Kosmos: zgłębianie tajemnic naszego dynamicznego Wszechświata
Google Podcasts
Apple Podcasts
Spotify
Transcript
Podcast CORDIScovery – Odcinek #40 – Kosmos: zgłębianie tajemnic naszego dynamicznego Wszechświata
Poniższy tekst jest tłumaczeniem transkrypcji przygotowanej przez SI.
00:00:03:09 - 00:00:19:10
Abigail Acton
Zapraszamy do podcastu CORDIScovery!
00:00:19:12 - 00:00:43:23
Abigail Acton
Dzień dobry i zapraszam do wysłuchania nowego odcinka podcastu CORDIScovery! Z tej strony Abigail Acton. Dzisiaj porozmawiamy o dynamice planet. Jeśli więc czujesz, że zrozumienie badań kosmicznych po prostu cię przerasta, jesteś we właściwym miejscu. W tym odcinku CORDIScovery zapytam troje naszych gości o to, w jaki sposób ich praca przybliża nas do poznania tajemnicy pochodzenia życia. Wyjaśnią nam również fenomen wirujących burz pyłowych w marsjańskiej atmosferze, a także sposoby na badanie asteroid niewiarygodnie daleko od Ziemi.
00:00:44:00 - 00:01:04:16
Abigail Acton
Porozmawiamy o tym, jakie mogły być początki życia na Ziemi i czy wyjaśnienie tego procesu może pomóc w badaniu marsjańskiego pyłu w poszukiwaniu oznak wczesnego życia na Czerwonej Planecie. Pył jest wszechobecny na powierzchni planety i w jej atmosferze. Zatem jaką rolę odegrał w dalekiej przeszłości i nadal odgrywa w utracie marsjańskiej atmosfery? I jak wpływa na interpretację danych ze zdalnych czujników?
00:01:04:18 - 00:01:27:17
Abigail Acton
Poza marsjańskimi tematami przyjrzymy się bliżej także asteroidom. Jak naukowcy zajmujący się kosmosem podchodzą do badań „niemożliwego”? W 2018 roku w ramach japońskiej misji dwa łaziki dotarły na asteroidę o szerokości 400 metrów. Ponad 300 milionów kilometrów od Ziemi. Cóż, każdy, kto kiedykolwiek miał problem z cofaniem do garażu, wie, o czym mowa. Jakie mamy zatem nowinki, jeśli chodzi o planowanie i obsługę dalekich misji kosmicznych na asteroidy?
00:01:27:22 - 00:01:58:17
Abigail Acton
I w jaki sposób fragmenty asteroid są modelowane, namierzane i zbierane? Czy mamy się spodziewać wysypu start-upów zajmujących się działalnością wydobywczą na asteroidach? O tych fascynujących rzeczach porozmawiamy z Fuen Cañadas, geochemiczką i pracowniczką naukową Centrum Astrobiologii w Hiszpanii. Fuen interesuje się rekonstrukcją warunków środowiskowych panujących na Ziemi w początkowej fazie jej rozwoju, ze szczególnym naciskiem na badanie obiegu fosforu i węgla w celu lepszego zrozumienia współewolucji środowiska i życia.
00:01:58:20 - 00:01:59:16
Abigail Acton
Dzień dobry, Fuen.
00:01:59:17 - 00:02:04:08
Fuencisla Cañadas
Dzień dobry wszystkim! Dziękuję za zaproszenie. Bardzo się cieszę, że mogę być gościem dzisiejszego podcastu.
00:02:04:13 - 00:02:22:05
Abigail Acton
Dziękujemy, Fuen. My też się cieszymy, że jesteś z nami. Ann Carine Vandaele pracuje w Królewskim Instytucie Aeronomii Kosmicznej w Belgii. Brała ona udział w projektowaniu i obsłudze instrumentów teledetekcji wykorzystywanych do badania atmosfer planetarnych, koncentrując się głównie na roli chmur i pyłu w ich składzie. Dzień dobry, Ann.
00:02:22:07 - 00:02:26:05
Ann Carine Vandaele
Witam wszystkich. Bardzo się cieszę, że mogę tu dzisiaj być.
00:02:26:07 - 00:02:46:13
Abigail Acton
Witamy cię serdecznie. Dziękujemy za obecność. Mirko Trisolini jest specjalistą ds. astrodynamiki w niemieckiej firmie Vyoma, zajmującej się badaniem ruchu w przestrzeni kosmicznej i jego skutecznym zarządzaniem. Głównie interesuje się on badaniem dynamiki małych cząstek i technik służących do pozyskiwania ich z asteroid i innych niewielkich ciał niebieskich w Układzie Słonecznym. Dzień dobry, Mirko.
00:02:46:18 - 00:02:51:09
Mirko Trisolini
Witam wszystkich. Bardzo dziękuję za zaproszenie.
00:02:51:11 - 00:03:07:13
Abigail Acton
Świetnie. Możemy więc zacząć. Najpierw zwrócę się do Fuen. Mars Phosphorus and LifE to projekt, w którym zadaliście dwa fundamentalne pytania: Jak powstało życie na Ziemi? I czy na Marsie kiedykolwiek istniało życie? Cóż, takie oto niezobowiązujące pytania. Czy możesz nam zatem powiedzieć, jak powstało i skąd pochodzi życie na Ziemi?
00:03:07:17 - 00:03:36:03
Fuencisla Cañadas
To bardzo dobre pytanie na początek, ponieważ odpowiedź na nie brzmi „nie”. Niestety nie wiemy, kiedy powstało ani skąd pochodzi życie na Ziemi. Nie wiemy więc dokładnie, jak powstało. Mamy za to kilka koncepcji. Miejsca, takie jak kominy hydrotermalne w oceanie lub środowiska bardzo kwaśne, są tradycyjnie wskazywane jako potencjalne miejsca powstania życia, ponieważ są one niezwykle bogate w składniki odżywcze.
00:03:36:05 - 00:04:05:19
Fuencisla Cañadas
Jednak problem stanowi fosfor, a więc pierwiastek, który jest niezbędny do życia. Nie można sobie wyobrazić życia bez fosforu. A we wspomnianych środowiskach fosfor jest zwykle uwięziony w minerałach, głównie w apatycie, natomiast jego stężenie w wodzie jest bardzo niskie. To z kolei sprawia, że istnieje niewielka szansa na pojawienie się w nich życia.
00:04:05:21 - 00:04:37:15
Fuencisla Cañadas
Jest to więc coś, co w astrobiologii określamy „problemem fosforanów”. Typowany jest też inny typ środowiska, który w ostatnich latach zyskał sporą popularność, a mianowicie jeziora węglanowe, gdzie rozwiązaniem tego problemu jest apatyt – minerał, o którym wspomniałem wcześniej – który zawiera zarówno wapń, jak i fosfor. W tego typu jeziorach wapń zazwyczaj wiąże się z węglanami zamiast tworzenia apatytu.
00:04:37:15 - 00:05:04:03
Fuencisla Cañadas
Oznacza to, że wapń zostaje zamknięty w minerałach, tym samym uniemożliwiając powstawanie apatytu. Wówczas także fosfor nie jest wiązany w celu utworzenia apatytu i w rezultacie jego stężenie w wodzie rośnie, dając szansę na rozwój życia. Z tego względu możemy założyć, że te bogate w węglany jeziora mogły być miejscem powstania życia.
00:05:04:05 - 00:05:16:02
Fuencisla Cañadas
Co mnie osobiście fascynuje, to fakt, że na Ziemi wiele jezior węglanowych powstało dzięki fotosyntezie. Po prostu bez fotosyntezy w ogóle by nie powstały.
00:05:16:02 - 00:05:25:09
Abigail Acton
To naprawdę interesujące. Dziękuję za przywołanie tej kwestii. Zatem jaki dokładnie jest związek między jeziorami węglanowymi a fotosyntezą? Jaką rolę odgrywa tu fotosynteza?
00:05:25:11 - 00:05:52:23
Fuencisla Cañadas
Procesowi fotosyntezy zawdzięczamy istnienie wielu jezior węglanowych na Ziemi. Mechanizm ich powstawania polega na tym, że drobnoustroje wykorzystują pobrany z wody dwutlenek węgla jako źródło energii. Zmienia to skład chemiczny wody, zwiększając jej zasadowość. A wyższe pH wody prowadzi do zjawiska wytrącania. W tych warunkach możliwe jest wytrącanie się skał węglanowych.
00:05:53:00 - 00:06:01:03
Abigail Acton
Rozumiem. Dziękujemy za obecność. Doskonale wszystko wyjaśniłaś. Jesteśmy naprawdę wdzięczni. A jaka była rola projektu MaPLE w badaniu tej teorii? Jak przebiegały wasze prace?
00:06:01:05 - 00:06:27:19
Fuencisla Cañadas
MaPLE był niezwykle ekscytującym projektem, który umożliwił mi prowadzenie badań w kanadyjskim Thunder Bay, jednym z najstarszych regionów naszej planety. Badałam próbki skał sprzed 3 miliardów lat, jak już wspominałam. Próbki te są istotne nie tylko ze względu na swój wiek, ale także dlatego, że pochodzą z najstarszej znanej platformy węglanowej na Ziemi.
00:06:27:21 - 00:06:50:19
Fuencisla Cañadas
Platforma ta zawiera stromatolity, które są strukturami osadowymi utworzonymi przez sinice. Wskazuje to na fakt, że w pewnym momencie istniało tam życie. Próbki pochodzą z rdzeni wiertniczych, które w przeciwieństwie do wychodni skalnych pomagają zachować pierwotne właściwości geologiczne i chemiczne skały.
00:06:50:19 - 00:06:59:01
Abigail Acton
Świetnie. Więc kiedy mówisz o pobieraniu próbek z rdzeni wiertniczych, z jakimi wyzwaniami się to łączy? Wydaje się to naprawdę skomplikowane.
00:06:59:03 - 00:07:24:08
Fuencisla Cañadas
W rzeczywistości rdzeń wiertniczy został przekazany przez amerykańską firmę wydobywczą. W nauce bardzo często pracuje się z rdzeniami skalnymi, które pochodzą z odwiertów. Mamy naprawdę wielkie szczęście, że dostaliśmy taką szansę. Podczas badania starych próbek musimy mieć jednak pewność, że jest to starożytny materiał. Rodzi to dwa istotne problemy: pierwszym jest możliwa obecność zanieczyszczeń.
00:07:24:10 - 00:07:53:00
Fuencisla Cañadas
Aby tego uniknąć, próbki są starannie preparowane w laboratorium. Najpierw są myte rozpuszczalnikami. Po usunięciu zewnętrznych części bardzo ostrożnie je krzyżujemy, a po każdym użyciu czyścimy, aby zapobiec zanieczyszczeniu krzyżowemu. Drugim ważnym wyzwaniem są różnego rodzaju modyfikacje. Chodzi o zmiany chemiczne lub fizyczne, którym ulegają skały w miarę upływu czasu.
00:07:53:02 - 00:08:15:06
Fuencisla Cañadas
Proces ten może zmienić pierwotny skład skały. Jest to bardzo ważne, ponieważ w przypadku skał sprzed 3 miliardów lat musimy być pewni, że wyniki naszej analizy odzwierciedlają pierwotne warunki z okresu powstawania skał, a nie coś znacznie młodszego, na przykład z teraźniejszości.
00:08:15:09 - 00:08:24:15
Abigail Acton
A jaki jest sposób, żeby to odróżnić? Skąd pewność, że trzymany przez ciebie obiekt pochodzi z okresu, który badasz?
00:08:24:16 - 00:08:57:11
Fuencisla Cañadas
W geochemii wykorzystujemy szereg zastępczych wskaźników geochemicznych, aby na podstawie izotopów lub dalszych analiz, w tym chemicznych, zrekonstruować na przykład historyczne poziomy tlenu w atmosferze, w kolumnie wody, poziomy żelaza, a następnie porównać wyniki z tymi analizami. W ten sposób uzyskujemy potwierdzenie, ponieważ na przestrzeni epok geologicznych wyraźnie widać różne geochemiczne „odciski palców” – ślady pochodzące z różnych okresów geochemicznych.
00:08:57:13 - 00:09:03:23
Fuencisla Cañadas
Więc jest to bardzo ważne. Ponadto kluczowe jest rozumienie odczytywanych informacji.
00:09:03:23 - 00:09:21:19
Abigail Acton
Zdecydowanie. W przeciwnym razie można się całkowicie pomylić. Tak więc przyglądając się tym osadom, wykorzystujesz różne techniki analityczne do określenia, jak je nazywasz, odcisków palców, które wskazują na specyficzne cechy poszczególnych epok. Dzięki temu wiesz, na co dokładnie patrzysz. Świetnie. To naprawdę fascynujące. A co udało ci się odkryć?
00:09:22:08 - 00:09:46:22
Fuencisla Cañadas
Kiedy rozpoczęłam prace w ramach projektu, jedno z ciekawszych postawionych przeze mnie pytań dotyczyło tego, jak sinice, które ostatecznie przyczyniły się do utworzenia stromatolitów, były w stanie przetrwać w tym środowisku 3 miliardy lat temu, kiedy woda była pozbawiona tlenu. Ponadto poziom dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze był bardzo wysoki.
00:09:46:24 - 00:10:18:14
Fuencisla Cañadas
Jak więc sinice, organizmy zdolne do fotosyntezy, były w stanie funkcjonować? Dzięki projektowi MaPLE odtworzyliśmy warunki środowiskowe na tym obszarze 3 miliardy lat temu i zidentyfikowaliśmy okresy, kiedy woda zawierała tlen w tym beztlenowym środowisku. Uważamy więc, że był to tlen wytworzony przez sinice, które przetrwały na tym obszarze dzięki wyższej zawartości fosforu w wodzie.
00:10:18:19 - 00:10:39:05
Abigail Acton
Czyli wracamy do koncepcji podkreślającej znaczenie fosforu i założenia, że obecność fosforu umożliwiła ten proces. To naprawdę fascynujące. Opowiedz, jak to się łączy z twoimi hipotezami dotyczącymi możliwości powstania życia bardzo dawno temu na odległym Marsie? Wiem, że interesujesz się pewnymi jeziorami węglanowymi, które eksploruje obecnie łazik marsjański.
00:10:39:05 - 00:10:40:17
Abigail Acton
Czy możesz powiedzieć nam coś więcej na ten temat?
00:10:40:18 - 00:11:13:00
Fuencisla Cañadas
Oczywiście. Główna hipoteza zakłada, że wspomniana aktywność fotosyntetyczna na tym kanadyjskim obszarze sprzyjała wytrącaniu się węglanów, a następnie tworzeniu się tej platformy, na której do dziś zachowały się stromatolity. I tutaj robi się jeszcze ciekawiej, ponieważ nasze ustalenia można powiązać z Marsem. Mianowicie w okresie, w którym na Ziemi pojawiło się życie, warunki na Marsie były bardzo podobne: była natleniona woda oraz bogata w dwutlenek węgla atmosfera.
00:11:13:02 - 00:11:39:00
Fuencisla Cañadas
Przy czym na Ziemi istniały pewne, nazwijmy to, ograniczone obszary, gdzie warunki sprzyjały powstaniu życia. Ale co w takim razie z Marsem? Co tam się stało? Węglany występują na Marsie bardzo rzadko. Nie znamy jeszcze dokładnej przyczyny. Być może wytrącanie się węglanów na Marsie było niemożliwe z powodu kwaśnych warunków.
00:11:39:00 - 00:11:57:15
Fuencisla Cañadas
Na Ziemi warunki też były kwaśne, a jednak na pewnych obszarach pojawiło się życie. Dlatego z moim zespołem zaczęliśmy się zastanawiać. Co jeśli na powstawanie węglanów na Marsie miały wpływ żywe organizmy, tak jak w wielu miejscach na Ziemi?
00:11:57:17 - 00:11:59:10
Abigail Acton
Więc w pewnym sensie odwróciliście hipotezę.
00:11:59:10 - 00:12:00:03
Fuencisla Cañadas
Dokładnie.
00:12:00:03 - 00:12:06:17
Abigail Acton
Fascynujące. Nie chodzi więc o to, że środowiska węglanowe dały początek życiu, ponieważ były korzystne, ale że żywe organizmy przyczyniły się do powstania tychże warunków.
00:12:06:21 - 00:12:24:14
Fuencisla Cañadas
Dokładnie. Ale to tylko koncepcja, którą rozwijamy i którą trudno potwierdzić. Sądzę, że do odpowiedzi na to interesujące pytanie może nas przybliżyć powrót sondy z próbkami z Marsa w ramach najbardziej ambitnej misji w historii NASA.
00:12:24:14 - 00:12:29:19
Abigail Acton
Tak więc zadaniem NASA jest przywiezienie próbek z Marsa. Wspaniale.
00:12:29:19 - 00:12:45:04
Fuencisla Cañadas
Obecnie na Marsie znajduje się wysłany w ramach misji łazik Perseverance, który zbiera próbki skał z krateru Jezero. Ten krater jest wyjątkowy, gdyż jest jednym z niewielu miejsc na Marsie, gdzie znaleziono węglany.
00:12:45:06 - 00:13:00:16
Abigail Acton
Przyznam, że to ekscytujące. Jeszcze wszystko może się zdarzyć. Jeśli będziesz miała okazję zbadać niektóre z przywiezionych próbek i jeśli uda ci się zdobyć ten materiał, a wiem, że na to liczysz, choć chętnych jest wielu, wówczas może się okazać, że masz rację.
00:13:00:16 - 00:13:11:07
Abigail Acton
Czy to nie brzmi wspaniale? To byłoby niesamowite. Naprawdę. Genialna perspektywa. Dziękuję ci serdecznie za rozmowę. Naprawdę pobudziłaś naszą wyobraźnię. Za co jesteśmy wdzięczni. Czy ktoś ma jakieś pytania do Fuen? Mirko, oddaję ci głos.
00:13:11:09 - 00:13:33:08
Mirko Trisolini
Dziękuję. Zastanawiałem się nad tym, o czym mówiłaś, czyli nad związkiem między Ziemią a Marsem, i nad tym, czy na przykład w przypadku próbek zebranych na Marsie nie były one narażone na bardzo duże promieniowanie. Jeśli promieniowanie byłoby dużo silniejsze, to czy nie miałoby ono określonego wpływu na próbki? Szczególnie że podczas analizy są one porównywane z próbkami z Ziemi.
00:13:33:10 - 00:14:08:18
Fuencisla Cañadas
Oczywiście, porównywanie Marsa i Ziemi ma pewne ograniczenia. Jednym z bardzo ważnych wyzwań jest wspomniane przez ciebie promieniowanie. Faktem jest, że powierzchnia Marsa była przez miliony lat narażona na wysokie dawki promieniowania. I właśnie dlatego tutaj, na Ziemi, w ramach naszych analiz porównujemy próbki, na przykład ze wspomnianego obszaru w Kanadzie, używając ich jako analogów, a następnie przeprowadzamy na nich różne analizy.
00:14:08:18 - 00:14:20:05
Fuencisla Cañadas
Potem powtarzamy te analizy po napromieniowaniu tych próbek w laboratoriach, dzięki czemu możemy uzyskać różne sygnatury. Będziemy mogli porównać je następnie z bardziej wiarygodnymi sygnaturami próbek, które zostaną przywiezione z Marsa.
00:14:20:07 - 00:14:38:15
Abigail Acton
Jeśli dobrze rozumiem, pracujecie nad uzyskaniem danych zbliżonych do tych, których spodziewacie się z Marsa. Zgadza się. Dziękuję za przywołanie tej kwestii. To było świetne pytanie, Mirko. Dziękujemy za obecność. Teraz kolej na Ann. Celem projektu ROADMAP było zbadanie wpływu pyłu na marsjańską atmosferę. Dlaczego tak ważne jest dokładne wyjaśnienie roli pyłu i chmur spowijających tę planetę?
00:14:38:15 - 00:15:16:08
Ann Carine Vandaele
Dziękuję za pytanie, Abigail. Zrozumienie znaczenia pyłu i chmur na Marsie jest faktycznie ważne. Tak naprawdę odnosi się to do każdej planety, ponieważ pył i chmury wpływają na atmosferę na wiele różnych sposobów. Na przykład ograniczają obieg wody. Wpływają też na procesy radiacyjne zachodzące w atmosferze. Na przykład na sposób, w jaki promieniowanie słoneczne oddziałuje z atmosferą, a nawet na cyrkulację.
00:15:16:08 - 00:15:49:19
Ann Carine Vandaele
A więc na sposób, w jaki krążą masy powietrza. Niedawno wykazaliśmy, że odegrały rolę w długofalowej ewolucji atmosfery planety, ponieważ większa ilość pyłu na Marsie wiązała się z większą ucieczką wodoru, jednego ze składników atmosfery. W ten sposób udało nam się wykazać związek między pyłem a utratą atmosfery.
00:15:50:00 - 00:16:00:14
Abigail Acton
Rozumiem. To fascynujący temat. Sądzę, że pył i chmury mają również wpływ na obserwacje planet i na sposób interpretacji danych z naszych zdalnych obserwacji. Czy możesz powiedzieć nam coś więcej na ten temat?
00:16:00:18 - 00:16:40:06
Ann Carine Vandaele
Jak najbardziej. Był to kolejny aspekt badany w ramach projektu ROADMAP, mianowicie wpływ pyłu i chmur na badanie i analizę danych rejestrowanych przez instrumenty sondujące. Zwykle atmosfera jest badana za pomocą spektroskopii, a więc badane są ślady, wspomniane wcześniej „odciski palców, które dostarczają informacji o obecności i ilości gazu.
00:16:40:08 - 00:17:04:00
Ann Carine Vandaele
Ale oczywiście pył i chmury również pozostawiają ślady, które nakładają się na cechy związane z obecnością gazów w atmosferze. Zatem aby poznać poziomy gazów, najpierw trzeba poprawnie określić ilość pyłu i chmur.
00:17:04:02 - 00:17:21:13
Abigail Acton
W porządku, rozumiem. Zdecydowanie masz rację. Jak rozumiem, żeby móc znaleźć to, czego faktycznie szukamy, musimy być w stanie odfiltrować wszelkie szumy oraz zakłócenia pochodzące z tych dodatkowych mas krążących wokół planet. To naprawdę fascynujące. Wydaje się to oczywiste, ale nie jest to jedna z tych rzeczy, których od razu ma się świadomość.
00:17:21:15 - 00:17:36:11
Abigail Acton
Przypuszczam też, że może to wpływać nawet na bezpieczeństwo przyszłych misji, ponieważ badania dotyczące właściwości atmosfery łączą się bezpośrednio z programowaniem różnego sprzętu czy pojazdów kosmicznych. Czy mam rację?
00:17:36:11 - 00:18:09:17
Ann Carine Vandaele
Zgadza się. Faktycznie jest to bardzo ważny aspekt w kontekście eksploracji Marsa, ponieważ akurat ta planeta jest bez przerwy cała pokryta pyłem. Co gorsza, czasami kopuły pyłowe mogą ewoluować. Wciąż nie wiemy, dlaczego i w jaki sposób. Mogą nawet przekształcić się w ogromne burze pyłowe, całkowicie otaczające planetę. Nikt nie chciałby wysyłać sprzętu na Marsa podczas takiej burzy.
00:18:09:19 - 00:18:27:03
Ann Carine Vandaele
Musimy więc dowiedzieć się więcej na temat samych burz, aby zrozumieć, w jaki sposób mogą powstawać. Będzie to przydatne do określenia najlepszego czasu wysłania tam sondy.
00:18:27:09 - 00:18:46:18
Abigail Acton
Chodzi więc o naturę pochodzenia burz i sprawdzenie, czy istnieją jakieś przewidywalne wzorce, które można wziąć pod uwagę. Całkowicie to rozumiem. W rozmowie z Fuen mówiliśmy nieco o analogach. Moim zdaniem to fascynujące. Mam na myśli fakt, że obszary, które badacie, również są bardzo odległe i bardzo niedostępne.
00:18:46:20 - 00:19:09:08
Abigail Acton
I oczywiście wszyscy tutaj bardzo chcieliby móc pracować z rzeczywistymi próbkami. To całkowicie zrozumiałe. Ale dopóki próbki nie wrócą z Marsa, dopóty musisz używać analogów. Czy możesz powiedzieć nam nieco więcej o analogach? Czym dokładnie są i jak się je wykorzystuje w laboratorium, na przykład podczas badań, które prowadzisz?
00:19:09:10 - 00:19:41:11
Ann Carine Vandaele
To bardzo dobre pytanie. Tak jak wspomniałaś, faktycznie nie dysponujemy jeszcze próbkami z Marsa. To samo dotyczy np. Wenus. A w jej przypadku zdobycie próbek jest jeszcze trudniejsze. W laboratorium używamy więc czegoś, co nazywamy analogami. Są to próbki znalezione na Ziemi, takie, które uznamy za najlepsze odpowiedniki tego, co znajduje się na Marsie.
00:19:41:13 - 00:20:03:04
Ann Carine Vandaele
Oznacza to, że opieramy się na naszych wyobrażeniach o tym, co znajduje się na Marsie. Choć nie znamy jeszcze szczegółów, nasza wiedza na temat powierzchni Marsa jest całkiem dobra. A analogi stanowią najlepsze odzwierciedlenie naszych założeń.
00:20:03:06 - 00:20:16:12
Abigail Acton
To interesujące. Sądzę więc, że można również tworzyć analogi czynników środowiskowych i za pomocą np. komór ciśnieniowych faktycznie spróbować stworzyć warunki podobne do panujących na Marsie. Fuen mówiła na przykład o poddawaniu próbek skał promieniowaniu, aby zobaczyć, jaki będzie tego efekt.
00:20:16:16 - 00:20:43:03
Ann Carine Vandaele
Zgadza się. To samo zrobiliśmy podczas projektu ROADMAP. Użyliśmy analogów, ale w środowiskach naśladujących warunki, jakich spodziewamy się na Marsie. Przykładowo, w jednym z eksperymentów użyliśmy tunelu aerodynamicznego, w którym pył umieszczony na podłożu z piasku był poddawany działaniu wiatru.
00:20:43:05 - 00:21:00:21
Ann Carine Vandaele
W tunelu panują warunki zbliżone do ciśnienia na Marsie. Jest ono bardzo niskie. Tak więc tunel aerodynamiczny pozwolił nam odtworzyć niektóre z warunków typowych dla Marsa.
00:21:01:00 - 00:21:02:10
Abigail Acton
Z jaką siłą wiał wiatr?
00:21:02:10 - 00:21:04:08
Ann Carine Vandaele
Cóż, nie pamiętam.
00:21:04:10 - 00:21:12:12
Abigail Acton
Spodziewałem się, że podasz jakąś ogromną liczbę kilometrów na sekundę. Założę się, że wiał z bardzo, bardzo dużą prędkością. Co udało wam się ustalić?
00:21:12:18 - 00:21:44:07
Ann Carine Vandaele
Uzyskaliśmy bardzo ciekawe rezultaty. Niektóre wiążą się np. z grubością warstwy pyłu, którą wiatr może unieść. Można by pomyśleć, że ilość unoszonego pyłu nie ma bezpośredniego związku z grubością warstwy pyłu. Ale odkryliśmy, że w rzeczywistości jest to powiązane. Jeśli więc warstwa pyłu jest bardzo cienka, nie jest on unoszony przez wiatr.
00:21:44:13 - 00:21:47:16
Ann Carine Vandaele
To jedno z naszych ustaleń.
00:21:47:21 - 00:22:02:15
Abigail Acton
Prawdziwie interesujące. Jeśli dobrze zrozumiałam, oznacza to, że w przypadku, gdy warstwa jest gruba, pył jest łatwiej zwiewany. Rzeczywiście ciekawe. Doskonale. Dziękuję bardzo, Ann. Naprawdę dziękuję za wyjaśnienie. Było bardzo klarowne. Czy ktoś ma jakieś uwagi lub pytania do Ann? Zgadza się. Fuen. O co chciałabyś spytać?
00:22:02:15 - 00:22:19:15
Fuencisla Cañadas
Dziękuję, Ann. Z czystej ciekawości chciałam zapytać: w jaki sposób charakteryzujesz pył używany w eksperymentach? Przypuszczam, że ma on skład podobny do prawdziwego pyłu z Marsa. Tak zakładam, ale jak to scharakteryzować?
00:22:19:17 - 00:22:49:02
Ann Carine Vandaele
Po pierwsze, użyte analogi pyłu z Marsa są powszechnie spotykane na Ziemi; do tego stopnia, że można je kupić. Były one naszym punktem wyjścia, ponieważ jedną z rzeczy, które chcieliśmy zbadać, było znaczenie rozmiaru cząstek pyłu. Z tego względu najpierw upewniliśmy się, że próbki zostały scharakteryzowane pod względem wielkości i rozkładu wielkości.
00:22:49:04 - 00:23:16:18
Ann Carine Vandaele
Istnieje wiele różnych metod wykorzystywanych do pomiaru rozkładu wielkości cząstek próbki. Istnieją na przykład bezpośrednie pomiary wielkości, ale można też użyć zdjęć próbek, na których widać kształty ziaren. Przeprowadziliśmy wiele badań analitycznych, więc wiedzieliśmy, z czego złożone są badane przez nas próbki.
00:23:16:20 - 00:23:24:21
Abigail Acton
Są też dane zebrane dzięki łazikowi wyposażonemu w sondę. Na przykład profile chemiczne i inne informacje, które przekazuje, takie jak dane fizyczne, czy mam rację?
00:23:24:21 - 00:23:42:14
Ann Carine Vandaele
Tak, dysponujemy zdjęciami wykonanymi przez kamery łazików, które zbierają próbki z powierzchni Marsa. To nam daje pewne pojęcie o tamtejszych warunkach i pozwala tworzyć analogi. Mogę zapewnić, że dostępne na rynku analogi powstają na podstawie pomiarów i obserwacji.
00:23:42:18 - 00:24:04:09
Abigail Acton
Jestem pod wrażeniem. Bardzo dziękuję za to wyjaśnienie. Bardzo dobre pytanie, Fuen. Dziękuję. Mirko, kolej na ciebie. Twój projekt nazywał się CRADLE, a jego pełna nazwa brzmi: „Collecting Asteroid-Orbiting Samples”. Dotyczył on bezpiecznych, zrównoważonych i autonomicznych metod badania asteroid. Przed chwilą poruszaliśmy już temat pyłu, więc spodziewam się, że również opowiesz nam o pyle, ale tym razem z asteroid, a także o innych zagadnieniach, jak na przykład metody zbierania próbek.
00:24:04:15 - 00:24:09:24
Abigail Acton
Ale zanim do tego przejdziemy, zapytam cię, Mirko, dlaczego wybrałeś akurat ten obszar badań i co sprawiło, że w ogóle się nim zainteresowałeś?
00:24:10:03 - 00:24:33:07
Mirko Trisolini
Dziękuję za to pytanie, Abigail. Muszę przyznać, że odkąd zacząłem studia na kierunku inżynierii kosmicznej, moim życiowym marzeniem, także na studiach magisterskich, było zaangażowanie się w jakiejkolwiek formie w misję eksploracji kosmosu, w misje międzyplanetarne. Ale ostatecznie moja kariera naukowa potoczyła się w nieco innym kierunku.
00:24:33:07 - 00:24:34:04
Mirko Trisolini
Przynajmniej na pewnym etapie.
00:24:34:07 - 00:24:35:24
Abigail Acton
To częsty przypadek.
00:24:36:01 - 00:25:08:16
Mirko Trisolini
Dokładnie. W gruncie rzeczy można to przewidzieć, ale zwykle nie tak trafnie, jakby się chciało. Jednak dzięki temu projektowi w końcu miałem okazję zebrać całą wiedzę, jaką przez te lata zdobyłem, zwłaszcza związaną z dynamiką małych cząstek i odłamków, i spróbować zastosować ją w innych dziedzinach, jakimi są misje eksploracji kosmosu czy misje na asteroidy i komety oraz te mniejsze ciała obecne w układach słonecznych.
00:25:08:18 - 00:25:14:15
Mirko Trisolini
Próbowałem więc trochę się dostosować i wykorzystać moją wcześniejszą wiedzę do badania nieco innych zagadnień.
00:25:14:17 - 00:25:34:16
Abigail Acton
Ale wciąż są to zagadnienia powiązane. Mam tu na myśli fakt, że z punktu widzenia sukcesu misji równie kluczowa jest zdolność rozumienia, jak należy badać te niewielkie obiekty poruszające się z dużą prędkością. Wróćmy jednak do projektu CRADLE. Jakie wyznaczyliście sobie cele? Wiem, że w swoim projekcie zamierzałeś poszerzyć dotychczasową wiedzę na temat asteroid, ale co konkretnie było przedmiotem twoich badań?
00:25:34:18 - 00:26:02:21
Mirko Trisolini
Kiedy rozpoczynaliśmy projekt, postawiliśmy sobie pytanie o to, czy możliwe jest znalezienie innego, nowego sposobu na pobranie próbek materiału znajdującego się na odległych małych obiektach, takich jak asteroidy czy komety. Chodziło o sposób, jakiego do tej pory nikt nie spróbował. Można by zapytać, po co mielibyśmy to robić w przypadku, gdy odbyło się zaledwie kilka misji polegających na lądowaniu na obiekcie, a właściwie najczęściej na operacji przyziemienia.
00:26:02:23 - 00:26:23:12
Mirko Trisolini
Ale są być może przypadki, w których styczność z obiektem nie jest w ogóle możliwa. Przykładem jest sytuacja, gdy warunki panujące na asteroidzie są zbyt trudne. Może to być na przykład nierówne ukształtowanie terenu lub dynamiczne środowisko, które stanowi duże wyzwanie dla eksploracji asteroidy.
00:26:23:14 - 00:26:24:15
Abigail Acton
Na przykład dużo pyłu.
00:26:24:17 - 00:26:46:17
Mirko Trisolini
Oczywiście, może to być pył, ale prędzej może się zdarzyć tak, że pył nie będzie miał takiego znaczenia, a raczej sposób, w jaki porusza się asteroida. Problem stanowi fakt, że nie da się tego z góry ustalić. Bardzo trudno jest określić wygląd asteroidy z Ziemi, tak samo jak jej ruch. Ponadto obserwujemy też wyjątkowo małe obiekty, które obracają się z zawrotną prędkością.
00:26:46:19 - 00:26:58:10
Mirko Trisolini
Zatem trudno byłoby satelicie dotknąć powierzchni takiego obiektu. Z tego względu poszukiwaliśmy różnych sposobów i braliśmy pod uwagę rozmaite podejścia, które mogłyby umożliwić pobieranie próbek z tych niewielkich ciał niebieskich.
00:26:58:12 - 00:27:07:23
Abigail Acton
Doskonale. Czy mogę zapytać, dlaczego skupiliście się akurat na tym? Trochę żartuję, ale dlaczego po prostu nie zostawimy tych obiektów w spokoju, żeby sobie wirowały w odległej przestrzeni kosmicznej? Do czego może się nam przydać ta wiedza?
00:27:08:00 - 00:27:35:21
Mirko Trisolini
Trafne pytanie. Prawdopodobnie moglibyśmy w ogóle nie interesować się nimi, ale czasami naprawdę warto. Te małe wirujące ciała niebieskie interesują nas szczególnie, ponieważ zazwyczaj są w rzeczywistości małymi asteroidami, mierzącymi mniej niż 100 metrów, a nawet mniej niż 50 metrów. Najczęściej ten typ planetoid występuje w Układzie Słonecznym, przy czym są też takie, które z dużym prawdopodobieństwem mogą dostać się na przykład w obręb ziemskiej atmosfery.
00:27:35:23 - 00:28:04:15
Mirko Trisolini
Dlatego chcemy wiedzieć, jak powstają i jaki jest ich skład. Zasadniczo może to być przydatne również dlatego, że może dać nam wyobrażenie skutków przedostania się ich do naszej atmosfery. A jeśli się nad tym głębiej zastanowić, to mniej więcej dziesięć lat temu, w 2013 roku, doświadczyliśmy tego na przykładzie Rosji, gdzie na obszar Czelabińska spadł meteoryt, powodując wiele szkód – po prostu uderzył z impetem w ziemię i wywołał falę uderzeniową, która doprowadziła do zniszczeń, raniąc przy tym ludzi.
00:28:04:15 - 00:28:11:10
Abigail Acton
Wydaje mi się również, że im lepiej zrozumiemy naturę asteroid, tym łatwiej – choć może nie łatwiej, ale skuteczniej – będzie można próbować zmienić ich trajektorię ruchu. Czy mam rację?
00:28:11:10 - 00:28:11:22
Mirko Trisolini
Całkowitą.
00:28:11:24 - 00:28:17:09
Abigail Acton
Doskonale. Jestem pod wrażeniem. Czy możesz opowiedzieć nam nieco o konkretnych zadaniach, jakie były realizowane w czasie projektu?
00:28:17:11 - 00:28:40:22
Mirko Trisolini
Oczywiście. Opowiem o poszczególnych etapach. W pierwszej kolejności, jak już wspominałem, postanowiliśmy znaleźć inne metody pobierania próbek z ciał niebieskich, mianowicie takie, które nie wymagałyby dotykania ich powierzchni. Wspólnie z naukowcami z Japońskiej Agencji Eksploracji Aerokosmicznej, z którymi współpracowałem podczas projektu, wpadliśmy na pomysł wystrzelenia pocisku.
00:28:41:18 - 00:28:51:21
Mirko Trisolini
I nie jest to coś, co wymyśliliśmy ot tak, ponieważ jak wiadomo JAXA, wspomniana japońska agencja, już wykorzystała tę metodę podczas misji sondy Hayabusa2.
00:28:51:22 - 00:28:55:21
Abigail Acton
Czy to nie jest ta misja, o której wspomniałam na samym początku?
00:28:55:23 - 00:29:18:02
Mirko Trisolini
Tak, to właśnie o niej mówię. I faktycznie ta misja się udała. Polegało to na tym, że sonda wystrzeliła w kierunku asteroidy pocisk, który utworzył krater, z którego sonda mogła zebrać dane obserwacyjne i próbki. Pomyśleliśmy więc wspólnie, że moglibyśmy pójść o krok dalej i spróbować użyć tej metodologii do pobrania próbek cząstek, które powstały w wyniku tego uderzenia.
00:29:18:02 - 00:29:41:18
Mirko Trisolini
Dlatego naszym celem było stworzenie modeli i wykonanie możliwie jak największej liczby analiz przy użyciu metodologii, jakimi obecnie dysponuje nauka. Podczas tych prac skupiliśmy się na różnych elementach, które należało połączyć w celu weryfikacji wykonalności naszej koncepcji. Zatem badaliśmy modele możliwych interakcji pocisku z materiałem, z którego zbudowana jest asteroida, a także modele mechanizmów powstawania cząstek.
00:29:41:18 - 00:30:10:23
Mirko Trisolini
Po wytworzeniu tych cząstek badaliśmy sposób, w jaki poruszają się wokół asteroidy. Jak się okazuje, na ich ruch będzie wpływać szereg czynników, takich jak kształt asteroidy lub jej dynamika, między innymi odległość od Słońca. Następnie stwierdziliśmy, że dobrym pomysłem byłoby znalezienie sposobu na zaprojektowanie trajektorii lotu statku kosmicznego wokół tego obiektu, tak by umożliwić zebranie jak największej ilości tych wyrzuconych po eksplozji cząsteczek z myślą o maksymalizacji skuteczności naszej misji.
00:30:11:03 - 00:30:30:24
Abigail Acton
Domyślam się więc, że tworzyliście również modele interakcji tego konkretnego pocisku i materiału wybuchowego z asteroidą, żeby mieć pewność, iż sonda wysłana do badania asteroidy nie ucierpi na skutek jakiejś kolizji, a biorąc pod uwagę, że pocisk jest wystrzeliwany w kierunku bardzo małych ciał niebieskich, spowoduje to także ich wybicie.
00:30:31:00 - 00:30:39:21
Mirko Trisolini
Żeby poruszyć asteroidę, potrzebny byłby naprawdę duży ładunek. W rzeczywistości średnica takiego pocisku jest niewielka, może dziesięć centymetrów.
00:30:39:23 - 00:30:42:22
Abigail Acton
Zatem to wcale nie przypomina gry w kosmiczny bilard?
00:30:42:24 - 00:31:10:23
Mirko Trisolini
To akurat przykład innej, nieukończonej jeszcze misji, którą prowadzą wspólnie NASA i ESA. Należy jednak pamiętać, że zwykle pociski są małe – około 10–15 centymetrów, jak ten wystrzelony przez Hayabusa2. Wszystko zależy od materiału, z jakiego zbudowana jest asteroida, ale zazwyczaj taki pocisk wystarczy do stworzenia bardzo dużego krateru. Na przykład pocisk wystrzelony przez Hayabusa2 utworzył krater o średnicy 15 metrów.
00:31:10:23 - 00:31:26:05
Abigail Acton
I to wszystko za pomocą tak małego pocisku? Jestem pod ogromnym wrażeniem. Dziękuję za przywołanie tej kwestii. Zapytam cię jeszcze o spostrzeżenia, którymi możesz się z nami podzielić. Biorąc pod uwagę, że projekt dobiegł już końca, do jakich interesujących wniosków udało wam się dojść? Co było najważniejszym wynikiem projektu, którym chciałbyś się z nami tutaj podzielić?
00:31:26:07 - 00:31:54:13
Mirko Trisolini
W zasadzie udało nam się ustalić całkiem sporo kwestii. Określiliśmy na przykład rodzaje asteroid, które najlepiej nadają się do przeprowadzenia misji zbierania próbek. Należą do nich głównie asteroidy o mniejszych rozmiarach, na przykład poniżej kilometra. Poza tym ich gęstość nie powinna być zbyt duża. Najlepsze byłyby też asteroidy, które nie są zbyt skaliste, ale zawierają nieco bardziej piaszczysty materiał, tak jak w przypadku poprzednich misji.
00:31:54:15 - 00:32:29:21
Mirko Trisolini
Choć nie jest to do końca pewne. Kolejnym osiągnięciem projektu jest również zastosowana metodologia. Mam nadzieję, że będzie można ją wykorzystać w następnych misjach, a nasze wyniki przydadzą się do przeprowadzania analiz i ułatwienia dalszych badań dotyczących tych ciał. W rzeczywistości wykonaliśmy już wstępną analizę dla JAXA na potrzeby rozszerzonej misji sondy Hayabusa2, która ma dotrzeć do jednej z tych bardzo małych i szybko obracających się asteroid w 2031 roku, jeśli się nie mylę.
00:32:29:23 - 00:32:34:05
Mirko Trisolini
Mam nadzieję, że niektóre z uzyskanych przez nas wyników zostaną wykorzystane w tej misji.
00:32:34:05 - 00:32:50:06
Abigail Acton
Cóż, brzmi to fantastycznie. Uważam, że to wspaniałe osiągnięcie. Myślę, że wspólnym mianownikiem waszych relacji jest to, że wyniki waszych prac naprawdę mają wpływ na projektowanie misji w bliższej lub dalszej przyszłości. Jest to więc przykład nieustannego rozwoju w oparciu o wcześniejsze badania. To naprawdę fascynujące. Bycie częścią tak wielkiej całości musi sprawiać niezwykłą satysfakcję.
00:32:50:12 - 00:32:54:12
Abigail Acton
To wyjątkowe. Czy ktoś ma jakieś pytania do Mirko? Oddaję ci głos, Ann.
00:32:54:14 - 00:33:03:14
Ann Carine Vandaele
Zgadza się. Zastanawiam się nad pewną rzeczą. Otóż czy wasze metody mają zastosowanie wyłącznie do ciał pozbawionych atmosfery?
00:33:03:22 - 00:33:32:15
Mirko Trisolini
Dziękuję, że o to pytasz. Myślę, że metody, które były głównym przedmiotem naszych analiz, mają zastosowanie przede wszystkim do ciał niebieskich pozbawionych atmosfery. Muszą to być obiekty mniejszych rozmiarów, tak jak asteroidy. Mogą to być rozmiary rzędu kilkuset metrów, a nawet kilku kilometrów. Jednak obecność atmosfery to już znacznie trudniejsze wyzwanie, ponieważ ruch cząstek pyłu byłby zupełnie inny.
00:33:32:15 - 00:33:50:01
Mirko Trisolini
Jeśli nie ma atmosfery, nieco łatwiej jest przewidzieć sposób poruszania się cząstek, gdyż ich dynamika jest znacznie prostsza. Z kolei w przypadku ciała otoczonego atmosferą mamy do czynienia na przykład z wiatrem lub innymi zjawiskami, które mogą gwałtownie zmienić ich trajektorię.
00:33:50:03 - 00:34:04:12
Abigail Acton
Mamy przykład marsjańskiego pyłu. Dziękuję wam bardzo za poświęcony czas. To była naprawdę ciekawa rozmowa. Jestem pod wielkim wrażeniem wszystkich projektów. To tak, jakby otwierały się kolejne nowe horyzonty. Świetnie. Dziękuję, że wraz ze mną współtworzyliście dzisiejszy odcinek podcastu CORDIScovery.
00:34:04:17 - 00:34:07:24
Mirko Trisolini
Dziękuję za przywołanie tej kwestii. Dziękuję za zaproszenie.
00:34:08:01 - 00:34:08:23
Abigail Acton
Cała przyjemność po mojej stronie, Mirko.
00:34:09:00 - 00:34:09:22
Fuencisla Cañadas
Dziękuję za pytanie, Abigail.
00:34:10:02 - 00:34:11:22
Ann Carine Vandaele
Dziękujemy za obecność. Do zobaczenia.
00:34:11:22 - 00:34:12:14
Mirko Trisolini
Do zobaczenia.
00:34:14:23 - 00:34:34:01
Abigail Acton
Jeśli spodobał ci się dzisiejszy odcinek CORDIScovery, obserwuj nas w serwisach Spotify i Apple Podcasts. Zapraszamy także na stronę główną podcastu: https://cordis.europa.eu/pl. Zachęcam też do zasubskrybowania naszego podcastu – w ten sposób nie ominą cię informacje na temat najciekawszych badań naukowych finansowanych przez UE. Być może kiedyś będziesz rozmawiać z kimś o swoich ulubionych podcastach.
00:34:34:01 - 00:34:54:13
Abigail Acton
Koniecznie wspomnij nazwę CORDIScovery. W przeszłości rozmawialiśmy już o światłach wykorzystywanych do kierowania ryb z dala od sieci czy rozwoju spersonalizowanym metod leczenia raka. A nawet o tym, jak zaskoczyć wronę specjalnymi magicznymi sztuczkami. Zapraszamy do przesłuchania pozostałych odcinków – z pewnością znajdziesz w nich coś, co pobudzi twoją ciekawość. Być może chcesz poznać także inne projekty finansowane przez UE, które pozwalają nam lepiej zrozumieć działanie kosmosu.
00:34:54:14 - 00:35:16:06
Abigail Acton
Zapraszamy do serwisu CORDIS, gdzie znajdziesz rezultaty badań realizowanych w ramach inicjatyw „Horyzont 2020” i „Horyzont Europa”, które dotyczą tych obszarów. Znajdziesz tam artykuły i wywiady, a także analizy i wyniki badań dotyczących wielu dziedzin i zagadnień – od megafauny po megabity. Jestem pewna, że znajdziesz tam coś dla siebie. Być może uczestniczysz w projekcie lub chcesz uzyskać dofinansowanie.
00:35:16:11 - 00:35:30:03
Abigail Acton
Zapoznaj się z pracami realizowanymi przez innych badaczy i poznaj badania, dzięki którym dowiadujemy się, jak działa nasz świat. Czekamy także na wiadomości, informacje i opinie. Zapraszamy do kontaktu pod adresem: editorial@cordis.europa.eu. Do usłyszenia!
Poniższy tekst jest tłumaczeniem transkrypcji przygotowanej przez SI.
00:00:03:09 - 00:00:19:10
Abigail Acton
Zapraszamy do podcastu CORDIScovery!
00:00:19:12 - 00:00:43:23
Abigail Acton
Dzień dobry i zapraszam do wysłuchania nowego odcinka podcastu CORDIScovery! Z tej strony Abigail Acton. Dzisiaj porozmawiamy o dynamice planet. Jeśli więc czujesz, że zrozumienie badań kosmicznych po prostu cię przerasta, jesteś we właściwym miejscu. W tym odcinku CORDIScovery zapytam troje naszych gości o to, w jaki sposób ich praca przybliża nas do poznania tajemnicy pochodzenia życia. Wyjaśnią nam również fenomen wirujących burz pyłowych w marsjańskiej atmosferze, a także sposoby na badanie asteroid niewiarygodnie daleko od Ziemi.
00:00:44:00 - 00:01:04:16
Abigail Acton
Porozmawiamy o tym, jakie mogły być początki życia na Ziemi i czy wyjaśnienie tego procesu może pomóc w badaniu marsjańskiego pyłu w poszukiwaniu oznak wczesnego życia na Czerwonej Planecie. Pył jest wszechobecny na powierzchni planety i w jej atmosferze. Zatem jaką rolę odegrał w dalekiej przeszłości i nadal odgrywa w utracie marsjańskiej atmosfery? I jak wpływa na interpretację danych ze zdalnych czujników?
00:01:04:18 - 00:01:27:17
Abigail Acton
Poza marsjańskimi tematami przyjrzymy się bliżej także asteroidom. Jak naukowcy zajmujący się kosmosem podchodzą do badań „niemożliwego”? W 2018 roku w ramach japońskiej misji dwa łaziki dotarły na asteroidę o szerokości 400 metrów. Ponad 300 milionów kilometrów od Ziemi. Cóż, każdy, kto kiedykolwiek miał problem z cofaniem do garażu, wie, o czym mowa. Jakie mamy zatem nowinki, jeśli chodzi o planowanie i obsługę dalekich misji kosmicznych na asteroidy?
00:01:27:22 - 00:01:58:17
Abigail Acton
I w jaki sposób fragmenty asteroid są modelowane, namierzane i zbierane? Czy mamy się spodziewać wysypu start-upów zajmujących się działalnością wydobywczą na asteroidach? O tych fascynujących rzeczach porozmawiamy z Fuen Cañadas, geochemiczką i pracowniczką naukową Centrum Astrobiologii w Hiszpanii. Fuen interesuje się rekonstrukcją warunków środowiskowych panujących na Ziemi w początkowej fazie jej rozwoju, ze szczególnym naciskiem na badanie obiegu fosforu i węgla w celu lepszego zrozumienia współewolucji środowiska i życia.
00:01:58:20 - 00:01:59:16
Abigail Acton
Dzień dobry, Fuen.
00:01:59:17 - 00:02:04:08
Fuencisla Cañadas
Dzień dobry wszystkim! Dziękuję za zaproszenie. Bardzo się cieszę, że mogę być gościem dzisiejszego podcastu.
00:02:04:13 - 00:02:22:05
Abigail Acton
Dziękujemy, Fuen. My też się cieszymy, że jesteś z nami. Ann Carine Vandaele pracuje w Królewskim Instytucie Aeronomii Kosmicznej w Belgii. Brała ona udział w projektowaniu i obsłudze instrumentów teledetekcji wykorzystywanych do badania atmosfer planetarnych, koncentrując się głównie na roli chmur i pyłu w ich składzie. Dzień dobry, Ann.
00:02:22:07 - 00:02:26:05
Ann Carine Vandaele
Witam wszystkich. Bardzo się cieszę, że mogę tu dzisiaj być.
00:02:26:07 - 00:02:46:13
Abigail Acton
Witamy cię serdecznie. Dziękujemy za obecność. Mirko Trisolini jest specjalistą ds. astrodynamiki w niemieckiej firmie Vyoma, zajmującej się badaniem ruchu w przestrzeni kosmicznej i jego skutecznym zarządzaniem. Głównie interesuje się on badaniem dynamiki małych cząstek i technik służących do pozyskiwania ich z asteroid i innych niewielkich ciał niebieskich w Układzie Słonecznym. Dzień dobry, Mirko.
00:02:46:18 - 00:02:51:09
Mirko Trisolini
Witam wszystkich. Bardzo dziękuję za zaproszenie.
00:02:51:11 - 00:03:07:13
Abigail Acton
Świetnie. Możemy więc zacząć. Najpierw zwrócę się do Fuen. Mars Phosphorus and LifE to projekt, w którym zadaliście dwa fundamentalne pytania: Jak powstało życie na Ziemi? I czy na Marsie kiedykolwiek istniało życie? Cóż, takie oto niezobowiązujące pytania. Czy możesz nam zatem powiedzieć, jak powstało i skąd pochodzi życie na Ziemi?
00:03:07:17 - 00:03:36:03
Fuencisla Cañadas
To bardzo dobre pytanie na początek, ponieważ odpowiedź na nie brzmi „nie”. Niestety nie wiemy, kiedy powstało ani skąd pochodzi życie na Ziemi. Nie wiemy więc dokładnie, jak powstało. Mamy za to kilka koncepcji. Miejsca, takie jak kominy hydrotermalne w oceanie lub środowiska bardzo kwaśne, są tradycyjnie wskazywane jako potencjalne miejsca powstania życia, ponieważ są one niezwykle bogate w składniki odżywcze.
00:03:36:05 - 00:04:05:19
Fuencisla Cañadas
Jednak problem stanowi fosfor, a więc pierwiastek, który jest niezbędny do życia. Nie można sobie wyobrazić życia bez fosforu. A we wspomnianych środowiskach fosfor jest zwykle uwięziony w minerałach, głównie w apatycie, natomiast jego stężenie w wodzie jest bardzo niskie. To z kolei sprawia, że istnieje niewielka szansa na pojawienie się w nich życia.
00:04:05:21 - 00:04:37:15
Fuencisla Cañadas
Jest to więc coś, co w astrobiologii określamy „problemem fosforanów”. Typowany jest też inny typ środowiska, który w ostatnich latach zyskał sporą popularność, a mianowicie jeziora węglanowe, gdzie rozwiązaniem tego problemu jest apatyt – minerał, o którym wspomniałem wcześniej – który zawiera zarówno wapń, jak i fosfor. W tego typu jeziorach wapń zazwyczaj wiąże się z węglanami zamiast tworzenia apatytu.
00:04:37:15 - 00:05:04:03
Fuencisla Cañadas
Oznacza to, że wapń zostaje zamknięty w minerałach, tym samym uniemożliwiając powstawanie apatytu. Wówczas także fosfor nie jest wiązany w celu utworzenia apatytu i w rezultacie jego stężenie w wodzie rośnie, dając szansę na rozwój życia. Z tego względu możemy założyć, że te bogate w węglany jeziora mogły być miejscem powstania życia.
00:05:04:05 - 00:05:16:02
Fuencisla Cañadas
Co mnie osobiście fascynuje, to fakt, że na Ziemi wiele jezior węglanowych powstało dzięki fotosyntezie. Po prostu bez fotosyntezy w ogóle by nie powstały.
00:05:16:02 - 00:05:25:09
Abigail Acton
To naprawdę interesujące. Dziękuję za przywołanie tej kwestii. Zatem jaki dokładnie jest związek między jeziorami węglanowymi a fotosyntezą? Jaką rolę odgrywa tu fotosynteza?
00:05:25:11 - 00:05:52:23
Fuencisla Cañadas
Procesowi fotosyntezy zawdzięczamy istnienie wielu jezior węglanowych na Ziemi. Mechanizm ich powstawania polega na tym, że drobnoustroje wykorzystują pobrany z wody dwutlenek węgla jako źródło energii. Zmienia to skład chemiczny wody, zwiększając jej zasadowość. A wyższe pH wody prowadzi do zjawiska wytrącania. W tych warunkach możliwe jest wytrącanie się skał węglanowych.
00:05:53:00 - 00:06:01:03
Abigail Acton
Rozumiem. Dziękujemy za obecność. Doskonale wszystko wyjaśniłaś. Jesteśmy naprawdę wdzięczni. A jaka była rola projektu MaPLE w badaniu tej teorii? Jak przebiegały wasze prace?
00:06:01:05 - 00:06:27:19
Fuencisla Cañadas
MaPLE był niezwykle ekscytującym projektem, który umożliwił mi prowadzenie badań w kanadyjskim Thunder Bay, jednym z najstarszych regionów naszej planety. Badałam próbki skał sprzed 3 miliardów lat, jak już wspominałam. Próbki te są istotne nie tylko ze względu na swój wiek, ale także dlatego, że pochodzą z najstarszej znanej platformy węglanowej na Ziemi.
00:06:27:21 - 00:06:50:19
Fuencisla Cañadas
Platforma ta zawiera stromatolity, które są strukturami osadowymi utworzonymi przez sinice. Wskazuje to na fakt, że w pewnym momencie istniało tam życie. Próbki pochodzą z rdzeni wiertniczych, które w przeciwieństwie do wychodni skalnych pomagają zachować pierwotne właściwości geologiczne i chemiczne skały.
00:06:50:19 - 00:06:59:01
Abigail Acton
Świetnie. Więc kiedy mówisz o pobieraniu próbek z rdzeni wiertniczych, z jakimi wyzwaniami się to łączy? Wydaje się to naprawdę skomplikowane.
00:06:59:03 - 00:07:24:08
Fuencisla Cañadas
W rzeczywistości rdzeń wiertniczy został przekazany przez amerykańską firmę wydobywczą. W nauce bardzo często pracuje się z rdzeniami skalnymi, które pochodzą z odwiertów. Mamy naprawdę wielkie szczęście, że dostaliśmy taką szansę. Podczas badania starych próbek musimy mieć jednak pewność, że jest to starożytny materiał. Rodzi to dwa istotne problemy: pierwszym jest możliwa obecność zanieczyszczeń.
00:07:24:10 - 00:07:53:00
Fuencisla Cañadas
Aby tego uniknąć, próbki są starannie preparowane w laboratorium. Najpierw są myte rozpuszczalnikami. Po usunięciu zewnętrznych części bardzo ostrożnie je krzyżujemy, a po każdym użyciu czyścimy, aby zapobiec zanieczyszczeniu krzyżowemu. Drugim ważnym wyzwaniem są różnego rodzaju modyfikacje. Chodzi o zmiany chemiczne lub fizyczne, którym ulegają skały w miarę upływu czasu.
00:07:53:02 - 00:08:15:06
Fuencisla Cañadas
Proces ten może zmienić pierwotny skład skały. Jest to bardzo ważne, ponieważ w przypadku skał sprzed 3 miliardów lat musimy być pewni, że wyniki naszej analizy odzwierciedlają pierwotne warunki z okresu powstawania skał, a nie coś znacznie młodszego, na przykład z teraźniejszości.
00:08:15:09 - 00:08:24:15
Abigail Acton
A jaki jest sposób, żeby to odróżnić? Skąd pewność, że trzymany przez ciebie obiekt pochodzi z okresu, który badasz?
00:08:24:16 - 00:08:57:11
Fuencisla Cañadas
W geochemii wykorzystujemy szereg zastępczych wskaźników geochemicznych, aby na podstawie izotopów lub dalszych analiz, w tym chemicznych, zrekonstruować na przykład historyczne poziomy tlenu w atmosferze, w kolumnie wody, poziomy żelaza, a następnie porównać wyniki z tymi analizami. W ten sposób uzyskujemy potwierdzenie, ponieważ na przestrzeni epok geologicznych wyraźnie widać różne geochemiczne „odciski palców” – ślady pochodzące z różnych okresów geochemicznych.
00:08:57:13 - 00:09:03:23
Fuencisla Cañadas
Więc jest to bardzo ważne. Ponadto kluczowe jest rozumienie odczytywanych informacji.
00:09:03:23 - 00:09:21:19
Abigail Acton
Zdecydowanie. W przeciwnym razie można się całkowicie pomylić. Tak więc przyglądając się tym osadom, wykorzystujesz różne techniki analityczne do określenia, jak je nazywasz, odcisków palców, które wskazują na specyficzne cechy poszczególnych epok. Dzięki temu wiesz, na co dokładnie patrzysz. Świetnie. To naprawdę fascynujące. A co udało ci się odkryć?
00:09:22:08 - 00:09:46:22
Fuencisla Cañadas
Kiedy rozpoczęłam prace w ramach projektu, jedno z ciekawszych postawionych przeze mnie pytań dotyczyło tego, jak sinice, które ostatecznie przyczyniły się do utworzenia stromatolitów, były w stanie przetrwać w tym środowisku 3 miliardy lat temu, kiedy woda była pozbawiona tlenu. Ponadto poziom dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze był bardzo wysoki.
00:09:46:24 - 00:10:18:14
Fuencisla Cañadas
Jak więc sinice, organizmy zdolne do fotosyntezy, były w stanie funkcjonować? Dzięki projektowi MaPLE odtworzyliśmy warunki środowiskowe na tym obszarze 3 miliardy lat temu i zidentyfikowaliśmy okresy, kiedy woda zawierała tlen w tym beztlenowym środowisku. Uważamy więc, że był to tlen wytworzony przez sinice, które przetrwały na tym obszarze dzięki wyższej zawartości fosforu w wodzie.
00:10:18:19 - 00:10:39:05
Abigail Acton
Czyli wracamy do koncepcji podkreślającej znaczenie fosforu i założenia, że obecność fosforu umożliwiła ten proces. To naprawdę fascynujące. Opowiedz, jak to się łączy z twoimi hipotezami dotyczącymi możliwości powstania życia bardzo dawno temu na odległym Marsie? Wiem, że interesujesz się pewnymi jeziorami węglanowymi, które eksploruje obecnie łazik marsjański.
00:10:39:05 - 00:10:40:17
Abigail Acton
Czy możesz powiedzieć nam coś więcej na ten temat?
00:10:40:18 - 00:11:13:00
Fuencisla Cañadas
Oczywiście. Główna hipoteza zakłada, że wspomniana aktywność fotosyntetyczna na tym kanadyjskim obszarze sprzyjała wytrącaniu się węglanów, a następnie tworzeniu się tej platformy, na której do dziś zachowały się stromatolity. I tutaj robi się jeszcze ciekawiej, ponieważ nasze ustalenia można powiązać z Marsem. Mianowicie w okresie, w którym na Ziemi pojawiło się życie, warunki na Marsie były bardzo podobne: była natleniona woda oraz bogata w dwutlenek węgla atmosfera.
00:11:13:02 - 00:11:39:00
Fuencisla Cañadas
Przy czym na Ziemi istniały pewne, nazwijmy to, ograniczone obszary, gdzie warunki sprzyjały powstaniu życia. Ale co w takim razie z Marsem? Co tam się stało? Węglany występują na Marsie bardzo rzadko. Nie znamy jeszcze dokładnej przyczyny. Być może wytrącanie się węglanów na Marsie było niemożliwe z powodu kwaśnych warunków.
00:11:39:00 - 00:11:57:15
Fuencisla Cañadas
Na Ziemi warunki też były kwaśne, a jednak na pewnych obszarach pojawiło się życie. Dlatego z moim zespołem zaczęliśmy się zastanawiać. Co jeśli na powstawanie węglanów na Marsie miały wpływ żywe organizmy, tak jak w wielu miejscach na Ziemi?
00:11:57:17 - 00:11:59:10
Abigail Acton
Więc w pewnym sensie odwróciliście hipotezę.
00:11:59:10 - 00:12:00:03
Fuencisla Cañadas
Dokładnie.
00:12:00:03 - 00:12:06:17
Abigail Acton
Fascynujące. Nie chodzi więc o to, że środowiska węglanowe dały początek życiu, ponieważ były korzystne, ale że żywe organizmy przyczyniły się do powstania tychże warunków.
00:12:06:21 - 00:12:24:14
Fuencisla Cañadas
Dokładnie. Ale to tylko koncepcja, którą rozwijamy i którą trudno potwierdzić. Sądzę, że do odpowiedzi na to interesujące pytanie może nas przybliżyć powrót sondy z próbkami z Marsa w ramach najbardziej ambitnej misji w historii NASA.
00:12:24:14 - 00:12:29:19
Abigail Acton
Tak więc zadaniem NASA jest przywiezienie próbek z Marsa. Wspaniale.
00:12:29:19 - 00:12:45:04
Fuencisla Cañadas
Obecnie na Marsie znajduje się wysłany w ramach misji łazik Perseverance, który zbiera próbki skał z krateru Jezero. Ten krater jest wyjątkowy, gdyż jest jednym z niewielu miejsc na Marsie, gdzie znaleziono węglany.
00:12:45:06 - 00:13:00:16
Abigail Acton
Przyznam, że to ekscytujące. Jeszcze wszystko może się zdarzyć. Jeśli będziesz miała okazję zbadać niektóre z przywiezionych próbek i jeśli uda ci się zdobyć ten materiał, a wiem, że na to liczysz, choć chętnych jest wielu, wówczas może się okazać, że masz rację.
00:13:00:16 - 00:13:11:07
Abigail Acton
Czy to nie brzmi wspaniale? To byłoby niesamowite. Naprawdę. Genialna perspektywa. Dziękuję ci serdecznie za rozmowę. Naprawdę pobudziłaś naszą wyobraźnię. Za co jesteśmy wdzięczni. Czy ktoś ma jakieś pytania do Fuen? Mirko, oddaję ci głos.
00:13:11:09 - 00:13:33:08
Mirko Trisolini
Dziękuję. Zastanawiałem się nad tym, o czym mówiłaś, czyli nad związkiem między Ziemią a Marsem, i nad tym, czy na przykład w przypadku próbek zebranych na Marsie nie były one narażone na bardzo duże promieniowanie. Jeśli promieniowanie byłoby dużo silniejsze, to czy nie miałoby ono określonego wpływu na próbki? Szczególnie że podczas analizy są one porównywane z próbkami z Ziemi.
00:13:33:10 - 00:14:08:18
Fuencisla Cañadas
Oczywiście, porównywanie Marsa i Ziemi ma pewne ograniczenia. Jednym z bardzo ważnych wyzwań jest wspomniane przez ciebie promieniowanie. Faktem jest, że powierzchnia Marsa była przez miliony lat narażona na wysokie dawki promieniowania. I właśnie dlatego tutaj, na Ziemi, w ramach naszych analiz porównujemy próbki, na przykład ze wspomnianego obszaru w Kanadzie, używając ich jako analogów, a następnie przeprowadzamy na nich różne analizy.
00:14:08:18 - 00:14:20:05
Fuencisla Cañadas
Potem powtarzamy te analizy po napromieniowaniu tych próbek w laboratoriach, dzięki czemu możemy uzyskać różne sygnatury. Będziemy mogli porównać je następnie z bardziej wiarygodnymi sygnaturami próbek, które zostaną przywiezione z Marsa.
00:14:20:07 - 00:14:38:15
Abigail Acton
Jeśli dobrze rozumiem, pracujecie nad uzyskaniem danych zbliżonych do tych, których spodziewacie się z Marsa. Zgadza się. Dziękuję za przywołanie tej kwestii. To było świetne pytanie, Mirko. Dziękujemy za obecność. Teraz kolej na Ann. Celem projektu ROADMAP było zbadanie wpływu pyłu na marsjańską atmosferę. Dlaczego tak ważne jest dokładne wyjaśnienie roli pyłu i chmur spowijających tę planetę?
00:14:38:15 - 00:15:16:08
Ann Carine Vandaele
Dziękuję za pytanie, Abigail. Zrozumienie znaczenia pyłu i chmur na Marsie jest faktycznie ważne. Tak naprawdę odnosi się to do każdej planety, ponieważ pył i chmury wpływają na atmosferę na wiele różnych sposobów. Na przykład ograniczają obieg wody. Wpływają też na procesy radiacyjne zachodzące w atmosferze. Na przykład na sposób, w jaki promieniowanie słoneczne oddziałuje z atmosferą, a nawet na cyrkulację.
00:15:16:08 - 00:15:49:19
Ann Carine Vandaele
A więc na sposób, w jaki krążą masy powietrza. Niedawno wykazaliśmy, że odegrały rolę w długofalowej ewolucji atmosfery planety, ponieważ większa ilość pyłu na Marsie wiązała się z większą ucieczką wodoru, jednego ze składników atmosfery. W ten sposób udało nam się wykazać związek między pyłem a utratą atmosfery.
00:15:50:00 - 00:16:00:14
Abigail Acton
Rozumiem. To fascynujący temat. Sądzę, że pył i chmury mają również wpływ na obserwacje planet i na sposób interpretacji danych z naszych zdalnych obserwacji. Czy możesz powiedzieć nam coś więcej na ten temat?
00:16:00:18 - 00:16:40:06
Ann Carine Vandaele
Jak najbardziej. Był to kolejny aspekt badany w ramach projektu ROADMAP, mianowicie wpływ pyłu i chmur na badanie i analizę danych rejestrowanych przez instrumenty sondujące. Zwykle atmosfera jest badana za pomocą spektroskopii, a więc badane są ślady, wspomniane wcześniej „odciski palców, które dostarczają informacji o obecności i ilości gazu.
00:16:40:08 - 00:17:04:00
Ann Carine Vandaele
Ale oczywiście pył i chmury również pozostawiają ślady, które nakładają się na cechy związane z obecnością gazów w atmosferze. Zatem aby poznać poziomy gazów, najpierw trzeba poprawnie określić ilość pyłu i chmur.
00:17:04:02 - 00:17:21:13
Abigail Acton
W porządku, rozumiem. Zdecydowanie masz rację. Jak rozumiem, żeby móc znaleźć to, czego faktycznie szukamy, musimy być w stanie odfiltrować wszelkie szumy oraz zakłócenia pochodzące z tych dodatkowych mas krążących wokół planet. To naprawdę fascynujące. Wydaje się to oczywiste, ale nie jest to jedna z tych rzeczy, których od razu ma się świadomość.
00:17:21:15 - 00:17:36:11
Abigail Acton
Przypuszczam też, że może to wpływać nawet na bezpieczeństwo przyszłych misji, ponieważ badania dotyczące właściwości atmosfery łączą się bezpośrednio z programowaniem różnego sprzętu czy pojazdów kosmicznych. Czy mam rację?
00:17:36:11 - 00:18:09:17
Ann Carine Vandaele
Zgadza się. Faktycznie jest to bardzo ważny aspekt w kontekście eksploracji Marsa, ponieważ akurat ta planeta jest bez przerwy cała pokryta pyłem. Co gorsza, czasami kopuły pyłowe mogą ewoluować. Wciąż nie wiemy, dlaczego i w jaki sposób. Mogą nawet przekształcić się w ogromne burze pyłowe, całkowicie otaczające planetę. Nikt nie chciałby wysyłać sprzętu na Marsa podczas takiej burzy.
00:18:09:19 - 00:18:27:03
Ann Carine Vandaele
Musimy więc dowiedzieć się więcej na temat samych burz, aby zrozumieć, w jaki sposób mogą powstawać. Będzie to przydatne do określenia najlepszego czasu wysłania tam sondy.
00:18:27:09 - 00:18:46:18
Abigail Acton
Chodzi więc o naturę pochodzenia burz i sprawdzenie, czy istnieją jakieś przewidywalne wzorce, które można wziąć pod uwagę. Całkowicie to rozumiem. W rozmowie z Fuen mówiliśmy nieco o analogach. Moim zdaniem to fascynujące. Mam na myśli fakt, że obszary, które badacie, również są bardzo odległe i bardzo niedostępne.
00:18:46:20 - 00:19:09:08
Abigail Acton
I oczywiście wszyscy tutaj bardzo chcieliby móc pracować z rzeczywistymi próbkami. To całkowicie zrozumiałe. Ale dopóki próbki nie wrócą z Marsa, dopóty musisz używać analogów. Czy możesz powiedzieć nam nieco więcej o analogach? Czym dokładnie są i jak się je wykorzystuje w laboratorium, na przykład podczas badań, które prowadzisz?
00:19:09:10 - 00:19:41:11
Ann Carine Vandaele
To bardzo dobre pytanie. Tak jak wspomniałaś, faktycznie nie dysponujemy jeszcze próbkami z Marsa. To samo dotyczy np. Wenus. A w jej przypadku zdobycie próbek jest jeszcze trudniejsze. W laboratorium używamy więc czegoś, co nazywamy analogami. Są to próbki znalezione na Ziemi, takie, które uznamy za najlepsze odpowiedniki tego, co znajduje się na Marsie.
00:19:41:13 - 00:20:03:04
Ann Carine Vandaele
Oznacza to, że opieramy się na naszych wyobrażeniach o tym, co znajduje się na Marsie. Choć nie znamy jeszcze szczegółów, nasza wiedza na temat powierzchni Marsa jest całkiem dobra. A analogi stanowią najlepsze odzwierciedlenie naszych założeń.
00:20:03:06 - 00:20:16:12
Abigail Acton
To interesujące. Sądzę więc, że można również tworzyć analogi czynników środowiskowych i za pomocą np. komór ciśnieniowych faktycznie spróbować stworzyć warunki podobne do panujących na Marsie. Fuen mówiła na przykład o poddawaniu próbek skał promieniowaniu, aby zobaczyć, jaki będzie tego efekt.
00:20:16:16 - 00:20:43:03
Ann Carine Vandaele
Zgadza się. To samo zrobiliśmy podczas projektu ROADMAP. Użyliśmy analogów, ale w środowiskach naśladujących warunki, jakich spodziewamy się na Marsie. Przykładowo, w jednym z eksperymentów użyliśmy tunelu aerodynamicznego, w którym pył umieszczony na podłożu z piasku był poddawany działaniu wiatru.
00:20:43:05 - 00:21:00:21
Ann Carine Vandaele
W tunelu panują warunki zbliżone do ciśnienia na Marsie. Jest ono bardzo niskie. Tak więc tunel aerodynamiczny pozwolił nam odtworzyć niektóre z warunków typowych dla Marsa.
00:21:01:00 - 00:21:02:10
Abigail Acton
Z jaką siłą wiał wiatr?
00:21:02:10 - 00:21:04:08
Ann Carine Vandaele
Cóż, nie pamiętam.
00:21:04:10 - 00:21:12:12
Abigail Acton
Spodziewałem się, że podasz jakąś ogromną liczbę kilometrów na sekundę. Założę się, że wiał z bardzo, bardzo dużą prędkością. Co udało wam się ustalić?
00:21:12:18 - 00:21:44:07
Ann Carine Vandaele
Uzyskaliśmy bardzo ciekawe rezultaty. Niektóre wiążą się np. z grubością warstwy pyłu, którą wiatr może unieść. Można by pomyśleć, że ilość unoszonego pyłu nie ma bezpośredniego związku z grubością warstwy pyłu. Ale odkryliśmy, że w rzeczywistości jest to powiązane. Jeśli więc warstwa pyłu jest bardzo cienka, nie jest on unoszony przez wiatr.
00:21:44:13 - 00:21:47:16
Ann Carine Vandaele
To jedno z naszych ustaleń.
00:21:47:21 - 00:22:02:15
Abigail Acton
Prawdziwie interesujące. Jeśli dobrze zrozumiałam, oznacza to, że w przypadku, gdy warstwa jest gruba, pył jest łatwiej zwiewany. Rzeczywiście ciekawe. Doskonale. Dziękuję bardzo, Ann. Naprawdę dziękuję za wyjaśnienie. Było bardzo klarowne. Czy ktoś ma jakieś uwagi lub pytania do Ann? Zgadza się. Fuen. O co chciałabyś spytać?
00:22:02:15 - 00:22:19:15
Fuencisla Cañadas
Dziękuję, Ann. Z czystej ciekawości chciałam zapytać: w jaki sposób charakteryzujesz pył używany w eksperymentach? Przypuszczam, że ma on skład podobny do prawdziwego pyłu z Marsa. Tak zakładam, ale jak to scharakteryzować?
00:22:19:17 - 00:22:49:02
Ann Carine Vandaele
Po pierwsze, użyte analogi pyłu z Marsa są powszechnie spotykane na Ziemi; do tego stopnia, że można je kupić. Były one naszym punktem wyjścia, ponieważ jedną z rzeczy, które chcieliśmy zbadać, było znaczenie rozmiaru cząstek pyłu. Z tego względu najpierw upewniliśmy się, że próbki zostały scharakteryzowane pod względem wielkości i rozkładu wielkości.
00:22:49:04 - 00:23:16:18
Ann Carine Vandaele
Istnieje wiele różnych metod wykorzystywanych do pomiaru rozkładu wielkości cząstek próbki. Istnieją na przykład bezpośrednie pomiary wielkości, ale można też użyć zdjęć próbek, na których widać kształty ziaren. Przeprowadziliśmy wiele badań analitycznych, więc wiedzieliśmy, z czego złożone są badane przez nas próbki.
00:23:16:20 - 00:23:24:21
Abigail Acton
Są też dane zebrane dzięki łazikowi wyposażonemu w sondę. Na przykład profile chemiczne i inne informacje, które przekazuje, takie jak dane fizyczne, czy mam rację?
00:23:24:21 - 00:23:42:14
Ann Carine Vandaele
Tak, dysponujemy zdjęciami wykonanymi przez kamery łazików, które zbierają próbki z powierzchni Marsa. To nam daje pewne pojęcie o tamtejszych warunkach i pozwala tworzyć analogi. Mogę zapewnić, że dostępne na rynku analogi powstają na podstawie pomiarów i obserwacji.
00:23:42:18 - 00:24:04:09
Abigail Acton
Jestem pod wrażeniem. Bardzo dziękuję za to wyjaśnienie. Bardzo dobre pytanie, Fuen. Dziękuję. Mirko, kolej na ciebie. Twój projekt nazywał się CRADLE, a jego pełna nazwa brzmi: „Collecting Asteroid-Orbiting Samples”. Dotyczył on bezpiecznych, zrównoważonych i autonomicznych metod badania asteroid. Przed chwilą poruszaliśmy już temat pyłu, więc spodziewam się, że również opowiesz nam o pyle, ale tym razem z asteroid, a także o innych zagadnieniach, jak na przykład metody zbierania próbek.
00:24:04:15 - 00:24:09:24
Abigail Acton
Ale zanim do tego przejdziemy, zapytam cię, Mirko, dlaczego wybrałeś akurat ten obszar badań i co sprawiło, że w ogóle się nim zainteresowałeś?
00:24:10:03 - 00:24:33:07
Mirko Trisolini
Dziękuję za to pytanie, Abigail. Muszę przyznać, że odkąd zacząłem studia na kierunku inżynierii kosmicznej, moim życiowym marzeniem, także na studiach magisterskich, było zaangażowanie się w jakiejkolwiek formie w misję eksploracji kosmosu, w misje międzyplanetarne. Ale ostatecznie moja kariera naukowa potoczyła się w nieco innym kierunku.
00:24:33:07 - 00:24:34:04
Mirko Trisolini
Przynajmniej na pewnym etapie.
00:24:34:07 - 00:24:35:24
Abigail Acton
To częsty przypadek.
00:24:36:01 - 00:25:08:16
Mirko Trisolini
Dokładnie. W gruncie rzeczy można to przewidzieć, ale zwykle nie tak trafnie, jakby się chciało. Jednak dzięki temu projektowi w końcu miałem okazję zebrać całą wiedzę, jaką przez te lata zdobyłem, zwłaszcza związaną z dynamiką małych cząstek i odłamków, i spróbować zastosować ją w innych dziedzinach, jakimi są misje eksploracji kosmosu czy misje na asteroidy i komety oraz te mniejsze ciała obecne w układach słonecznych.
00:25:08:18 - 00:25:14:15
Mirko Trisolini
Próbowałem więc trochę się dostosować i wykorzystać moją wcześniejszą wiedzę do badania nieco innych zagadnień.
00:25:14:17 - 00:25:34:16
Abigail Acton
Ale wciąż są to zagadnienia powiązane. Mam tu na myśli fakt, że z punktu widzenia sukcesu misji równie kluczowa jest zdolność rozumienia, jak należy badać te niewielkie obiekty poruszające się z dużą prędkością. Wróćmy jednak do projektu CRADLE. Jakie wyznaczyliście sobie cele? Wiem, że w swoim projekcie zamierzałeś poszerzyć dotychczasową wiedzę na temat asteroid, ale co konkretnie było przedmiotem twoich badań?
00:25:34:18 - 00:26:02:21
Mirko Trisolini
Kiedy rozpoczynaliśmy projekt, postawiliśmy sobie pytanie o to, czy możliwe jest znalezienie innego, nowego sposobu na pobranie próbek materiału znajdującego się na odległych małych obiektach, takich jak asteroidy czy komety. Chodziło o sposób, jakiego do tej pory nikt nie spróbował. Można by zapytać, po co mielibyśmy to robić w przypadku, gdy odbyło się zaledwie kilka misji polegających na lądowaniu na obiekcie, a właściwie najczęściej na operacji przyziemienia.
00:26:02:23 - 00:26:23:12
Mirko Trisolini
Ale są być może przypadki, w których styczność z obiektem nie jest w ogóle możliwa. Przykładem jest sytuacja, gdy warunki panujące na asteroidzie są zbyt trudne. Może to być na przykład nierówne ukształtowanie terenu lub dynamiczne środowisko, które stanowi duże wyzwanie dla eksploracji asteroidy.
00:26:23:14 - 00:26:24:15
Abigail Acton
Na przykład dużo pyłu.
00:26:24:17 - 00:26:46:17
Mirko Trisolini
Oczywiście, może to być pył, ale prędzej może się zdarzyć tak, że pył nie będzie miał takiego znaczenia, a raczej sposób, w jaki porusza się asteroida. Problem stanowi fakt, że nie da się tego z góry ustalić. Bardzo trudno jest określić wygląd asteroidy z Ziemi, tak samo jak jej ruch. Ponadto obserwujemy też wyjątkowo małe obiekty, które obracają się z zawrotną prędkością.
00:26:46:19 - 00:26:58:10
Mirko Trisolini
Zatem trudno byłoby satelicie dotknąć powierzchni takiego obiektu. Z tego względu poszukiwaliśmy różnych sposobów i braliśmy pod uwagę rozmaite podejścia, które mogłyby umożliwić pobieranie próbek z tych niewielkich ciał niebieskich.
00:26:58:12 - 00:27:07:23
Abigail Acton
Doskonale. Czy mogę zapytać, dlaczego skupiliście się akurat na tym? Trochę żartuję, ale dlaczego po prostu nie zostawimy tych obiektów w spokoju, żeby sobie wirowały w odległej przestrzeni kosmicznej? Do czego może się nam przydać ta wiedza?
00:27:08:00 - 00:27:35:21
Mirko Trisolini
Trafne pytanie. Prawdopodobnie moglibyśmy w ogóle nie interesować się nimi, ale czasami naprawdę warto. Te małe wirujące ciała niebieskie interesują nas szczególnie, ponieważ zazwyczaj są w rzeczywistości małymi asteroidami, mierzącymi mniej niż 100 metrów, a nawet mniej niż 50 metrów. Najczęściej ten typ planetoid występuje w Układzie Słonecznym, przy czym są też takie, które z dużym prawdopodobieństwem mogą dostać się na przykład w obręb ziemskiej atmosfery.
00:27:35:23 - 00:28:04:15
Mirko Trisolini
Dlatego chcemy wiedzieć, jak powstają i jaki jest ich skład. Zasadniczo może to być przydatne również dlatego, że może dać nam wyobrażenie skutków przedostania się ich do naszej atmosfery. A jeśli się nad tym głębiej zastanowić, to mniej więcej dziesięć lat temu, w 2013 roku, doświadczyliśmy tego na przykładzie Rosji, gdzie na obszar Czelabińska spadł meteoryt, powodując wiele szkód – po prostu uderzył z impetem w ziemię i wywołał falę uderzeniową, która doprowadziła do zniszczeń, raniąc przy tym ludzi.
00:28:04:15 - 00:28:11:10
Abigail Acton
Wydaje mi się również, że im lepiej zrozumiemy naturę asteroid, tym łatwiej – choć może nie łatwiej, ale skuteczniej – będzie można próbować zmienić ich trajektorię ruchu. Czy mam rację?
00:28:11:10 - 00:28:11:22
Mirko Trisolini
Całkowitą.
00:28:11:24 - 00:28:17:09
Abigail Acton
Doskonale. Jestem pod wrażeniem. Czy możesz opowiedzieć nam nieco o konkretnych zadaniach, jakie były realizowane w czasie projektu?
00:28:17:11 - 00:28:40:22
Mirko Trisolini
Oczywiście. Opowiem o poszczególnych etapach. W pierwszej kolejności, jak już wspominałem, postanowiliśmy znaleźć inne metody pobierania próbek z ciał niebieskich, mianowicie takie, które nie wymagałyby dotykania ich powierzchni. Wspólnie z naukowcami z Japońskiej Agencji Eksploracji Aerokosmicznej, z którymi współpracowałem podczas projektu, wpadliśmy na pomysł wystrzelenia pocisku.
00:28:41:18 - 00:28:51:21
Mirko Trisolini
I nie jest to coś, co wymyśliliśmy ot tak, ponieważ jak wiadomo JAXA, wspomniana japońska agencja, już wykorzystała tę metodę podczas misji sondy Hayabusa2.
00:28:51:22 - 00:28:55:21
Abigail Acton
Czy to nie jest ta misja, o której wspomniałam na samym początku?
00:28:55:23 - 00:29:18:02
Mirko Trisolini
Tak, to właśnie o niej mówię. I faktycznie ta misja się udała. Polegało to na tym, że sonda wystrzeliła w kierunku asteroidy pocisk, który utworzył krater, z którego sonda mogła zebrać dane obserwacyjne i próbki. Pomyśleliśmy więc wspólnie, że moglibyśmy pójść o krok dalej i spróbować użyć tej metodologii do pobrania próbek cząstek, które powstały w wyniku tego uderzenia.
00:29:18:02 - 00:29:41:18
Mirko Trisolini
Dlatego naszym celem było stworzenie modeli i wykonanie możliwie jak największej liczby analiz przy użyciu metodologii, jakimi obecnie dysponuje nauka. Podczas tych prac skupiliśmy się na różnych elementach, które należało połączyć w celu weryfikacji wykonalności naszej koncepcji. Zatem badaliśmy modele możliwych interakcji pocisku z materiałem, z którego zbudowana jest asteroida, a także modele mechanizmów powstawania cząstek.
00:29:41:18 - 00:30:10:23
Mirko Trisolini
Po wytworzeniu tych cząstek badaliśmy sposób, w jaki poruszają się wokół asteroidy. Jak się okazuje, na ich ruch będzie wpływać szereg czynników, takich jak kształt asteroidy lub jej dynamika, między innymi odległość od Słońca. Następnie stwierdziliśmy, że dobrym pomysłem byłoby znalezienie sposobu na zaprojektowanie trajektorii lotu statku kosmicznego wokół tego obiektu, tak by umożliwić zebranie jak największej ilości tych wyrzuconych po eksplozji cząsteczek z myślą o maksymalizacji skuteczności naszej misji.
00:30:11:03 - 00:30:30:24
Abigail Acton
Domyślam się więc, że tworzyliście również modele interakcji tego konkretnego pocisku i materiału wybuchowego z asteroidą, żeby mieć pewność, iż sonda wysłana do badania asteroidy nie ucierpi na skutek jakiejś kolizji, a biorąc pod uwagę, że pocisk jest wystrzeliwany w kierunku bardzo małych ciał niebieskich, spowoduje to także ich wybicie.
00:30:31:00 - 00:30:39:21
Mirko Trisolini
Żeby poruszyć asteroidę, potrzebny byłby naprawdę duży ładunek. W rzeczywistości średnica takiego pocisku jest niewielka, może dziesięć centymetrów.
00:30:39:23 - 00:30:42:22
Abigail Acton
Zatem to wcale nie przypomina gry w kosmiczny bilard?
00:30:42:24 - 00:31:10:23
Mirko Trisolini
To akurat przykład innej, nieukończonej jeszcze misji, którą prowadzą wspólnie NASA i ESA. Należy jednak pamiętać, że zwykle pociski są małe – około 10–15 centymetrów, jak ten wystrzelony przez Hayabusa2. Wszystko zależy od materiału, z jakiego zbudowana jest asteroida, ale zazwyczaj taki pocisk wystarczy do stworzenia bardzo dużego krateru. Na przykład pocisk wystrzelony przez Hayabusa2 utworzył krater o średnicy 15 metrów.
00:31:10:23 - 00:31:26:05
Abigail Acton
I to wszystko za pomocą tak małego pocisku? Jestem pod ogromnym wrażeniem. Dziękuję za przywołanie tej kwestii. Zapytam cię jeszcze o spostrzeżenia, którymi możesz się z nami podzielić. Biorąc pod uwagę, że projekt dobiegł już końca, do jakich interesujących wniosków udało wam się dojść? Co było najważniejszym wynikiem projektu, którym chciałbyś się z nami tutaj podzielić?
00:31:26:07 - 00:31:54:13
Mirko Trisolini
W zasadzie udało nam się ustalić całkiem sporo kwestii. Określiliśmy na przykład rodzaje asteroid, które najlepiej nadają się do przeprowadzenia misji zbierania próbek. Należą do nich głównie asteroidy o mniejszych rozmiarach, na przykład poniżej kilometra. Poza tym ich gęstość nie powinna być zbyt duża. Najlepsze byłyby też asteroidy, które nie są zbyt skaliste, ale zawierają nieco bardziej piaszczysty materiał, tak jak w przypadku poprzednich misji.
00:31:54:15 - 00:32:29:21
Mirko Trisolini
Choć nie jest to do końca pewne. Kolejnym osiągnięciem projektu jest również zastosowana metodologia. Mam nadzieję, że będzie można ją wykorzystać w następnych misjach, a nasze wyniki przydadzą się do przeprowadzania analiz i ułatwienia dalszych badań dotyczących tych ciał. W rzeczywistości wykonaliśmy już wstępną analizę dla JAXA na potrzeby rozszerzonej misji sondy Hayabusa2, która ma dotrzeć do jednej z tych bardzo małych i szybko obracających się asteroid w 2031 roku, jeśli się nie mylę.
00:32:29:23 - 00:32:34:05
Mirko Trisolini
Mam nadzieję, że niektóre z uzyskanych przez nas wyników zostaną wykorzystane w tej misji.
00:32:34:05 - 00:32:50:06
Abigail Acton
Cóż, brzmi to fantastycznie. Uważam, że to wspaniałe osiągnięcie. Myślę, że wspólnym mianownikiem waszych relacji jest to, że wyniki waszych prac naprawdę mają wpływ na projektowanie misji w bliższej lub dalszej przyszłości. Jest to więc przykład nieustannego rozwoju w oparciu o wcześniejsze badania. To naprawdę fascynujące. Bycie częścią tak wielkiej całości musi sprawiać niezwykłą satysfakcję.
00:32:50:12 - 00:32:54:12
Abigail Acton
To wyjątkowe. Czy ktoś ma jakieś pytania do Mirko? Oddaję ci głos, Ann.
00:32:54:14 - 00:33:03:14
Ann Carine Vandaele
Zgadza się. Zastanawiam się nad pewną rzeczą. Otóż czy wasze metody mają zastosowanie wyłącznie do ciał pozbawionych atmosfery?
00:33:03:22 - 00:33:32:15
Mirko Trisolini
Dziękuję, że o to pytasz. Myślę, że metody, które były głównym przedmiotem naszych analiz, mają zastosowanie przede wszystkim do ciał niebieskich pozbawionych atmosfery. Muszą to być obiekty mniejszych rozmiarów, tak jak asteroidy. Mogą to być rozmiary rzędu kilkuset metrów, a nawet kilku kilometrów. Jednak obecność atmosfery to już znacznie trudniejsze wyzwanie, ponieważ ruch cząstek pyłu byłby zupełnie inny.
00:33:32:15 - 00:33:50:01
Mirko Trisolini
Jeśli nie ma atmosfery, nieco łatwiej jest przewidzieć sposób poruszania się cząstek, gdyż ich dynamika jest znacznie prostsza. Z kolei w przypadku ciała otoczonego atmosferą mamy do czynienia na przykład z wiatrem lub innymi zjawiskami, które mogą gwałtownie zmienić ich trajektorię.
00:33:50:03 - 00:34:04:12
Abigail Acton
Mamy przykład marsjańskiego pyłu. Dziękuję wam bardzo za poświęcony czas. To była naprawdę ciekawa rozmowa. Jestem pod wielkim wrażeniem wszystkich projektów. To tak, jakby otwierały się kolejne nowe horyzonty. Świetnie. Dziękuję, że wraz ze mną współtworzyliście dzisiejszy odcinek podcastu CORDIScovery.
00:34:04:17 - 00:34:07:24
Mirko Trisolini
Dziękuję za przywołanie tej kwestii. Dziękuję za zaproszenie.
00:34:08:01 - 00:34:08:23
Abigail Acton
Cała przyjemność po mojej stronie, Mirko.
00:34:09:00 - 00:34:09:22
Fuencisla Cañadas
Dziękuję za pytanie, Abigail.
00:34:10:02 - 00:34:11:22
Ann Carine Vandaele
Dziękujemy za obecność. Do zobaczenia.
00:34:11:22 - 00:34:12:14
Mirko Trisolini
Do zobaczenia.
00:34:14:23 - 00:34:34:01
Abigail Acton
Jeśli spodobał ci się dzisiejszy odcinek CORDIScovery, obserwuj nas w serwisach Spotify i Apple Podcasts. Zapraszamy także na stronę główną podcastu: https://cordis.europa.eu/pl. Zachęcam też do zasubskrybowania naszego podcastu – w ten sposób nie ominą cię informacje na temat najciekawszych badań naukowych finansowanych przez UE. Być może kiedyś będziesz rozmawiać z kimś o swoich ulubionych podcastach.
00:34:34:01 - 00:34:54:13
Abigail Acton
Koniecznie wspomnij nazwę CORDIScovery. W przeszłości rozmawialiśmy już o światłach wykorzystywanych do kierowania ryb z dala od sieci czy rozwoju spersonalizowanym metod leczenia raka. A nawet o tym, jak zaskoczyć wronę specjalnymi magicznymi sztuczkami. Zapraszamy do przesłuchania pozostałych odcinków – z pewnością znajdziesz w nich coś, co pobudzi twoją ciekawość. Być może chcesz poznać także inne projekty finansowane przez UE, które pozwalają nam lepiej zrozumieć działanie kosmosu.
00:34:54:14 - 00:35:16:06
Abigail Acton
Zapraszamy do serwisu CORDIS, gdzie znajdziesz rezultaty badań realizowanych w ramach inicjatyw „Horyzont 2020” i „Horyzont Europa”, które dotyczą tych obszarów. Znajdziesz tam artykuły i wywiady, a także analizy i wyniki badań dotyczących wielu dziedzin i zagadnień – od megafauny po megabity. Jestem pewna, że znajdziesz tam coś dla siebie. Być może uczestniczysz w projekcie lub chcesz uzyskać dofinansowanie.
00:35:16:11 - 00:35:30:03
Abigail Acton
Zapoznaj się z pracami realizowanymi przez innych badaczy i poznaj badania, dzięki którym dowiadujemy się, jak działa nasz świat. Czekamy także na wiadomości, informacje i opinie. Zapraszamy do kontaktu pod adresem: editorial@cordis.europa.eu. Do usłyszenia!
Badanie dynamiki przestrzeni kosmicznej
Nowy odcinek podcastu CORDIScovery poświęcony jest badaniom dotyczącym początków życia na Ziemi i ich znaczeniu w kontekście poszukiwania dowodów na istnienie wczesnego życia na Marsie. Pod lupę bierzemy też pył – jest go dużo nie tylko na Marsie, ale również ponad nim. Jaką rolę odegrał on w utracie marsjańskiej atmosfery w odległej przeszłości i jak obecnie wpływa na interpretację danych zbieranych przez zdalne czujniki? Poza marsjańskimi tematami przyjrzymy się bliżej także asteroidom i temu, jak naukowcy zajmujący się przestrzenią kosmiczną podchodzą do badań „niemożliwego”? W 2018 roku w ramach japońskiej misji dwa łaziki dotarły na asteroidę o szerokości 400 metrów, oddaloną ponad 300 milionów kilometrów od Ziemi. Każdy, kto kiedykolwiek miał problem z cofaniem do garażu, wie, o czym mowa. Jakie mamy zatem nowinki, jeśli chodzi o planowanie i obsługę dalekich misji kosmicznych na asteroidy? W jaki sposób fragmenty asteroid są modelowane, namierzane i zbierane? Czy mamy się spodziewać wysypu start-upów zajmujących się działalnością wydobywczą na asteroidach? Fuencisla Cañadas jest geochemiczką zatrudnioną w Centrum Astrobiologii w Hiszpanii. Cañadas, która była zaangażowana w projekt MaPLE, interesuje się rekonstrukcją warunków środowiskowych panujących na Ziemi w początkowej fazie jej rozwoju, ze szczególnym naciskiem na badanie obiegu fosforu i węgla w celu lepszego zrozumienia współewolucji środowiska i życia. Ann Carine Vandaele pracuje dla Królewskiego Instytutu Aeronomii Kosmicznej w Belgii. Brała ona udział w projektowaniu i obsłudze instrumentów teledetekcji wykorzystywanych do badania atmosfer planetarnych. W ramach projektu ROADMAP koncentrowała się głównie na analizie wpływu chmur i pyłu na skład atmosfery. Mirko Trisolini jest specjalistą w dziedzinie astrodynamiki w niemieckiej firmie Vyoma, zajmującej się badaniem ruchu w przestrzeni kosmicznej, a także jego skutecznym zarządzaniem. Głównym przedmiotem zainteresowania Trisoliniego, głównego badacza w projekcie CRADLE, jest dynamika małych cząstek i techniki służące do pozyskiwania ich z asteroid i innych niewielkich ciał niebieskich w Układzie Słonecznym.
Czekamy na Wasze opinie!
Jeśli chcesz podzielić się z nami swoją opinią na temat naszych podcastów, napisz do nas! Wszelkie komentarze, pytania lub sugestie prosimy przesyłać na adres editorial@cordis.europa.eu
Słowa kluczowe
MaPLE, ROADMAP, CRADLE, Mars, życie, asteroidy, daleki kosmos, pył, atmosfera, ruch w przestrzeni kosmicznej