Během více než 1 645 marsovských dnů měřil rover Perseverance agentury NASA jemné a ultrajemné částice marsovského prachu, které ulpívají na vzorcích materiálů skafandrů přepravovaných na palubě vozítka. Některé z těchto částic jsou natolik malé, že mohou proniknout do plic a dostat se do krevního oběhu. Výsledky výzkumu budou zveřejněny v úterý 27. října v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences a mohly by ovlivnit konstrukci skafandrů a obytných modulů, postupy odstraňování prachu i zdravotní standardy pro budoucí mise NASA na Mars.
Během misí Apollo způsoboval měsíční prach poškrábání průzorů hledí, zhoršoval stav vnějších vrstev skafandrů a poškozoval jejich těsnění. Někteří členové posádek navíc hlásili příznaky podobné senné rýmě. Lindsay Haysová, dočasná ředitelka Oddělení planetárních věd v ústředí NASA ve Washingtonu, uvedla:
„NASA má dlouhou historii v řešení problémů, jejich přeměně v prakticky využitelná řešení a hledání kreativních způsobů, jak využívat data, která máme k dispozici, k zodpovídání otázek přesahujících původní účel jejich získání. Prach představuje problém při průzkumu povrchu už od programu Apollo. Perseverance poskytuje našim konstruktérům a leteckým lékařům měření, která mohou využít ke zdokonalení stávajících konstrukčních řešení dlouho předtím, než na Mars dorazí první američtí astronauti.“
Zrnka prachu na Marsu jsou v důsledku srážek s jinými částicemi působením větru zaoblenější, a proto méně abrazivní než prach na Měsíci. Obsahují také vyšší podíl síry, chloru a železa a více oxidu křemičitého než měsíční prach. Regionální i globální prachové bouře na Marsu navíc mohou způsobovat, že částice zůstávají v oběhu v celé atmosféře. Perseverance přepravuje sadu pěti vzorků materiálů používaných pro skafandry. Jednotlivé vzorky mají rozměry 20 × 20 milimetrů a jsou součástí kalibračního terče, který slouží k ověřování nastavení přístroje SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) umístěného na robotické paži Perseverance. Kalibrační terč dalšího přístroje, který poskytl měření prachu a nazývá se PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), obsahuje vzorek teflonu a čedičového skla. Protože teflon neobsahuje žádné prvky, které by přístroj PIXL dokázal přímo detekovat, veškeré prvkové signály, které rentgenový spektrometr z tohoto vzorku zachytí, pocházejí z prachu, jenž na něm ulpěl. Tým analyzoval také vzorky teflonu a materiálu Vectran, tedy dvou materiálů používaných ve skafandrech, které jsou umístěny na kalibračním terči přístroje SHERLOC. NASA tyto vzorky vyslala na Mars, aby prozkoumala, jak materiály skafandrů odolávají podmínkám na povrchu planety. Katie Stack Morganová, vědecká vedoucí projektu Perseverance v JPL NASA v jižní Kalifornii, uvedla:
„Hlavním úkolem vozítka Perseverance je hledat známky dávného mikrobiálního života, ale mise byla navržena také tak, aby pomohla připravit podmínky pro průzkumníky z řad lidí. K tomuto úsilí patří technologické demonstrace, jako jsou MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) a Ingenuity, stejně jako vzorky materiálů skafandrů.“
Zdroj: nasa.gov
Zatímco dřívější měření na Marsu dokázala rozlišit prachové částice o velikosti přibližně 3 mikrometry, přístroj PIXLdetekoval dvě kategorie ještě menších částic: jemné částice o velikosti menší než 2,5 mikrometru (lidský vlas má průměr přibližně 70 mikrometrů) a ultrajemné částice o velikosti kolem 100 nanometrů (asi 700krát tenčí než lidský vlas). Částice na teflonovém terči přístroje PIXL a na vzorku materiálu Vectran přístroje SHERLOC měly průměrnou velikost přibližně 2 mikrometry. Na čedičovém skle přístroje PIXL a teflonovém vzorku přístroje SHERLOC se velikost prachových částic pohybovala až kolem 100 až 300 nanometrů.
Zdá se, že o tom, jak velké prachové částice ulpívají na jednotlivých površích, rozhoduje statická elektřina. Prachová zrnka se při srážkách ve vzduchu elektricky nabíjejí a různé materiály na kalibračním terči přitahují částice různých velikostí. Nejjemnější částice zůstaly přichycené i po letech jízdy a vrtání. Organické polymery, jako je teflonový vzorek materiálu skafandru na přístroji SHERLOC, se běžně používají ve vnějších vrstvách skafandrů. Výsledky ukazují, že jemný prach snadno zachycují. Studie také zjistila, že některé materiály zadržují méně prachu než jiné. To by mohlo pomoci při budoucím výběru materiálů a ochranných povrchových úprav pro skafandry a obytné moduly. Konstrukční řešení, jako jsou takzvané suitporty, které umožňují astronautům vstupovat do skafandru připojeného z vnější strany obytného modulu, a přechodové komory se dvěma oddělenými prostory by mohla omezit množství prachu pronikajícího do obytných prostor astronautů. Scott VanBommel, vědec mise Perseverance z Washingtonovy univerzity v St. Louis a hlavní autor odborné studie uvedl:
„Existence marsovského prachu v těchto ultrajemných velikostech se předpokládala už dlouho a přístroj PIXL nám umožnil jej přímo změřit na Marsu. Větší shluky, takzvaní marsovští prachoví zajíčci, se časem setřesou. Nejmenší částice však zůstávají přichycené, a právě ty představují největší problém pro systémy zajišťující podporu života člověka.“
Z chemického hlediska odpovídá prach složením bohatým na železo a síru, které zjistily již dřívější mise. Přístroj PIXL navíc odhalil zvýšený obsah fosforu a známky přítomnosti síranu vápenatého.
Ochrana posádek
Na Zemi jsou částice přenášené vzduchem o velikosti menší než 2,5 mikrometru (tedy jemné částice) spojovány s řadou negativních zdravotních účinků, protože mohou pronikat hluboko do plic a dostávat se do krevního oběhu. Studie ukázaly, že ultrajemné částice, jejichž velikost nepřesahuje 100 nanometrů, mohou putovat z nosní dutiny do mozku podél čichového nervu. Marsovský prach se skládá převážně ze silikátových minerálů a obsahuje chemicky reaktivní sloučeniny, včetně chloristanů, které mohou narušovat funkci štítné žlázy, a reaktivního železa, které způsobuje poškození buněk. Vědci se domnívají, že zdravotní rizika spojená s marsovským prachem závisí na množství prachu a délce expozice. Výsledky přístroje PIXL představují první měření jemných a ultrajemných částic přímo na Marsu. Tento výzkum může přispět k širšímu úsilí o zpřesnění limitů expozice astronautů prachu v uzavřených prostorách, vytvoření bezpečných pracovních návyků a stanovení postupů pro odstraňování prachu během průzkumu Marsu. NASA již pracuje na řešeních nebezpečí spojených s mimozemským prachem. Využívá k tomu pozemní testovací zařízení a lunární mise, které slouží jako zkušební prostředí pro technologie určené budoucím průzkumníkům Marsu.
V březnu 2025 agentura otestovala elektrostatický štít proti prachu (Electrodynamic Dust Shield), který pomocí elektrických polí odstraňoval měsíční regolit z povrchů skla a tepelných radiátorů na Měsíci. Zařízení vyvinuté v Kennedyho vesmírném středisku NASA na Floridě přistálo na Měsíci na palubě mise Blue Ghost Mission 1 společnosti Firefly Aerospace. V Lunárním vývojovém a testovacím zařízení Johnsonova vesmírného střediska NASA v Houstonu používají inženýři vakuové komory a simulant měsíčního regolitu k testování součástí skafandrů, mechanismů a ručního nástroje pro elektrostatické omezování měsíčního prachu (Handheld Lunar Electrostatic Dust Mitigation tool). Testy probíhají v rámci příprav na mise Artemis na měsíční povrch.
Přeloženo z:
nasa.gov/missions/mars-2020-perseverance
Zdroje obrázků:
nasa.gov/wp-content/
nasa.gov/wp-content/
