Nu landar mängder av rymdprover

Ett flertal ambitiösa provtagningsexpeditioner är nämligen på väg mot uppsändningsramperna.

Provtagningsexpeditioner har redan lärt oss mycket om månen, solen, kometer och asteroider, men forskarna saknar svar på en rad frågor om uppkomsten av solsystemets objekt, och om livets ursprung.

De kommande expeditionerna lär bland annat ge oss nya kunskaper om dels månens födelse, dels Mars månar.

Kanske kan damm från Mars som samlats in i små metallrör och flugit miljontals kilometer genom rymden till jorden visa oss om det har funnits liv på den röda planeten.

Astronauter tog de första proverna

Den första rymdexpeditionen någonsin som tog prover var Apollo 11, den första bemannade expeditionen till månen, som genomfördes i juli 1969.

Proverna kunde bland annat säga forskarna att månen är snustorr och att det inte finns några spår av liv där.

Under sex Apolloexpeditioner fördes hela 382 kilo damm och sten hem från månens yta.

Ytterligare två kilo måndamm har förts till jorden av sovjetiska och kinesiska obemannade månsonder.

Trots de många månexpeditionerna och studierna av materialet är det fortfarande mycket vi inte vet om månen.

Forskarna förstår till exempel inte riktigt varför den sida av månen som alltid är vänd mot jorden har fler mörka slätter av stelnad lava än månens baksida.

Det kan en provtagningsexpedition hjälpa till att förklara.

Meteoriter är förorenade

Geologer, kemister och fysiker har analyserat klippfragment från rymden långt före Apolloexpeditionerna. De allra flesta har varit delar av asteroider.

De äldsta meteoriterna, som asteroidfragmenten kallas när de landar på jorden, är 4,568 miljarder år gamla, så i dag anser astronomerna att det är solsystemets ålder.

Analyser av meteoriter försvåras av att det är svårt att avgöra exakt varifrån klippfragmenten kommer.

Dessutom smälter deras yta i atmosfären och då försvinner flyktiga ämnen, bland annat vatten. Därtill kommer att meteoriterna förorenas av jordiskt material.

Därför föredrar forskarna att analysera damm och partiklar som tagits hem till jorden från orörda rymdobjekt.

Sådana prover har redan gett oss en rad insikter om solsystemets sammansättning.

Många vetenskapliga instrument är alldeles för stora, tunga eller strömslukande för rymdexpeditioner, bland annat elektronmikroskop, som kan se tusen gånger fler detaljer än vanliga mikroskop.

På jorden har vi också utrustning för att göra en så kallad petrografisk analys, som påvisar olika mineraler och strukturer i ett prov.

Om det rör sig om små fragment kan det innebära att stenen har utsatts för exempelvis en kollision med en annan himlakropp, och om den innehåller glaspartiklar måste materialet ha smält.

I ett laboratorium kan forskare även hitta isotoper, olika varianter av samma grundämne, vilket kan visa när materialet bildades.

Denna typ av analys kan även visa om jordens vatten har kommit från asteroider eller kometer.

När expeditionen OSIRIS-REx landar med prover från asteroiden Bennu senare den här månaden är det andra gången på bara några år som en sådan manöver genomförs av forskare.

Den 5 december 2020 landade den japanska expeditionen Hayabusa-2 med 5,4 gram damm och grus från asteroiden Ryugu.

Dammet har visat sig innehålla många av de komplexa, kolhaltiga molekyler som krävs för att skapa liv.

Meteoritnedslag på den unga jorden kan ha hjälpt livet på traven. Därför kan studier av material från asteroider som Bennu och Ryugu inte bara hjälpa astrofysikerna att skriva solsystemets historia, utan också föra dem ett steg närmare en lösning av gåtan om livets uppkomst på jorden.

Nu är det Mars som gäller

Många fler expeditioner som ska hämta hem prover är på väg.

Trots att månen är den himlakropp från vilken vi har flest prover, så har vi faktiskt aldrig hämtat något material från månens baksida, som alltid är vänd bort från jorden. Det vill Kina ändra på med expeditionen Chang’e 6, som framför allt ska ge oss nya kunskaper om månens bildning för över fyra miljarder år sedan.

Det verkligt stora målet för forskarna bakom de kommande provtagningsexpeditionerna är dock Mars och dess månar.

Japan sänder rymdfarkosten MMX (Martian Moons Exploration) till Marsmånen Phobos, Kina planerar en expedition till Mars, Tianwen-3, och USA samarbetar med Europa om expeditionen Mars Sample Return.

Sedan år 2021 har Nasas stora Marsströvare Perseverance kört runt i vad som ser ut som ett uttorkat floddelta och tagit flera borrprover.

I dag är Mars en kall ökenplanet vars yta bombarderas av kosmisk strålning, men en gång i tiden var Mars både varmare och fuktigare än i dag och ett magnetfält kan ha skyddat planeten mot den värsta strålningen. Det är inte alls otänkbart att liv kan ha uppstått där.

Proverna, som förvaras i förseglade cylindrar, ska först placeras ombord på en liten raket, som slungas upp i luften av en robotfarkost.

I luften antänds raketens motor, varefter raketen flyger till en rymdfarkost som ligger i omloppsbana runt Mars. Där placeras proverna slutligen i en kapsel, som sänds iväg mot jorden.

När forskarna får möjlighet att undersöka proverna blir det särskilt spännande att se om de innehåller spår av förhistoriskt liv.

Det är högst osannolikt att det finns liv på Mars i dag, men för säkerhets skull förbereder sig rymdfartsorganisationerna ändå på att proverna från Mars kan innehålla levande organismer, som inte få komma ut på jorden.

Därför måste de forskningslaboratorier som byggs för att ta emot Marsproverna ha samma säkerhetsklassning som laboratorier som hanterar extremt farliga mikroorganismer, till exempel viruset som orsakar ebola.

Det kommer att vara en stor sensation om forskarna kan sluta sig till att livet en gång uppstod på Mars, oberoende av livet på jorden.

Det skulle nämligen innebära att liv uppstår så snart förutsättningarna tillåter. Då finns det sannolikt även liv på många andra planeter runtom i Vintergatan och i andra galaxer.

En liten handfull Marsdamm kan visa att vi inte är ensamma i universum.