일본 화성 탐사선, 포보스 화성 샘플 반환

화성 생명체 탐사의 새 시대에 화성 달 탐사 임무(MMX)의 역할.

• 화성의 위성인 포보스(Phobos)의 표면은 지구 표면 전체에서 수많은 운석 충돌에 의해 발굴되고 분출된 다양한 물질로 덮여 있습니다. 화성.
• 화성 샘플 반환(MSR) 주도 나사유럽우주국(European Space Agency)은 화성 본체 자체에 있는 제로 분화구(Jezero Crater)에서 수집한 다량의 화성 물질을 반환할 예정이다. 이에 반해, JAXAMMX(Mars Moon Exploration) 미션은 화성의 위성 포보스(Phobos)에서 다양한 화성 물질을 수집합니다.
• MSR과 MMX의 협력은 다양한 관점에서 화성 생명체의 영향을 조사하는 능력을 향상시키고 1920년대 화성 탐사의 새로운 시대의 도래를 앞당길 것입니다.

지구는 어떻게 유령의 세계가 되었습니까? 지구 너머에 생명체가 있을까? 이것은 모두가 한때 궁금해했고 이제 행성 탐사의 주요 목표가 되는 질문입니다. 이 연구의 제1저자인 ISAS(Institute of Space and Astronautical Sciences)의 ITYF(International Young Senior Fellow)인 효도 류키(Hyodo Ryuki) 박사는 “그러나 지구를 보는 것만으로는 답을 찾을 수 없을 수도 있습니다.”라고 말합니다.

오늘날 화성의 표면은 건조하지만 약 35억 년 전까지 화성의 표면에는 바다가 있었다고 믿어집니다. 그래서 전 세계의 우주 기관들은 2020년대의 임무를 위해 화성을 찾고 있습니다. 효도는 “전략적 아이디어는 지구 너머에 생명체의 흔적을 찾으려면 먼저 화성이 지구와 비슷했던 환경을 살펴봐야 한다는 것”이라고 설명했다.

HiRISE의 Phobos 사진. 이미지 크레디트: NASA/JPL-Caltech/아리조나 대학교

화성시료반환(Mars Sample Return, MSR) 프로젝트는 NASA와 유럽우주국(European Space Agency)이 공동으로 추진한 사업으로, 제로 분화구에서 채취한 대량의 토양 시료를 채취해 지구로 보낼 계획이다. 2020년 2월 화성에 안전하게 착륙한 NASA의 탐사선은 샘플을 수집하고 운송용 컨테이너에 자재를 저장하는 일을 담당합니다. 컨테이너는 2031년 지구로의 가장 빠른 반환과 함께 향후 발사될 예정인 회수 시스템에 의해 화성 표면에서 회수될 것입니다.

Jezero 분화구는 수십억 년 전에 존재했던 큰 호수의 이전 사이트로 믿어집니다. 물의 존재를 나타내는 진흙과 같은 광물이 발견되어 생명의 흔적이 남아있을 것이라는 기대를 불러일으켰습니다. 그래서 NASA와 유럽우주국(European Space Agency)은 이 지역을 조사하기로 결정했습니다. 그러나 지구나 화성과 같은 천체의 경우, 지구 전체에 대한 지식이 한 위치를 기준으로 전달될 수 있다고 가정할 수는 없습니다.

화성 물질 수송의 개략도. 수많은 작은 유성 충돌이 화성의 무작위 위치에서 발생하여 화성 표면 물질을 부식시킵니다. 화성의 위성인 포보스는 행성 가까이에서 공전하기 때문에 물질을 녹일 심각한 충격 없이 화성에서 포보스로 물질을 방출하고 운반할 수 있습니다. 이것은 고대 화석화된 미생물과 바이오마커의 흔적, 그리고/또는 최근까지 존재했던 화성 생명체의 사체 및 DNA 단편이 포보스에 축적되었음을 의미할 수 있습니다. 드문 경우지만 대피한 화성 물질은 방출되어 지구에 도달하여 화성 운석이 될 수 있습니다. 그러나 지구에 도달할 수 있는 운석을 방출하려면 화성과의 상당한 충돌이 필요합니다. 따라서 화성 운석에는 화성 생명체의 흔적이 전혀 포함되어 있지 않습니다(지구에서 발견된 모든 운석은 실제로 마그마가 냉각되고 응고되어 형성된 화성암입니다). 크레딧: JAXA

이로 인해 화성의 위성 포보스(Phobos) 표면에 새로운 예측이 등장했습니다. 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 포보스의 표면은 화성 표면에서 무작위로 발생한 수많은 작은 운석 충돌 동안 발굴된 화성 물질로 가득 차 있습니다. “샘플 반환을 위해 포보스를 목표로 할 화성 달 탐사 임무와 특히 관련이 있는 것은 달의 화성 근접 궤도는 발굴된 화성 물질이 강력한 드릴링 이벤트 없이 포보스에 도달하여 물질을 용해시킬 수 있음을 의미한다는 것입니다.”라고 효도는 설명합니다. . “즉, 화성 생명체의 흔적과 바이오마커를 파괴하지 않고 포보스로 옮길 수 있다.”

JAXA MMX 임무는 2024년 JFY에 시작될 예정입니다. MMX 우주선은 포보스(Phobos)에 착륙해 최소 2곳의 다른 위치에서 총 10g 이상의 표면 물질 샘플을 수집하는 것을 목표로 한다. (하야부사2 미션의 경우 사전 발사 목표가 0.1g이었기 때문에 MMX 프로젝트는 100배 더 큰 샘플을 목표로 하고 있다.)

Hayabusa2 이후, MMX 프로젝트의 주요 목표는 작은 구체에서 반환된 샘플로 태양계에서 원시 물질을 얻는 것입니다. 포보스가 화성의 중력에 의해 포착된 D형 소행성에서 유래한 것이라면(이를 뒷받침하는 관측 데이터는 달 표면이 D형 소행성의 표면과 유사함을 보여줌), 이번 임무는 유기물 등 원시 ​​물질을 수집할 것으로 예상된다. 또는 Phobos가 고대 화성과의 거대한 충돌 파편으로 형성되었다면(화성의 북반구에 있는 큰 분지가 이에 대한 증거일 수 있음), Phobos는 고대 화성의 혼합물에서 형성되었습니다. 화성의 물질과 충돌하는 구체의 물질. 이 경우 포보스에서 반환된 샘플은 고대 화성 물질을 얻었다는 의미입니다.

포보스의 기원에 관계없이 화성의 표면 물질은 앞서 언급한 작은 운석의 수많은 충돌로 화성 표면을 발굴한 후 포보스 표면에 퇴적되었습니다. MMX 우주선은 2029년 지구로 귀환할 예정이므로 MMX에 의해 운반된 화성 구체에서 반환된 샘플은 MSR에서 반환된 샘플보다 더 오래될 것으로 예상됩니다. 즉, JAXA는 포보스의 기원과 관련된 화성 위성의 물질뿐만 아니라 화성 생명체의 흔적과 바이오마커를 포함할 가능성이 있는 다양한 화성 표면 물질의 세계 최초 샘플을 얻기 위해 MMX를 목표로 하고 있다.

JAXA 우주 및 우주 과학 연구소(ISAS)의 HYODO Ryuki 박사와 USUI Tomohiro 교수는 MSR 및 MMX 과학 팀 구성원의 의견을 듣고 MSR을 사용하여 달성할 수 있는 화성 생명체 탐사 가능성을 요약하고 비교했습니다. MMX. 이 원근법 기사는 Science Magazine에 게재되었습니다.

“MSR이 제로 분화구 탐사에 국한된 반면, 정밀 조사는 현재 생명체가 존재하더라도 현생 생명체를 발견할 수 있는 가능성이 있다. 반면에 고대 미생물과 바이오마커 화석의 흔적, 현생 생명체의 사체, 가능성 DNA 조각은 화성의 전체 표면에서 배달되고 MMX에서 반환되는 Phobos의 다양한 화성 물질에서 찾을 수 있습니다.”라고 효도는 설명합니다.

이 연구의 결과는 MMX 임무의 행성 보호 등급에 영향을 미치지 않습니다. 화성 표면에 미생물이 존재하더라도 충돌이나 방사선에 의해 살균이 일어난다. MMX 프로젝트에 의해 지구로 반환된 화성의 달 샘플에 미생물이 존재할 확률은 이전에 추정된 바와 같이 여전히 100만 대 1 미만입니다. 효도 교수는 “이러한 유기체는 ‘안전한’ 잔재로 존재할 수 있다”며 “여기서 ‘안전하다’는 것은 ‘지루하다’거나 ‘무가치하다’는 의미가 아니라 높은 과학적 가치를 보유하고 있다”고 덧붙였다. 더욱이 최근 연구에 따르면 포보스 표면에서 예상되는 화성 샘플의 양은 기존 추정치보다 10~100배 더 많습니다.

MSR 및 MMX 임무의 중요성이 명확해짐에 따라 주요 임무는 협력하여 다음 질문에 대한 답을 얻을 수 있는 힌트를 얻습니다. 외계인이 있습니까? 효도 연구원은 “1920년대에 여러 우주 기관의 화성 생명체 탐사가 새로운 시대로 접어들고 있고 JAXA의 MMX 임무가 중요한 역할을 한다”고 결론지었다.