Войти
 Icebreaker Life будет основываться на посадочных устройствах Phoenix и InSight | |
| Тип миссии | Марсианский посадочный модуль |
|---|---|
| Оператор | НАСА |
| Миссия продолжительность | 90 солей |
| Характеристики космического корабля | |
| Автобус | На основе посадочных устройств Phoenix и InSight |
| Производитель | Lockheed Martin Space Systems |
| Стартовая масса | ~ 670 кг (1480 фунтов) |
| Посадочная масса | ~ 350 кг (770 фунтов) |
| Размеры | Развернутый : 6,0 × 1,56 × 1,0 м (19,7 × 5,1 × 3,3 фута) |
| Мощность | ~ 450 W, Солнечная батарея / NiH 2 батарея |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 2026 г. (предложено) |
| Марс посадочный модуль | |
| Место посадки | Между 60 ° N и 70 ° N. ( 68 ° 13'N 125 ° 42'W / 68,22 ° N 125,7 ° W / 68,22; -125.7 (Icebreaker Life) предложено - рядом с площадкой в Фениксе) |
Icebreaker Life - это концепция миссии посадочного модуля на Марс, предложенная для программы НАСА Discovery. В миссии задействован стационарный посадочный модуль, который будет почти копией успешных космических кораблей Phoenix и InSight 2008 года, но будет нести полезную нагрузку астробиологии, включая дрель. пробовать ледяной цементный грунт на северных равнинах для поиска биосигнатур нынешней или прошлой жизни на Марсе.
Научные цели Icebreaker Life сосредоточены на отборе образцов ледяного цементного грунта для его потенциал для сохранения и защиты биомолекул или биосигнатур.
Icebreaker Life не был выбран во время соревнований программы Discovery 2015 или 2019.
Миссия Icebreaker Life была разработана на основе успешного спускаемого аппарата Phoenix 2008 года с точки зрения платформы и северной посадочной площадки. Ледокол Life также будет на солнечной энергии и сможет вместить буровую установку и остальную полезную нагрузку с незначительными модификациями исходного посадочного модуля.
Если бы он был выбран для миссии программы Discovery 13, посадочный модуль был бы запущен не позднее декабря 2021 года. Посадочный модуль прибыл бы над северными равнинами Марса В 2022 году. Операций на поверхности хватит на 90 солей. Командование, контроль и ретрансляция данных построены по образцу миссии Феникс с ретрансляцией на орбитальные аппараты Марса и прямой на Землю в качестве резервной копии. Кристофер Маккей - главный следователь.
В 2010 году научная полезная нагрузка Icebreaker была предложена в качестве базовой научной полезной нагрузки для разработки совместной миссии NASA и SpaceX, теперь отмененной, которая называлась Red Dragon.
Миссия Mars Icebreaker Life направлена на достижение следующих научных целей:
Для дальнейшего развития текущее понимание обитаемости льда на северных равнинах и проведение прямых поисков Что касается органических веществ, миссия Mars Icebreaker Life направлена на достижение следующих научных целей:
Дубликат Образцы можно кэшировать в качестве цели для возможного возврата с помощью миссии по возврату образцов на Марс. Если было бы показано, что образцы содержат органические биосигнатуры, интерес к их возвращению на Землю был бы высоким.
Результаты предыдущих миссий, и, в частности, миссии Феникс, показывают, что ледяная цементная почва на северных полярных равнинах, вероятно, будет самым недавним обитаемым местом, которое в настоящее время известен на Марсе. Приповерхностный лед, вероятно, обеспечивал адекватную активность воды (aw) в периоды высокого наклона 5 миллионов лет назад, когда Марс имел наклон орбиты 45 ° по сравнению с нынешним значением 25 °, а грунтовый лед мог иметь расплавились достаточно, чтобы сохранить органические молекулы, включая органические биосигнатуры.
Два спускаемых аппарата «Викинг» провели в 1976 году первые и пока единственные поиски современной жизни на Марсе. Биологические эксперименты были направлены на обнаружение живых организмов на основе гипотезы о том, что микробная жизнь будет широко присутствовать в почвах, как и на Земле, и что она будет реагировать на питательные вещества, добавленные жидкой водой. Биологические эксперименты Viking успешно прошли на обоих спускаемых аппаратах, с прибором, показавшим признаки активного бактериального метаболизма, но этого не произошло с дублированным образцом, подвергнутым термообработке.
Другие инструменты дали отрицательные результаты на наличие органических соединений. Результаты миссии «Викинг», касающиеся жизни, в лучшем случае рассматриваются широким экспертным сообществом как неубедительные. Ученые пришли к выводу, что неоднозначные результаты могли быть вызваны окислителем в почве. Прибор для органического анализа на Phoenix (TEGA ) также не работал из-за присутствия окислителя в почве, но этот спускаемый аппарат смог идентифицировать его: перхлорат. Прибор SAM (Анализ проб на Марсе ), который в настоящее время используется на борту марсохода Curiosity Марсианской научной лаборатории, имеет три возможности, которые должны позволить ему обнаруживать органические вещества, несмотря на помехи от перхлората.
Нулевой результат установил бы, что земной жизни, вероятно, нет в грунтовом льду, возможно, наиболее обитаемой среде, известной в настоящее время на Марсе, подразумевая, что земная жизнь вообще отсутствует на Марсе. Это снизит риск биологической опасности во время исследования человеком или возврата образцов. Однако это не исключает жизни, у которой нет земных биомаркеров.
Одной из ключевых целей миссии Icebreaker Life является проверка гипотезы о том, что ледяная почва в полярных регионах имеет значительные концентрации органика за счет защиты льдом от окислителей и излучения. Небиологические органические вещества от падающих метеоритов могут быть обнаружены в богатой льдом полярной земле в значительных концентрациях, поэтому их можно использовать в качестве индикаторов того, что лед действительно защищает и сохраняет органические молекулы, будь то биологические или нет.
Если будут обнаружены небиологические органические вещества, то северные полярные регионы станут неотразимыми целями для будущих астробиологических миссий, особенно из-за возможной недавней обитаемости (5 миллионов лет назад) этого льда.. Целевыми биомолекулами будут аминокислоты, белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты (например, ДНК, РНК ) и некоторые из их производных, NAD, участвующий в окислительно-восстановительных реакциях, цАМФ для внутриклеточных сигналов, а также полимерные соединения, такие как как гуминовые кислоты и полиглутаминовая кислота - образованные бактериальной ферментацией.
Ионизирующим излучением и фотохимическим окислители более разрушительны в сухом реголите, поэтому может потребоваться достичь глубины ~ 1 м (3 фута 3 дюйма), где органические молекулы могут быть защищены льдом от условий на поверхности. Оптимальная скорость осаждения для места посадки будет такой, что 1 м (3 фута 3 дюйма) бурового раствора будет пробовать через 6 миллионов лет отложений.
Перхлорат является наиболее окисленной формой элемента хлора, но он не вступает в реакцию в условиях окружающей среды на Марсе. Однако при нагревании до температуры выше 350 ° C перхлорат разлагается с выделением реактивного хлора и кислорода. Таким образом, термическая обработка почвы «Викингом и Фениксом» уничтожила бы саму органику, которую они пытались обнаружить; таким образом, отсутствие обнаружения органических веществ компанией Viking и обнаружение хлорированных органических веществ может отражать скорее присутствие перхлоратов, чем отсутствие органических веществ.
Особо важно то, что некоторые микроорганизмы на Земле растут за счет анаэробной восстановительной диссимиляции перхлората, и один из конкретных используемых ферментов, перхлоратредуктаза, присутствует во всех известных примерах этих микроорганизмов. Кроме того, перхлораты токсичны для человека, поэтому понимание химического состава и распределения перхлората на Марсе может стать важной предпосылкой перед первой миссией человека на Марс.
Хотя солнечный свет является мощным источником энергии для жизни, он вряд ли будет иметь биологическую ценность на нынешнем Марсе, потому что он требует, чтобы жизнь находилась на поверхности, подверженной чрезвычайно смертельной радиации и в сухих условиях.
По оценке команды, если ледяная цементная почва в месте посадки была фактически поднята 5 миллионов лет назад до температуры выше -20 ° C, тогда результирующая активность воды (aw= 0,82) могла позволить микробную активность в тонких пленках незамерзшая вода, которая образуется на защищенной границе под почвой и льдом при температуре выше −20 ° C. Icebreaker Life будет изучать концентрацию и распределение двухвалентного железа, нитрата и перхлората в качестве биологически полезной окислительно-восстановительной пары или источника энергии. - в грунтовом льду. Маккей утверждает, что подповерхностная хемоавтотрофия является приемлемой энергетической альтернативой для марсианской жизни. Он предполагает, что перхлорат и нитрат могли бы образовывать окислительного партнера в окислительно-восстановительной паре, если бы подходящие восстановленные материалы были доступны.
После углерода азот, возможно, является самым важным элементом, необходимым для жизни. Таким образом, измерения нитрата в диапазоне от 0,1% до 5% необходимы для решения вопроса о его наличии и распределении. Азот (как N 2) присутствует в атмосфере на низких уровнях, но этого недостаточно для поддержки азотфиксации для биологического включения. Азот в форме нитрата, если он присутствует, может быть ресурсом для исследований человеком как в качестве питательного вещества для роста растений, так и для использования в химических процессах.
На Земле нитраты коррелируют с перхлоратами в пустынной среде, и это также может быть верно на Марсе. Ожидается, что нитраты на Марсе будут стабильными и образуются при ударах и электрических процессах. На данный момент нет данных о его наличии.
Члены группы «Icebreaker Life» во время испытаний автоматизации бурения в Университетской долине, Антарктида, на месте, аналогичном Марсу. Icebreaker Life будет нести ударно-роторный буровой станок и Предлагаемые научные инструменты уже прошли испытания в соответствующих аналоговых средах и на Марсе.
Задача должна соответствовать планетарной защите требований, установленных НАСА и международным Комитетом по космическим исследованиям (COSPAR).
