Nyt saadaan kasoittain näytteitä avaruudesta

Parhaillaan valmistellaan lukuisia kunnianhimoisia hankkeita, joiden tarkoituksena on tuoda näytteitä Maahan. Englanniksi näitä kutsutaan nimellä sample-return mission.

Maahan tuodut näytteet ovat paljastaneet jo runsaasti tietoa Kuusta, Auringosta, komeetoista ja asteroideista, mutta vielä puuttuu vastaus moneen kysymykseen Aurinkokunnan kappaleiden – ja elämän – synnystä.

Tulevilta hankkeilta odotetaan uutta tietoa muun muassa Kuun synnystä ja Marsin kuista.

Ja ehkäpä Marsista pieniin metalliputkiin kerätty ja miljoonia kilometrejä Maahan lennätetty pöly voi näyttää, onko punaisella planeetalla ollut elämää.

Astronautit ottivat ensimmäiset näytteet

Ensimmäinen avaruuslento, jolla otettiin näytteitä, oli ensimmäinen miehitetty kuulento heinäkuussa 1969: Apollo 11.

Näytteistä ilmeni muun muassa, että Kuu on rutikuiva ja ettei siellä ole jälkiä elämästä.

Kuudella Apollo-lennolla tuotiin Kuun pinnalta yhteensä peräti 382 kiloa pölyä ja kiviä.

Lisäksi Neuvostoliiton ja Kiinan miehittämättömät kuuluotaimet ovat tuoneet Maahan kaksi kiloa kuupölyä.

Monista kuulennoista ja materiaalitutkimuksista huolimatta on vielä paljon, mitä Kuusta ei tiedetä.

Ei esimerkiksi tiedetä, miksi aina Maahan päin kääntyvällä Kuun puolella on enemmän tummia jähmettyneitä laavatasankoja kuin Kuun toisella puolella.

Tätäkin voi näytteiden nouto auttaa selvittämään.

Meteoriitit ovat saastuneet

Geologit, kemistit ja fyysikot ovat analysoineet avaruuden kivenkappaleita jo kauan ennen Apollo-lentoja. Valtaosa niistä on ollut asteroidien kappaleita.

Maan pinnalle pudonneita asteroidien kappaleita kutsutaan meteoriiteiksi. Vanhimmat meteroriitit ovat 4,568 miljardia vuotta vanhoja, joten Aurinkokuntakin arvioidaan sen ikäiseksi.

Meteoriittien analysointia hankaloittaa se, että on vaikeaa tietää tarkkaan, mistä kivenkappaleet ovat lähtöisin.

Lisäksi meteoriittien pinta sulaa ilmakehässä, ja siksi helposti höyrystyviä aineita, kuten vettä, katoaa matkan varrella. Meteoriitit myös saastuvat Maan aineksista.

Siksi tutkijat mieluimmin analysoivat pölyä ja hiukkasia, jotka on tuotu Maahan koskemattomista kappaleista avaruudesta.

Tällaiset näytteet ovat tuoneet jo paljon tietoa Aurinkokunnan koostumuksesta.

Monet laitteet ovat avaruuslennoille liian suuria tai raskaita tai liikaa virtaa kuluttavia, kuten elektronimikroskooppi, joka näkee tuhat kertaa niin tarkasti kuin tavallinen mikroskooppi.

Maassa on käytettävissä myös laitteita, joilla voidaan laatia esimerkiksi petrografinen analyysi. Se paljastaa näytteen eri mineraalit ja rakenteet.

Jos kiviaines on pirstaloitunutta, se on voinut altistua esimerkiksi törmäykselle toisen taivaankappaleen kanssa, ja jos se sisältää lasihiukkasia, sen on täytynyt sulaa jossain vaiheessa.

Laboratoriossa tutkijat voivat myös löytää isotooppeja eli saman alkuaineen eri versioita, jotka osoittavat, milloin materiaali on muodostunut.

Tämäntyyppiset analyysit paljastavat myös, onko Maan vesi voinut tulla asteroideista tai komeetoista.

Kun OSIRIS-REx-luotain laskeutuu tässä kuussa tuoden näytteitä Bennu-asteroidilta, kyseessä on jo toinen tällainen manööveri muutaman vuoden aikana.

Joulukuun 5. päivänä 2020 japanilainen Hayabusa-2-luotain laskeutui mukanaan 5,4 grammaa pölyä ja soraa Ryugu-asteroidilta.

Pöly sisälsi useita niistä monimutkaisista hiilipitoisista molekyyleistä, jotka ovat välttämättömiä elämän synnylle.

Meteorien iskeytyminen nuoreen maapalloon on saattanut edistää elämän kehitystä. Siksi Bennun ja Ryugun kaltaisten asteroidien ainesten tutkimus voi paitsi auttaa astrofyysikkoja kirjoittamaan Aurinkokunnan historiaa myös auttaa ratkaisemaan elämän synnyn arvoitusta.

Nyt tähtäimessä on Mars

Suunnitteilla on useita uusia hankkeita, joiden tehtävänä on noutaa näytteitä Maahan.

Vaikka Kuusta on eniten näytteitä, niitä ei kuitenkaan ole koskaan haettu Kuun Maasta poispäin kääntyvältä puolelta. Tämän puutteen Kiina aikoo poistaa Chang'e 6 -luotaimellaan, jonka toivotaan valottavan Kuun muodostumista yli neljä miljardia vuotta sitten.

Tutkijoiden merkittävin päämäärä seuraavissa näytteiden noudoissa on kuitenkin Mars ja sen kuut.

Japani lähettää MMX (Martian Moons eXploration) -aluksen kohti Marsin kuuta Phobosia, Kiinalla on suunnitelmissa Tianwen-3-lento Marsiin, ja Yhdysvallat suunnittelee yhdessä Euroopan avaruusjärjestön kanssa Mars Sample Return -hanketta.

Vuodesta 2021 on Nasan suuri Mars-mönkijä Perseverance kulkenut kuivunutta jokisuistoa muistuttavalla alueella keräämässä porausnäytteitä.

Nykyään Mars on karua autiomaata, jonka pintaa pommittaa kosminen säteily, mutta aikoinaan Mars oli sekä lämpimämpi että kosteampi kuin nyt ja magneettikenttä on saattanut suojata sitä pahimmalta säteilyltä. Ei ole mahdoton ajatus, että siellä olisi voinut syntyä elämää.

Näytteet, joita säilytetään sinetöidyissä sylintereissä, sijoitetaan ensin pieneen rakettiin, jonka robottikulkuneuvo sinkoaa ilmaan.

Ilmassa raketti sytyttää moottorinsa ja lentää Marsia kiertävään avaruusalukseen. Siellä näytteet lopuksi asetetaan kapseliin, joka laukaistaan kohti Maata.

Kun tutkijat saavat näytteet käsiinsä, odotetaan jännittyneinä, onko niissä jälkiä muinaisesta elämästä.

Vaikka on epätodennäköistä, että Marsissa olisi nykyään elämää, avaruusjärjestöt varautuvat varmuuden vuoksi siihen, että Mars-näytteet sisältävät eliöitä, jotka eivät saa päästä leviämään Maassa.

Mars-näytteitä varten rakennettavissa laboratorioissa tulee olla sama turvallisuustaso kuin niissä laboratorioissa, joissa käsitellään äärimmäisen vaarallisia pieneliöitä, esimerkiksi ebolaa aiheuttavia viruksia.

Olisi suoranainen sensaatio, jos kävisi ilmi, että elämää aikoinaan syntyi Marsissa Maan elämästä riippumatta.

Se nimittäin tarkoittaisi sitä, että elämää ilmestyy heti kun siihen on mahdollisuus. Näin olisi asian laita todennäköisesti myös monilla muilla planeetoilla Linnunradassa ja muissa galakseissa.

Pieni kourallinen marspölyä saattaa todistaa, että emme ole yksin universumissa.