Darila z neba: od kamenja z Lune do sončevega vetra

Slabe tri mesece po tem, ko je kapsula z vzorci asteroida Bennu pristala na trdnih tleh v puščavi v Utahu, še zdaj ne vedo, kako težko darilo jim je pravzaprav prinesla. Vsekakor je zelo dragoceno in posebno, saj so že prve analize pokazale vsebnost nenavadnih kombinacij kemičnih elementov in tudi organskih spojin.

S pokrova kanistra, imenovanega TagSam, so postrgali 70,3 grama prašnih delčkov in kamenčkov, kar je deset gramov več, kolikor vzorca so želeli. V notranjost pa niso niti še pogledali, ker sta se dva od 35 vijakov zataknila. Pri Nasi zdaj izdelujejo nove izvijače, da bi se dokopali do zaklada, po katerega je sonda Osiris Rex potovala nekaj milijard kilometrov in nazaj. Dante Lauretta, planetarni znanstvenik z arizonske univerze in glavni raziskovalec pri odpravi, je šaljivo dejal, da gre za Schrödingerjev vzorec, saj je in ga hkrati ni. »Ne vemo, kaj je notri,« je povedal. Tako ne vedo natančno, koliko je samega vzorca, sprva so sporočili, da ga je skupaj kar 250 gramov, zdaj kaže, da ga je »le« 170 gramov.

Toda tudi če ga je samo 70 gramov, je to ogromno. Pred Osiris Rexom sta vzorce asteroida dostavili japonski sondi Hajabusa in Hajabusa 2. Prva je leta 2005 prinesla le nekaj zrnc (manj kot gram) z asteroida Itokava, njena naslednica pa je konec leta 2018 prinesla za čajno žličko (5,4 grama) asteroida Rjugu.

Meteoriti vseskozi padajo na površje našega planeta, vendar se med potjo skozi atmosfero segrejejo, zato se lahko spremeni kemična sestava, prav tako je za majhen vesoljski kamenček praktično nemogoče ugotoviti, od kod izvira. Sonda Osiris Rex pa je vzorec z dobro znanega vesoljskega kamna, ki bi bil lahko nevaren za naš planet, varno spravila in ga neokrnjenega odvrgla nad utaško puščavo. Material je star 4,5 milijarde let, asteroid Bennu je namreč ostanek iz kaotičnega začetka našega osončja.

Kamenčki in prah so skoraj črni, nekateri se nekoliko svetlikajo, kar ustreza videnemu, ko je sonda Osiris Rex še krožila okoli 500 metrov širokega Bennuja. Nekatere skale so namreč bolj odbijale svetlobo kot druge. Odbojna plast je tanka, sestavljena iz magnezija, natrija in fosfatov, kar je redka kombinacija v meteoritih, zato je bilo to, kot je pojasnil Lauretta, tudi zanje presenečenje, ki ga morajo še preučiti.

Prav tako bodo imeli precej dela astrobiologi, saj je v vzorcu veliko organskih spojin. Analize bi lahko potrdile teorijo, da so asteroidi, bogati z organskimi spojinami in vodo, tak je očitno tudi Bennu, zasejali življenje na Zemlji. V vzorcu bodo iskali aminokisline, ki so temeljne molekule vsega živega.

Zaplet s padali

Odprave, namenjene pobiranju vzorcev in njihovi dostavi na Zemljo, so med najbolj zapletenimi, saj se morajo ujemati vse podrobnosti; marsikaj gre lahko narobe pri kateremkoli koraku. Raziskovalci bi kaj lahko ostali praznih rok tudi pri odpravi Osiris Rex, kajti zapletlo se je pri padalih. Matična sonda, ki zdaj pod novim imenom Osiris Apex hiti k asteroidu Apophis, je odvrgla kapsulo dobrih 100.000 kilometrov od Zemlje. Ko je kapsula brzela skozi atmosfero in se spremenila v žarečo kroglo, se prvo zaviralno padalo ni in ni odprlo. Odpreti bi se moralo okoli 30 kilometrov nad površjem, da bi kapsulo upočasnilo, po petih minutah padanja pa bi se odprlo še glavno padalo. Vendar so bili sprožilci narobe povezani in zaviralno padalo se je odprlo šele slabe tri kilometre nad tlemi. K sreči se je glavno padalo sprožilo istočasno in bilo je dovolj veliko, da je kapsulo upočasnilo, sicer bi se ob pristanku raztreščila.

Luno na Zemljo prinesli astronavti

Prva odprava, ki je zajemala tudi pobiranje vzorcev, pa je bila odprava Apollo 11, ko sta Neil Armstrong in Buzz Aldrin julija 1969 pristala na Luni. Pobrala sta 21,6 kilograma materiala, med drugim vzorce regolita 13 centimetrov pod površjem. Prvi astronavti v programu Apollo so morali biti v karanteni, kajti takrat so se še bali, da je na Luni kaj živega, vendar so vzorci potrdili, da na Luni ni bilo nikoli živih organizmov, prav tako ta prvi vzorec ni vseboval vode. Ta naj bi se skrivala na polih, na južnem nameravajo Američani pristati v prihodnjih letih.

Astronavti programa Apollo so skupno z Lune prinesli kar 382 kilogramov kamenja in prsti. Celoten nabor luninih vzorcev, zbranih med tem programom, lahko razvrstimo v tri glavne vrste kamnin: bazalte, breče in glinence. Vsaka odprava je dostavila večji vzorec, Apollo 17 na primer kar 110 kilogramov.

Druge vesoljske agencije so se po vzorce z Lune odpravile z roboti, sicer manj prestižno, a tudi veliko manj tvegano. Prvi dve sovjetski robotski odpravi za pobiranje vzorcev sta hiteli na Luno v istem obdobju kot Apollo 11, vendar sta bili obe neuspešni, Luna 15 je strmoglavila, medtem ko so ZDA slavile. Bolje je šlo Luni 16 leta 1970, nazaj je prinesla 101 gram lunarne prsti, Luna 20 je leta 1974 nabrala 55 gramov, Luna 24 dve leti kasneje pa 170 gramov. Resda je bilo vzorcev bistveno manj, a so bile odprave popolnoma avtomatizirane. Nazadnje je robotsko povratno odpravo na Luno poslala Kitajska, decembra 2020 je Chang'e 5 pritovorila 1,7 kilograma lunarne prsti – to je bil prvi svež vzorec z Lune po več kot 40 letih. Konec letošnjega novembra so Nasini raziskovalci dobili odobritev ameriškega kongresa, da lahko kitajsko vesoljsko agencijo CNSA zaprosijo za del vzorca, da bi opravili sveže raziskave. S Kitajsko ZDA zaradi političnih razlogov ne sodelujejo, toda tokrat je znanost presegla delitve. Kitajska je avgusta letos mednarodni skupnosti ponudila možnost, da se prijavijo za pridobitev vzorčkov, potem ko je bil dobro leto in pol vzorec na voljo le kitajskim raziskovalcem.

Sončev veter in zvezdni prah

Pri Osiris Rexu se je po zapletu s padali vse dobro izšlo, za odpravo Genesis pa tega ne moremo zapisati. Sonda je več kot dve leti krožila v stabilni točki L1 med Zemljo in Soncem in nabirala nabite delce Sonca oziroma sončev veter. Sonce je pač prevroče, da bi mu človeška sonda lahko odškrnila nekaj plazme, a po drugi strani vseskozi v okolico pošilja nabite delce. Genesis jih je uspešno polovil in septembra 2004 bi morala kapsula pristati v puščavi v Utahu (kjer je pristala tudi kapsula z deli Bennuja). Padala se niso odprla, kapsula je strmoglavila, vendar so nekaj neokrnjenega vzorca iz satovju podobne kapsule iz silicija, zlata, safirjev in diamantov rešili. Raziskovalci so menili, da delci sončevega vetra odražajo kemijsko sestavo osončja, ko je to šele nastajalo. Toda izotopi kisika in dušika v sončevih delcih so se razlikovali od izotopov na Zemlji. Pričakovali so, da razlik ne bo, ker sta se tako naša zvezda kot naš planet oblikovala iz iste meglice plinov in prahu, a očitno je Sonce pobralo pline in prah, Zemlji in drugim skalnatim planetom pa je na koncu ostal le prah meglice.

Genesisu je pri povratnih odpravah sledila sonda Stardust, ki je 15. januarja 2006 prinesla prve vzorce kometa. Sonda je preletela komo kometa Wild 2 in med tem slikala še jedro. Zbiralnik tokrat ni bil trdna kapsula, temveč aerogel, v katerega so se zaletavali delci kometa, pri čemer se niso poškodovali, prav tako se ni poškodovala sama sonda. Zbrala je okoli 10.000 prašnih delcev, med njimi so odkrili delec glicina, to je aminokislina, ki spada med temeljne gradnike življenja. Tako kot za asteroide tudi za komete velja, da so morda na Zemljo zanesli začetke življenja.

Omenili smo že uspešni japonski odpravi. Prvi Hajabusi se je sicer pokvarila zbiralna kapsula, pa vendar je nekaj malega Itokave prinesla na Zemljo. To je bil prvi neokrnjeni vzorec, pridobljen neposredno z asteroida. Uspešnejša je bila Hajabusa 2. Nasa in japonska agencija Jaxa sta si že izmenjali vzorce vseh treh asteroidov, da jih bodo lahko primerjali. Čeprav si Bennu in Rjugu nista enaka po sestavi in klasifikaciji, domnevajo, da sta se pred milijardami let morda odlomila z istega matičnega telesa.

Prihodnje odprave

Že prihodnje leto naj bi Jaxa izstrelila raziskovalca Marsovskih lun MMX. Satelit bo povsem od blizu preučeval mali krompirjasti lunici Fobos in Deimos. Predvideno je, da bo MMX zagrabil tudi nekaj vzorcev Fobosa in jih leta 2029 dostavil na Zemljo. Tak je bil denimo načrt za rusko odpravo Fobos-Grunt iz leta 2011, a se je zataknilo že pri izstrelitvi.

Kitajska bo predvidoma prihodnje leto izstrelila sondo Chang'e 6, ki naj bi pobrala vzorce z nam nevidne strani Lune, leto kasneje naj bi v nebo poslala še sondo Tianwen 2, s katero nameravajo pobrati vzorce z asteroida Kamo'palewa.

Tako Kitajska kot Rusija si želita prinesti vzorce z Marsa, kar je eden glavnih ciljev tudi ZDA in Evrope. Rover Perseverance že uspešno polni cevke z materialom, ki naj bi jih v povratni odpravi pobrali in spravili nazaj na Zemljo. Še tako vrhunsko opremljen robot se še zdaleč ne more kosati z laboratoriji na Zemlji, v katerih bi lahko morda enkrat za vselej odgovorili na vprašanje, ali je bil Mars kdaj posejan z živimi bitji. Ameriško-evropska odprava za pridobitev vzorcev z Marsa je tako kompleksna, da marsikdo dvomi o njenem uspehu, no, celo o njenem začetku. Jeseni je revizija pokazala, da skoraj ni mogoče, da bi bila pripravljena do prvega predvidenega datuma izstrelitve, to je leta 2027. Odprava je nadvse finančno požrešna, zahtevala naj bi od osem do deset milijard evrov, kar je precej več od prvih ocen.