Máy thám hiểm NASA Mars Curiosity tìm thấy nước trên bề mặt Sao Hỏa

Sol 84, máy thám Hiểm NASA Curiosity sử dụng Máy chụp ảnh Sao Hoả (MAHLI) để chụp bộ ảnh này gồm 55 hình ảnh có độ phân giải cao, được khâu lại với nhau để tạo ra đầy màu sắc các hình ảnh của Curiosity tại "Rocknest. "(Ảnh: NASA )

"Một trong những kết quả thú vị nhất từ ​mẫu rắn đầu tiên được đưa vào bụng của Curiosity mang 2% nước," Leshin nói. "Khoảng 2% đất trên bề mặt Sao Hỏa được tạo thành từ nước, đó là một nguồn tài nguyên lớn và thú vị.". Khi bị nung nóng, các mẫu rắn thải ra một lượng lớn CO2, O2 và các hợp chất lưu huỳnh khác.

Curiosity hạ cánh trong miệng núi lửa Gale trên bề mặt của sao Hỏa vào ngày 06 tháng 08 năm 2012, với trách nhiệm trả lời câu hỏi "Phải chăng sao Hoả đã từng nuôi dưỡng sự sống?". Để thực hiện điều đó, Curiosity là cỗ xe đầu tiên mang theo thiết bị để thu thập và xử lý các mẫu đất đá. Một trong những công cụ được sử dụng trong nghiên cứu hiện tại là bộ phân tích mẫu nghiên cứu tại Sao Hỏa(SAM) bao gồm một bộ phân tích khí, một quang phổ kế khối lượng, và một quang phổ kế tia laser có thể điều hướng cho phép nó xác định một loạt các hợp chất hóa học và xác định tỉ lệ đồng vị khác nhau của các yếu tố quan trọng. 

"Công trình này không chỉ thể hiện rằng SAM đã làm việc rất tốt trên sao Hỏa, nhưng cũng cho thấy SAM phù hợp với bộ công cụ khoa học tuyệt vời của Curiosity.", Paul Mahaffy, điều tra viên chính của SAM tại Trung tâm Vũ trụ Goddard của NASA ở Maryland cho biết. "Bằng cách kết hợp các phân tích dữ liệu về nước và các chất bay hơi từ SAM với các dữ liệu khoáng vật, hoá học và địa chất từ ​​các công cụ khác, chúng tôi có thông tin toàn diện nhất thu được trên bề mặt Sao Hoả. Những dữ liệu này nâng cao rất nhiều hiểu biết của chúng ta về quá trình tạo thành nước của Sao Hoả.”

"Đây là mẫu rắn đầu tiên mà được phân tích với các dụng cụ trên Curiosity. Những dụng cụ tối tân nhất đã được đưa vào bộ phần mềm phân tích. Mặc dù chỉ là khởi đầu, nhưng những gì chúng tôi đã nghiên cứu được là rất lớn.", người đồng sáng tác Leshin nói. Ba mươi bốn nhà nghiên cứu và tất cả các thành viên của sao Phòng khoa học Sao Hoả đều đóng góp vào bài báo với tựa đề : “Phân tích đồng vị, hữu cơ, khả năng bay hơi bởi Mars Curiosity.”

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học sử dụng bộ xúc của cỗ xe để thu thập bụi bẩn và đất mịn từ một vùng cát nhỏ được gọi là "Rocknest." Các nhà nghiên cứu đưa các phần của bộ xúc thứ năm vào SAM. Trong SAM, các mẫu vật như bụi bẩn và đất được đun nóng đến 835 độ Celsius.

Việc nung mẫu vật cũng tiết lộ một hợp chất có chứa Clo và Ô xy, giống như chlorate hoặc perchlorate mà trước đây chỉ được tìm thấy từ các vùng có vĩ độ cao trên Sao Hỏa. Phát hiện này ở vùng xích đạo của Curiosity cho thấy sự phân phối toàn cầu hơn. Phân tích cũng chỉ ra sự hiện diện của nước tạo ra các vật liệu cacbonat.

Ngoài việc xác định số lượng các loại khí chính, SAM cũng phân tích tỷ lệ chất đồng vị của hydro và carbon trong nước và lượng khí CO2. Đồng vị là các biến thể của các nguyên tố hóa học cùng với lượng nơtron khác nhau, và do đó khối lượng nguyên tử khác nhau. Theo SAM, tỉ lệ các đồng vị trong đất tương tự như tìm thấy trong khí quyển được phân tích trước đó của Curiosity. Điểu đó cho thấy bề mặt đất đã tiếp xúc nhiều với không khí. 

"Tỷ lệ đồng vị, gồm tỷ lệ hydro-to-deuterium và đồng vị cacbon. Trong khi bụi di chuyển quanh hành tinh, các chất này sẽ phản ứng với các khí khác trong bầu khí quyển." Leshin nói. 

SAM cũng theo dõi mức độ của các hợp chất hữu cơ. Mặc dù một số hợp chất hữu cơ đơn giản đã được phát hiện trong các thí nghiệm ở "Rocknest", chúng lại không có nguồn gốc từ Sao Hỏa. Thay vào đó, có khả năng là chúng được tạo ra qua các thí nghiệm nung nóng, ví dụ như các hợp chất vô cơ trong các mẫu Rocknest phản ứng với các chất hữu cơ trên mặt đất đá.

"Chúng tôi thấy rằng các chất hữu cơ không có khả năng bảo quản trong đất bề mặt vì chúng tiếp xúc với bức xạ khắc nghiệt và oxy hóa," Leshin nói. "Chúng tôi không mong đợi tìm ra các phân tử hữu cơ trên bề mặt hành tinh, và điều này cũng hỗ trợ chiến lược cho Curiosity trong việc khoan sâu vào đá để tiếp tục tìm kiếm các hợp chất hữu cơ. Việc tìm mẫu vật cùng một cơ hội tốt hơn để bảo quản chất hữu cơ chính là chìa khóa." 

Kết quả làm sáng tỏ các thành phần của bề mặt hành tinh và cung cấp hướng nghiên cứu trong tương lai, Leshin nói. 

"Các cơn bão thường xuyên xảy ra đã tạo nên cho Sao Hỏa một lớp đất bề mặt pha trộn và được phân tán khắp hành tinh. Vì vậy, về cơ bản đây là một bộ sưu tập đá sao Hỏa trên kính hiển vi," Leshin nói. "Nếu trộn lẫn nhiều hạt đất đá với nhau, ta sẽ có được một bức tranh chính xác của lớp vỏ sao Hỏa điển hình. Bằng cách nghiên cứu về Sao Hỏa ở một nơi nào đó, ta sẽ tìm hiểu về toàn bộ hành tinh này." 

Những kết quả này có ý nghĩa to lớn  đối với tương lai những cuộc thám hiểm Sao Hỏa về sau. "Bây giờ chúng ta đã biết có phong phú nước trên Sao Hỏa" Leshin nói. "Khi đưa con người lên Sao Hỏa, họ có thể lấy đất ở bất cứ nơi nào trên bề mặt, làm nóng nó chỉ một chút, và sẽ lấy được nước." 

Ngoài công trình nghiên cứu của mình như một phần của phòng thí nghiệm khoa học về Sao Hỏa, Leshin còn là Hiệu trưởng Viện Khoa học tại Viện Bách khoa Rensselaer, nơi cô điều hành các doanh nghiệp và nghiên cứu khoa học tại trường đại học công nghệ đầu tiên của quốc gia.