsőbbségre törekszik”, fontosnak tartják, hogy a NASA megfelelően kommunikálja, mennyire fontos lenne a minta-visszahozatal tudományos és technológiai szempontból. Az ezeken a pontokon a hidegháborús űrverseny hangulatát idéző jelentésben azt is írják, hogy bár Kína is hasonló ütemtervvel számol a marsi minták visszajuttatására, annak „hiányzik a tudományos alapossága”. Ezzel szemben a NASA és az ESA projektje gondosan kiválogatott mintákat hozna vissza, amiket a nemzetközi marskutató közösség a legértékesebbnek talált.
A kínai űrügynökséghez (CNSA) képest, ami először 2021-ben küldött sikeresen szondát a Marshoz, a NASA a marskutatás veteránja. Az első Mars mellett elrepülő szonda (Mariner–4), az első marsi keringőegység (Mariner–9) és az első leszállóegység (Viking–1) is amerikai volt. Eközben tagadhatatlanul szép teljesítmény, hogy Kína elsőre pályára állított egy szondát a bolygó körül, második országként sikerrel landolt a felszínén, majd Csu-zsung marsjárója közel egy évig barangolt a Utopia Planitia síkságon, mielőtt megfagyott.
Azt, hogy a kínai minta-visszahozatal szélesebb körben aggasztja a NASA szakembereit, jól jelzi Allen Chen, a JPL űrmérnökének szeptember 26-án X-re (korábban Twitter) írt posztja. A Perseverance landolási rendszeréért felelős szakember szerint „ha feladjuk a marsi minta-visszahozatalt, azzal átadjuk Kínának marskutatás vezetőjének szerepét”.
Chen azt állítja, hogy a JPL teljesen eltökélt a program mellett, és ha most megvágják a finanszírozást, azzal az Egyesült Államok akár el is veszítheti a Marson történő landolás képességét, mert ezt az intézetben dolgozó mérnökök megtartása garantálja. A mérnök egy válaszában arra is kitért, reméli, hogy „mások is annyira komolyan veszik a földi környezet védelmét, mint [ők]”, amit nem nehéz arra tett utalásként értelmezni, hogy a kínai tervek ebből a szempontból kevésbé szigorúak.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
Kapcsolódó cikkek
A 3,3 milliárd dolláros kérdés: mivel hozzuk haza a Marsról a Perseverance begyűjtött mintáit?
Évekkel csúszik a Vénusz felfedezése, mert túlterhelt a NASA legfontosabb kutatóintézete
