Tubos de retorno de amostra do Rover Mars 2020
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O rover Perseverance Mars da NASA armazena amostras de rochas e solo em tubos selados na superfície do planeta para futuras missões recuperarem, como pode ser visto nesta ilustração. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Escondido com cada amostra de rocha e solo coletada por NASAO rover Perseverance da NASA é um benefício potencial para os cientistas atmosféricos.

Perseverança da NASA Marte O rover está coletando amostras em Marte, incluindo núcleos de rochas e gases atmosféricos, para serem eventualmente devolvidas à Terra. Estas amostras podem fornecer informações críticas sobre a atmosfera marciana e a sua evolução, possivelmente revelando a presença de vida microbiana há milhares de milhões de anos. As amostras de gás, em particular, poderão fornecer dados valiosos sobre os gases residuais e o clima antigo do planeta, traçando paralelos com a própria história atmosférica da Terra e ajudando futuras missões tripuladas a Marte.

Coleta de amostras de Marte

Com cada núcleo de rocha que o rover Perseverance Mars da NASA sela em seus tubos de amostra de titânio, os cientistas atmosféricos ficam um pouco mais entusiasmados. Estas amostras estão sendo coletadas para eventual entrega à Terra como parte da campanha Mars Sample Return, com vinte e quatro levado até agora.

A maioria dessas amostras consiste em núcleos de rocha ou regolito (rocha quebrada e poeira) que podem revelar informações importantes sobre a história do planeta e se a vida microbiana estava presente há milhares de milhões de anos. Mas alguns cientistas estão igualmente entusiasmados com a perspectiva de estudar o “espaço superior”, ou ar no espaço extra em torno do material rochoso, nos tubos.

Eles querem aprender mais sobre a atmosfera marciana, que é composta principalmente de dióxido de carbono, mas também pode incluir vestígios de outros gases que podem ter existido desde a formação do planeta.

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Exemplo de headspace do Perseverance Mars Rover
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Esta imagem mostra um núcleo de rocha do tamanho de um pedaço de giz em um tubo de amostra alojado dentro da broca do rover Perseverance Mars da NASA. Assim que o rover selar o tubo, o ar ficará preso no espaço extra do tubo – visto aqui na pequena lacuna (chamada “headspace”) acima da rocha. Crédito: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Insights do Headspace Marciano

“As amostras de ar de Marte nos diriam não apenas sobre o clima e a atmosfera atuais, mas como eles mudaram ao longo do tempo”, disse Brandi Carrier, cientista planetária do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia. “Isso nos ajudará a entender como evoluem climas diferentes do nosso.”

Entre as amostras que poderiam ser trazidas para a Terra está um tubo preenchido exclusivamente com gás depositado na superfície marciana como parte de um depósito de amostras. Mas muito mais gás na coleção do rover está dentro do espaço livre das amostras de rocha. Estes são únicos porque o gás irá interagir com o material rochoso dentro dos tubos durante anos antes que as amostras possam ser abertas e analisadas em laboratórios na Terra. O que os cientistas recolherão deles irá fornecer informações sobre a quantidade de vapor de água que paira perto da superfície marciana, um factor que determina porque é que o gelo se forma onde se forma no planeta e como o ciclo da água de Marte evoluiu ao longo do tempo.

Tubo de amostra selado Perseverance Mars Rover
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Um tubo selado contendo uma amostra da superfície marciana coletada pelo rover Perseverance Mars da NASA é visto aqui, após ser depositado com outros tubos em um “depósito de amostras”. Outros tubos de amostra cheios são armazenados dentro do rover. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Comparando gases residuais e atmosferas antigas

Os cientistas também querem uma melhor compreensão dos gases residuais no ar de Marte. O mais tentador cientificamente seria a detecção de gases nobres (como néon, argônio e xenônio), que são tão não reativos que podem ter existido, inalterados, na atmosfera, desde sua formação, há bilhões de anos. Se capturados, esses gases poderão revelar se Marte começou com uma atmosfera. (O antigo Marte tinha uma atmosfera muito mais espessa do que a de hoje, mas os cientistas não têm a certeza se sempre existiu ou se se desenvolveu mais tarde). Há também grandes questões sobre como a atmosfera antiga do planeta se comparava à da Terra primitiva.

O headspace também proporcionaria uma oportunidade de avaliar o tamanho e a toxicidade das partículas de poeira – informação que ajudará futuros astronautas em Marte.

“As amostras de gás têm muito a oferecer aos cientistas de Marte”, disse Justin Simon, geoquímico do Centro Espacial Johnson da NASA em Houston, que faz parte de um grupo de mais de uma dúzia de especialistas internacionais que ajuda a decidir quais amostras o rover deve coletar. “Mesmo os cientistas que não estudam Marte estariam interessados, porque isso irá esclarecer como os planetas se formam e evoluem.”

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Amostras de ar da Apollo

Em 2021, um grupo de investigadores planetários, incluindo cientistas da NASA, estudou o ar trazido da Lua num contentor de aço por Apolo 17 astronautas cerca de 50 anos antes.

“As pessoas pensam que a Lua não tem ar, mas tem uma atmosfera muito tênue que interage com as rochas da superfície lunar ao longo do tempo”, disse Simon, que estuda uma variedade de amostras planetárias na Johnson. “Isso inclui gases nobres que vazam do interior da Lua e se acumulam na superfície lunar.”

Técnicas Laboratoriais para Análise de Gases

A forma como a equipe de Simon extraiu o gás para estudo é semelhante ao que poderia ser feito com as amostras de ar do Perseverance. Primeiro, eles colocam o recipiente anteriormente fechado em um compartimento hermético. Em seguida, perfuraram o aço com uma agulha para extrair o gás para uma armadilha fria – essencialmente um tubo em forma de U que se estende até um líquido, como o nitrogênio, com baixo ponto de congelamento. Ao alterar a temperatura do líquido, os cientistas capturaram alguns dos gases com pontos de congelamento mais baixos no fundo da armadilha fria.

“Existem talvez 25 laboratórios no mundo que manipulam gases desta forma”, disse Simon. Além de ser utilizada para estudar a origem dos materiais planetários, esta abordagem pode ser aplicada aos gases provenientes de fontes termais e aos emitidos pelas paredes de vulcões ativos, acrescentou.

É claro que essas fontes fornecem muito mais gás do que o Perseverance tem em seus tubos de amostra. Mas se um único tubo não transportar gás suficiente para uma experiência específica, os cientistas de Marte poderiam combinar gases de vários tubos para obter uma amostra agregada maior – mais uma forma de o headspace oferecer uma oportunidade bónus para a ciência.

Perseverance Mars Rover da NASA

O rover Perseverance da NASA, parte da missão Mars 2020, é um sofisticado laboratório móvel projetado para explorar a superfície de Marte. Lançado em 30 de julho de 2020 e pousando em Marte em 18 de fevereiro de 2021, na cratera de Jezero, o Perseverance tem como missão principal procurar sinais de vida antiga e coletar amostras de rocha e regolito (rocha quebrada e solo) para possível retorno. para a terra.



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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.