Θόδωρος Κουτσουμπός

Η προσεδάφιση καθ’ εαυτή, του ρομποτικού ρόβερ της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας, της γνωστής NASA, στον Κόκκινο Πλανήτη, στις 18 Φεβρουαρίου 2021, συνιστά ασφαλώς ένα μεγάλο επιστημονικό επίτευγμα.

Στόχος του οχήματος, που μαθητές ενός αμερικανικού σχολείου το βάφτισαν Perseverance (Επιμονή), πρωτίστως είναι η εξερεύνηση αν υπήρξαν, σε κάποιες φάσεις της ιστορίας του πλανήτη Άρη, ίχνη αρχέγονης ζωής.

Όμως, εν τη κοιλία του ρόβερ, μεγέθους ενός κανονικού αυτοκινήτου, που μπορεί να «κόβει βόλτες» στο έδαφος του Άρη, κρύβονται πολλά επιστημονικά όργανα, η λειτουργία των οποίων θα δοκιμαστεί στην πορεία. Ήδη, δύο σημαντικά πειράματα δοκιμάστηκαν με επιτυχία. Το ένα ήταν το πέταγμα ενός μίνι ελικοπτέρου στον αέρα του Άρη, και το δεύτερο, η παραγωγή οξυγόνου από διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας του Κόκκινου Πλανήτη.

Ας αρχίσουμε από το δεύτερο. Η διάσπαση του μορίου του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε άνθρακα και οξυγόνο και η παραγωγή οξυγόνου, επιστημονικά είναι δυνατή και γνωστή. Το σημαντικό, εδώ, είναι ότι ένα τέτοιο πείραμα διάσπασης του μορίου στα συστατικά του μέρη, που απαιτεί την ανάπτυξη θερμοκρασίας στους 800 oC, γίνεται σε ένα χημικό εργαστήριο μεγέθους μιας τοστιέρας 278 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τη Γη. Η κατασκευή ενός τέτοιου εργαστηρίου είναι επίτευγμα. Ο τηλεκατευθυνόμενος χειρισμός του από απόσταση που τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα χρειάζονται 15 λεπτά και 27 δευτερόλεπτα για να την γεφυρώσουν, είναι ακόμη μεγαλύτερο επίτευγμα. Το κατευθυνόμενο από τη Γη πείραμα στον Κόκκινο Πλανήτη στέφθηκε με επιτυχία. Το γήινο ημερολόγιο έγραφε 20 Απριλίου, 60ή ημέρα από την προσεδάφιση του Perseverance στον Άρη.

Η ατμόσφαιρα του Άρη είναι πολύ αραιή, λιγότερο από το 1% της γήινης, αποτελούμενη κατά 96% από διοξείδιο του άνθρακα, και κατά μικρότερα ποσοστά από αργό (1,9%), άζωτο (1,9%), ίχνη μονοξειδίου του άνθρακα, οξυγόνου, μεθανίου, υγρασίας. Σε αυτή την ατμόσφαιρα τα έμβια όντα της Γης και ο άνθρωπος δεν μπορούν να επιβιώσουν χωρίς φιάλες οξυγόνου.

Η συσκευή παραγωγής οξυγόνου στον Άρη, το MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), κατάφερε μέσα σε τρεις ώρες λειτουργίας (οι δύο ήταν προετοιμαστικές, για την θέρμανση της συσκευής), να παράξει 5,4 γραμμάρια οξυγόνο. Η ποσότητα είναι μικρή, καθώς επαρκεί για τη φυσιολογική δραστηριότητα ενός αστροναύτη για 10 λεπτά. Όμως, το πείραμα έδειξε ότι μπορεί ο άνθρωπος να επιβιώσει στον Άρη παράγοντας οξυγόνο από την ίδια την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Επιπλέον, πολύ σημαντικό είναι ότι μπορεί να παραχθεί οξυγόνο σε μεγάλες ποσότητες ικανό να πυροδοτήσει τα πυραυλικά καύσιμα διαστημοπλοίων που θα εκτοξεύονται από τον Άρη προς τη Γη ή σε άλλες αποστολές. Στα σχέδια της ΝΑSA βρίσκεται η κατασκευή και μεταφορά στον Άρη μεγάλου εργαστηρίου παραγωγής οξυγόνου.

Μετά από προθέρμανση 2 ωρών, το MOXIE άρχισε να παράγει οξυγόνο με ρυθμό 6 γραμμάρια ανά ώρα. Μετά από μία ώρα λειτουργίας, το συνολικό παραγόμενο οξυγόνο ήταν περίπου 5,4 γραμμάρια, ποσότητα αρκετή για να διατηρήσει στη ζωή έναν αστροναύτη για περίπου 10 λεπτά φυσιολογικής δραστηριότητας.
Συντελεστές: MIT Haystack Observatory
Μετά από προθέρμανση 2 ωρών, το MOXIE άρχισε να παράγει οξυγόνο με ρυθμό 6 γραμμάρια ανά ώρα. Μετά από μία ώρα λειτουργίας, το συνολικό παραγόμενο οξυγόνο ήταν περίπου 5,4 γραμμάρια, ποσότητα αρκετή για να διατηρήσει στη ζωή έναν αστροναύτη για περίπου 10 λεπτά φυσιολογικής δραστηριότητας.
Απεικόνιση του οργάνου παραγωγής οξυγόνου MOXIE, διαστάσεων μιας τοστιέρας
Συντελεστές: NASA / JPL

Η πρώτη πτήση ελικόπτερου στον Άρη

Το δεύτερο εντυπωσιακό πείραμα που εκτελέστηκε στον αέρα του Άρη ήταν το πέταγμα ενός μικρού ελικόπτερου, ενός drone, βάρους (στη Γη) γύρω στα 1,8 κιλά. Την Δευτέρα 19 Απριλίου για πρώτη φορά, την Πέμπτη 22 Απριλίου για δεύτερη φορά και την Κυριακή 25 Απριλίου για Τρίτη φορά, το μικρό ελικόπτερο Ingenuity (Ευφυΐα) της NASA αιωρήθηκε πάνω από το Άρη, πάνω από τον κρατήρα Jezero, σε μικρό ύψος, 3 έως 5 μέτρων για 39,1 δευτερόλεπτα. Αν το όνειρο του ήρωα της ελληνικής μυθολογίας Δαίδαλου είχε τραγικό αποτέλεσμα, και το πρώτο πετυχημένο πέταγμα πάνω από τη Γη έγινε πριν 117 χρόνια από τους αδελφούς Ράιτ, το πέταγμα στον ουρανό του Άρη έγινε με επιτυχία τον Απρίλιο του 2021. Ένα ιστορικό πέταγμα, μια πτήση ελεγχόμενη από απόσταση 278 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Προς τιμή των αδελφών Ράιτ το πεδίο στο οποίο έγινε η δοκιμαστική πρώτη πτήση στον Άρη ονομάζεται Πεδίο Αδελφών Ράιτ…

Η πτήση ελικοπτέρου στον πλανήτη Άρη έχει μεν να αντιμετωπίσει μικρότερο πρόβλημα με τη βαρύτητα, δεδομένου ότι ο Κόκκινος Πλανήτης έχει το ένα τρίτο της βαρύτητας της Γης, όμως, η ατμόσφαιρά του έχει πυκνότητα εξαιρετικά μικρή, το 1% της γήινης, γεγονός που καθιστά πολύ δυσκολότερη την πτήση ελικοπτέρων που βασίζονται στην εκτόξευση με τα πτερύγια μαζών αέρος…

Το Ingenuity Mars θα πραγματοποιήσει και άλλες πτήσεις, κι αυτό θα εξαρτηθεί από το αν συμβεί κάποια βλάβη στο εξαιρετικά βραχώδες έδαφος, ωστόσο θα σταματήσει ύστερα από ένα μήνα ώστε το Perseverance να αφοσιωθεί στο κύριο σκοπό για τον οποίο έγινε η διαστημική αποστολή, στην εξερεύνηση σημαδιών ζωής στον Κόκκινο Πλανήτη.

Το μεγάλο ταξίδι του ανθρώπου στο διάστημα, που ξεκίνησε πριν 60 χρόνια με τον Γιούρι Γκαγκάριν (12 Απριλίου 1961), ή νωρίτερα με τη σκυλίτσα Λάικα το 1957, περνά σε ένα ανώτερο επίπεδο…