Nagyobb tempót diktálnának a Phoenixnek a Marson

Negyvenöt nap után a Phoenix elsődleges küldetésének feléhez érkezett, így itt az ideje, hogy a legfrissebb információk bemutatása előtt rövid mérleget vonjunk az eddigi munkáról. Az egyik legfontosabb feladat még mindig a vízjég biztos azonosítása, ahol a szonda már közel van a célhoz. Egyelőre semmit nem tudunk azonban az egykori életre utaló esetleges egyéb anyagokról, ezért a szakembereknek a jelenleginél gyorsabb tempóra kell sarkallniuk az űreszközt, mert aztán jön a kemény marsi tél.

A marsi élet lehetősége utáni kutatásból szerény formában Magyarország is kiveszi a részét. Ennek keretében a Collegium Budapest Institute for Advanced Study intézetben az Európai Űrügynökség (ESA) és a Magyar Űrkutatási Iroda támogatásával működik a Mars Asztrobiológia Kutatócsoport.

A biológust, csillagászt, vegyészt, fizikust, geográfust és geológust is tartalmazó team célja annak tanulmányozása, hogy a Mars sarkvidéki területein, a felszíni vagy felszínhez közeli térségben, néhány milliméteres mélységben előfordulhatnak-e egyszerű élőlények.

A kutatók szerint néhány megfigyelés az esetleges marsi biológiai aktivitás eredményeként értelmezhető. Horváth András űrkutató-csillagász csaknem egy évtizede figyelt fel a Mars déli sarkvidék térségében megjelenő furcsa alakzatokra, amelyeket sötét dűnefoltoknak (dark dune spots, DDSs) neveztek el.

A furcsa képződmények tavasszal tűnnek fel a dűnéket borító fagytakarón. A melegedéssel párhuzamosan egyre feltűnőbbé válnak, méretben és számban is növekednek. Az évszakosan visszatérő foltok a hőmérsékleti mérések alapján feltehetőleg a szén-dioxid eltűnése után a felszínen visszamaradó vízjéggel állnak kapcsolatban.

A kutatók közül Gánti Tibor biológus kidolgozott egy modellt (ún. DDS-MSO-hipotézis), amely a kérdéses foltokban esetlegesen előforduló élőlények élettevékenységét és a marsfelszíni változásokat együttesen, az eddigi megfigyelésekkel összhangban magyarázza. Eszerint a bolygó sarkvidékén ősszel először vékony vízjégréteg, majd a hőmérséklet további csökkenésével vastagabb széndioxid-jégtakaró fagy ki a felszínre. Tavasszal a besugárzástól melegedő felszínen a szén-dioxid szublimálni kezd. A napfény a homokdűnék szemcséit felmelegíti, amelyek felülete mentén elméletileg mikroszkopikus skálájú, vékony vízréteg is képződhet, amikor ehhez megfelelő a hőmérséklet. Ha a helyi dél környékén úgy melegszenek a szemcsék -20 Celsius-fok közelébe, hogy marad még közöttük vízjég, az ekkor előálló viszonyok közepette extrém környezeti viszonyokat elviselő földi élőlények talán már megélnének a vékony vízfilmben. Rendkívüli hideget toleráló életformákat az állandóan fagyott talajban (permafrost) és a sarkvidéken is találtak már bolygónkon. A DDS-MSO-modellhez kapcsolódó földi analógiáknak (baktériumkolóniáknak) Szathmáry Eörs biológus bukkant a nyomára az Anktarktiszon.

A kőzetek felszínét borító ún. kriptobiotikus kéreg fotója (balra) és mikroszkopikus képe (jobbra) (Pócs Tamás, COLBUD MAG)

Természetesen számos kritikus tényező befolyásolja a fenti lehetőséget. Az egyik kérdés, hogy a melegedés miatt gyorsan szublimáló vízjég eléri-e a megolvadáshoz szükséges hőmérsékletet, mielőtt teljesen elfogyna. Itt a fagyáspontot csökkentő anyagok, valamint az elszublimáló vízgőz diffúzióját lassító tömött szemcseszerkezet segíthet. Az élet szempontjából további kihívás az erős marfelszíni ultraibolya sugárzás. Utóbbi kivédésében 2-3 milliméter vastag kőzetréteg segíthet, amely már elég szigetelést biztosít - ugyanakkor elég napfényt enged be a fotoszintézishez.

Pócs Tamás mutatott rá, hogy a fentiek miatt kiemelten érdekes földi analógiát képez az ún. kriptobiotikus kéreg. Ez a kietlen földi tájakon alkotja néhol a kőzetek mállott felszíni rétegét. Benne 2-4 milliméter mélységig, a kőzetfelszín alatt is cyanobaktériumok élnek. Vékony fotószintetizáló életközösséget alkotnak, és kihasználják a szemcsék által biztosított védett környezetet - ezért bolygónk extrém sivatagos és hideg vidékein is előfordulnak.

A magyar elmélet és a Phoenix eredményei

Bár a fenti modell a Mars déli sarkvidékére készült, az északi féltekén landolt Phoenix is érdekes eredményekkel szolgálhat a kutatással kapcsolatban. Az eddigi megfigyelések alapján északon a helyi nyár idején vízjég a felszín közelében is előfordul, de a legfelső néhány centiméter vastag rétegben nincs, vagy nagyon kis koncentrációban van jelen.

A Mars Reconnaisance Orbiter (MRO) szonda elmúlt időszakban készült felvételei arra utalnak, hogy a fenti sötét foltokból folyásos morfológiájú képződmények indulnak ki, és mozognak közel méter/nap átlagsebességgel. Elképzelhető, hogy ezek a dűnéket alkotó szemcsék között szivárgó folyadéktól jönnek létre, és lefelé haladva olvasztják meg vagy szublimáltatják el a dűnék tetején lévő jeget, sötét sávot hagyva útjuk mentén.

Az MRO HiRISE kamerájának felvétele egy dűnefoltról és a belőle kiágazó, folyásnyomokra emlékeztető alakzatokról. A felvételen alulról süt a Nap (NASA/JPL/University of Arizona, COLBUD MAG)

A szemcséket esetleg beborító tavaszi, vékony vízrétegnek kedvez egy másik új modell is, amely szerint napjainkban a bolygó felszínén lévő szilárd szemcséken -80 Celsius-fok felett néhány molekulányi vastag H₂O-réteg található. Az itt lévő molekulák képesek mozogni, tehát bizonyos szempontból folyékonynak tekinthetők. Ezt nevezik adszorbeált vízfilmnek, amelynek néhány molekulája felett következik csak a szilárd vízjég. Itt a nagy kérdés, hogy ideális körülmények között kivastagodhat-e annyira ez a réteg, hogy az esetleges élőlények is felvehessenek vizet belőle.

A Phoenix eredményei alapján a jég eloszlására és közvetetten évszakos viselkedésére is következtetni lehet, ha annak nyoma a törmeléktakaróban megmaradt. A szonda leszállóhelyén télen a felszínre fagy ki kevés vízjég a légkörből, emellett a jég néhány centiméter mélyen a felszín alatt is előfordul. Egyelőre nem tudni, hogy a melegedő szemcsék között a vízjég ideális esetben folyékony formában is megjelenhet-e - a Phoenix eredményei talán közelebb visznek a kérdés megválaszolásához.

2018: mintahozatal a Marsról a Földre

Fantiáziarajz a marsi felszállásról

A vörös bolygó kutatásának fontos mérföldköve lesz a Marsról származó anyagminta Földre szállítása. Erre első körben emberek nélkül, robotokkal kerül majd sor. A tervek alapján nemzetközi összefogás keretében megvalósuló program 2018-ban indul, majd ezt követően csak öt évvel érkezik meg a minta bolygónkra.

A jelenlegi forgatókönyv szerint egy Atlas A hordozórakétán indul a rendszer első eleme, amely egy leszállóegységet és egy mintabegyűjtő rovert tartalmaz. A leszállást követően a rover sok helyről gyűjt érdekes mintákat, összesen közel 500 gramm mennyiségben, majd elhelyezi a felszállóegységben. Eközben 2019-ben egy újabb szonda startol a Mars felé, és áll bolygó körüli pályára. A felszínről felemelkedő egység az anyagot a keringő szondába juttatja, amely végül visszatér vele a Földre.

A visszatérés kiemelt része a küldetésnek, a leszállóegységet ugyanis annyira erősre kell megépíteni, hogy hiba esetén még az ejtőernyő kinyílása nélkül is épségben landolhasson (lehetséges, hogy eleve nem is lesz rajta ejtőernyő). A mintát maximálisan elszigetelve akarják tartani, hogy az semmilyen esetben ne érintkezhessen a földi környezettel. A becslések alapján ez lesz az eddigi legdrágább és leginkább összetett ember nélküli űrszondás küldetés.