Kraatterin reunalta

Marsin näytteenhakulennon ongelmat ja tarpeellisuus

28.2.2024 klo 08.38, kirjoittaja Teemu Öhman
Kategoriat: Mars , Meteoriitit

NASAn planeettaohjelman rahoituspulmat

Viime vuosina ja kuukausina planeettatutkija toisensa jälkeen on joutunut pettymään NASAn jatkuviin hallinnollisiin ja rahoitusongelmiin ja niistä johtuviin viivästyksiin. Näkyvimpänä esimerkkinä vuosi sitten Venuksen geologiaa tutkiva VERITAS-lento pistettiin naftaliiniin epämääräiseksi ajaksi. Syynä oli Psyche-luotaimen laukaisun viivästyminen. Lopulta viime lokakuussa laukaistun Psychen ongelmien taustalla olivat puutteet suunnittelussa, sisäisessä viestinnässä ja yksinkertaisesti työvoimassa. Väkeä siirrettiin monissa luotainhankkeissa mukana tai päävastussa olevan NASAn Jet Propulsion Laboratoryn (JPL) sisällä ohjelmasta toiseen, ja VERITAS jäi kärsijäksi.

Tämän vuoden alussa JPL:stä irtisanottiin 100 alihankkijoiden työntekijää. Helmikuun alussa uutisoitiin, ettei tämä riitä, vaan alihankkijoiden väestä 40 lisää saa kenkää. Heidän lisäkseen peräti 530 JPL:n omaa työntekijää saa lähtöpassit. Rahaa tietysti säästyy, mutta kun jo valittuja luotainlentoja ei pystytä toteuttamaan osaltaan juuri väen vähyyden vuoksi, toiminnan järkiperäisyyttä voi ihmetellä.

Myös tulevaisuus näyttää synkältä, sillä keskihintaisten New Frontiers -luokan lentojen seuraavaa hakukierrosta lykättiin viime syksynä kolmella vuodella eteenpäin. Aiempia New Frontiers -lentoja ovat olleet huikean menestyksekkäät ja yhä käynnissä olevat New Horizons, Juno ja OSIRIS-REx / OSIRIS-APEX. Suunnitelmien mukaan vuonna 2028 Saturnuksen suurinta kuuta Titania tutkimaan lähtevää Dragonfly-helikopteria rakennetaan parhaillaan, mutta New Frontiers -luokan jatkosta ei ole mitään tietoa.

Moniongelmainen Mars Sample Return

Yksi huolestuttavimmista planeettageologiaan ja sen rahoitukseen liittyvistä uutisista julkaistiin viime syyskuussa. Tuolloin riippumaton tutkimuspaneeli sai valmiiksi raporttinsa Mars Sample Return -ohjelman (MSR) nykytilanteesta. NASAn ja Euroopan avaruusjärjestö ESAn yhteisen, useista erillisistä lennoista koostettavan MSR:n tarkoituksena on hakea Marsista kivinäytepötkylät, joita Perseverance-mönkijä tälläkin hetkellä Jezero-kraatterista kairaa.

Raportti on ikävää, muttei mitenkään yllättävää luettavaa vallankaan jos on seurannut NASAn aiempia seikkailuja todella suurten projektien, kuten James Webb -avaruustelskoopin parissa. Raportin ja paneelin vetäjän Orlando Figueroan haastattelun mukaan MSR oli jo alusta alkaen alibudjetoitu ja sen aikataulu oli epärealistinen. Laukaisu vuonna 2026 ei missään nimessä ole mahdollinen ja 2030 tekee myös tiukkaa. Alkuperäinen 5,3 miljardin dollarin budjetti, josta on hupuloitu jo kolmisen miljardia, ei riitä alkuunkaan. Paneeli arvioi MSR:n lopullisiksi kustannuksiksi yli kymmenen miljardia. Mikäli vanhat merkit paikkansa pitävät, kuten ne yleensä tuppaavat näissä asioissa tekemään, tuokin arvio jää reilusti vajaaksi.

Ongelmien syyt ulottuvat syvälle MSR:n toteuttamistapaan ja NASAn toimintakulttuuriin. NASAn eri keskukset, jotka MSR:ssä ovat mukana, toimivat eri tavoin, eikä niiden välillä ole toimivaa kommunikaatiota. Ja vaikka MSR:n pitäisi olla NASAn tiedepuolen ykkösprioriteetti, MSR:n johdolla ei edes ole suoraa yhteyttä NASAn sikariportaaseen. MSR on repäisty erilleen NASAn Mars-ohjelmasta, joka siis pyörittää esimerkiksi MSR:lle näytteitä keräävää Perseverancea. Tiedon- ja osaamisen kulku MSR:n ja Mars-ohjelman välillä ole likikään sitä mitä sen pitäisi.

Paneelin mukaan NASAssa ei ole sisäistetty, että MSR:n pitäisi tällä hetkellä olla NASAn tiedepuolen tärkein hanke. Tällä on merkitystä sikäli, että jos MSR:n insinöörit ja tutkijat, maailman Mars-tutkijat, NASAn johtajat, Yhdysvaltain poliitikot ja veronmaksajat eivät ole vakuuttuneita MSR:n tärkeydestä, on sen tie jatkossakin kuoppainen. Tälläkin hetkellä MSR imee NASAn budjetista niin valtavasti rahaa, että heliofysiikan ja astrofysiikan tutkijat ovat käärmeissään. Esimerkiksi James Webb -teleskooppi lupasi mullistavia tuloksia omasta aurinkokunnastamme universumin kaukaisimpiin kolkkiin asti – ja on sen jo nyt tehnyt – joten sen tueksi oli paljon helpompi saada laaja tiedeyhteisön tuki.

MSR:llä ei tällaista kohtalaisen vakaata tukea ole. Planeetta- tai Mars-tutkijatkaan eivät yhtenä henkilönä ole MSR:n takana, sillä esimerkiksi kaukokartoitus- ja mönkijäpuolelta on kuultu kommentteja, joiden mukaan MSR:n hyödyt eivät vastaa sen aiheuttamia kuluja ja ongelmia muiden planeettojen tutkimukselle. Poliittinen tukikin on häilyväistä, sillä Yhdysvaltain senaatti on uhannut MSR-ohjelmaa lakkautuksella, jollei kuluja saada kuriin.

Paneelin mukaan MSR:n yksi keskeisimmistä ongelmista on tiedotus. NASAn poliittisesti valitun johdon, samoin kuin poliitikkojen ja veronmaksajien päihin mahtuu kerrallaan valitettavasti korkeintaan yksi NASAan liittyvä merkittävämpi asia. Tällä hetkellä se on tietenkin ihmisten paluuta Kuuhun ajava Artemis-ohjelma. NASAn rahoitusongelmat toki näkyvät siinäkin ja lentoja on jatkuvasti lykätty. Tällä hetkellä Artemis II lähtee Kuun kiertoradalle astronautit kyydissään aikaisintaan syksyllä 2025.

Sympaattisia sankariastronautteja heiluttamassa tähtilippua Kuun etelänavan tuntumassa on paljon helpompi markkinoida kuin kivinäytteitä. Niistä kun saadaan irti vain maallikoille täysin mystisiksi jääviä mikroskooppikuvia, sekä valtava määrä numeroita, jotka eivät sivullisille kerro sitäkään vähää. NASAssa on paneelin havaintojen mukaan selvästikin päädytty siihen, ettei MSR:stä ja sen merkityksestä edes kannata yrittää kertoa juuri mitään.

MSR:llä onkin hallinnollisten ja rahoitusongelmien lisäksi myös pahanlainen PR-ongelma. Tutkijat itse ovat kahdesti valinneet MSR:n Yhdysvaltain planeettatutkimuksen kymmenvuotissuunnitelmien tärkeimmäksi tavoitteeksi. Normaaliin keskusteluun kuuluvista mutinoista huolimatta sillä siis on perinteisesti ollut erittäin laaja ja pitkäkestoinen tuki. Ensimmäisen kerran huolellisesti perusteltu näytteidenhakulento Marsiin esiteltiin jo vuonna 1978 huikean menestyksekkäiden Viking-laskeutujien ja kiertolaisten huumassa. Siksi eräät vuosikymmeniä näytteenhakulennosta unelmoineet tutkijat ovatkin olleet huolissaan ja syystäkin närkästyneitä MSR:n budjettiongelmista (mistä lähtökohtaisesti pitää syyttää poliitikkoja) ja NASAn ilmeisestä sössimisestä hallinnon ja julkikuvan osalta jo MSR-ohjelman alkuvaiheessa.

Eivätkö Mars-meteoriitit ja mönkijät riitä?

Yksi sinnikkäimmistä ja arvostetuimmista MSR:n puolestapuhujista on kautta vuosikymmenten ollut Hap McSween, Tennesseen yliopiston planeettageologian professori emeritus. Helmikuussa McSween piti The Meteoritical Societyn mainiossa uudessa Ed Scottin muistoluentosarjassa väkevän ja huolestuneen puheenvuoron MSR:n puolesta, nimeltään Mars Sample Return: Why Martian Meteorites and Rover Missions Are Not Enough. Selkänojana McSweenillä oli vuonna 2019 julkaistu 150-sivuinen International MSR Objectives and Samples Team (iMOST) -yhteenliittymän raportti The potential science and engineering value of samples delivered to Earth by Mars sample return, jonka tärkeimpiä kirjoittajia hän oli. Vaikkei McSweenin luento ehkä pedagogisena ja esitysteknisenä suoritteena kaikkein loisteliain olekaan, kannattaa se ehdottomasti vilkaista, jos aihe kiinnostaa. iMOSTin massiivista raporttia en itsekään ole kokonaan jaksanut lukea, mutta keskeisimmät osiot kyllä. Onneksi siitä on saatavilla myös muutaman sivun tiivistelmä.

McSween ja iMOST lähestyivät MSR:n merkitystä ja tavoitteita seitsemän pääteeman kautta, jotka voidaan pukea kysymysten muotoon. Niiden myötä käy selväksi, että mikäli haluamme selvittää todella perustavanlaatuisia kysymyksiä, me todella tarvitsemme näytteenhakulentoa Marsiin. Seuraava jaottelu noudattelee McSweenin tapaa esitellä MSR:n tavoitteita. iMOSTin raportissa asiat olivat hieman eri järjestyksessä ja eri sanoin, mutta sisällöltään esitykset toki olivat yhtenäiset.

1. Olemmeko yksin?

Jättiläisplaneettojen jäiset kuut ovat astrobiologian kannalta erittäin kiinnostavia. Mars on silti monesta näkökulmasta elämän esiintymisen kannalta Maan jälkeen ykköskohde, ainakin jos puhutaan suunnilleenkaan maankaltaisesta elämästä ja siitä, että meillä on realistisia mahdollisuuksia päästä sitä lähiaikoina tutkimaan. Marsin olosuhteet ovat olleet sellaiset, että elämää olisi aivan hyvin voinut kehittyä. Tai, jos Marsiin tuli elämää muualta, se on voinut siellä säilyä hengissä. Marsin pinnan alla jonkinlaista alkeellista elämää voisi esiintyä vielä tänäkin päivänä. Mönkijöillä voitaisiin saada viitteitä elämästä, mutta todisteet vaativat näytteiden tutkimista Maassa.

Pidempään planeettatutkimusta seuranneet muistavat varmasti presidentti Bill Clintonin pitämän lehdistötilaisuuden meteoriitti ALH84001:stä vuonna 1996. Tuolloin etupäässä NASAn tutkijat väittivät löytäneensä siitä piirteitä, joiden selittäminen vaati elämää. Se oli lähtölaukaus astrobiologian nousukaudelle, jota vielä nykyäänkin eletään.

ALH84001:n kiinnostavimpien ominaisuuksien on sittemmin muiden tutkijoiden toimesta osoitettu voivan syntyä myös enemmän tai vähemmän tavallisten geokemiallisten prosessien kautta ilman elämääkin. Alkuperäiset löydöt tehneet tutkijat tosin pysyvät edelleen kannassaan. Oleellista kuitenkin on, kuten McSween korosti, että mikäli ALH84001 ei olisi sattunut päätymään Maahan vaan se olisi osunut Mars-mönkijän tielle, me emme edes pystyisi pohdiskelemaan, ovatko sen jännät piirteet biologista alkuperää vai eivät.

Mönkijöiden on oltava pieniä ja kestäviä, joten niiden tutkimuslaitteiden ominaisuudet jäävät todella kauaksi siitä, mihin maanpäälliset laboratoriot pystyvät. Tilanne pysyy samankaltaisena myös tulevaisuudessa. Jotta voimme tutkia ALH84001:n kaltaisia äärimmäisen kiinnostavia näytteitä sillä tarkkuudella, että voimme perustellusti pohtia Maan ulkopuolisen elämän osuutta havaintojen selittäjänä, on näytteet pakko saada Maahan.

Filosofit ja muut satusedät ja -tädit ovat turhaan pyöritelleet kaikenlaisia niin sanottuja suuria kysymyksiä tuhansien vuosien ajan. Moni pohtii niitä edelleen. Onko jumalia olemassa? Mitä kuollessa tapahtuu? Mistä tulemme ja mihin menemme? Olemmeko yksin maailmankaikkeudessa? Tuohon viimeiseen kysymykseen vastaamiseen MSR antaa avaimet. Minun mielestäni jo se antaa MSR:n toteuttamiselle riittävät perusteet.

2. Miten ja missä prebioottinen orgaaninen kemia kehittyi ja mikä oli sen merkitys elämän synnylle?

Maapallon ikä on noin 4,56 miljardia vuotta (Ga). Vanhimmat kivilajit taas ovat puolisen miljardia vuotta myöhemmin syntyneitä. Ne ovat gneissiä, periaatteessa samanlaista kovassa paineessa ja lämpötilassa myllättyä raitaista kiveä, jollaista Suomi on pullollaan. Vanhimmat sellaiset kivet, jotka eivät ole tällaista korkeaa metamorfoosia kokeneet, ovat iältään noin 3,4 Ga. Maan nuoruudessa on siis yli miljardin vuoden jakso, jolta meillä ei ole jäljellä kuin hyvin pahasti murjottuja kiviä. Tuon reilun miljardin vuoden aikana planeetallamme kehittyi elämää. Koska Marsissa eivät geologiset prosessit ole olleet likikään yhtä aktiivisia kuin Maassa, ovat Marsin vanhimmat kivet merkittävästi paremmassa kunnossa.

Runsaasti hiiltä sisältävissä meteoriiteissa on yhdisteitä, joiden oletetaan olleen keskeisiä elämän synnyn kannalta. Loikka hiilikondriiteista maapallon vanhimpiin elämästä todistaviin kerrostumiin on kuitenkin valtaisa. Muiden kivien tapaan maapallon aktiivinen geologia on muokannut vanhimpia hiilipitoisia kerrostumia sen verran pahasti, että niiden tarkka analysointi on lähes mahdotonta. Marsissa prebioottisen kemian tuotokset ovat säilyneet monin verroin paremmin kuin Maassa, tai näin ainakin oletetaan. Siksi näytteet Marsista voisivat auttaa ymmärtämään, miten hiilikondriittien suhteellisen yksinkertaisista orgaanisista yhdisteistä päädyttiin prebioottisen kemian kautta elämään.

3. Millainen on elinkelpoisten ympäristöjen historia?

Mars on myös ainoa kappale aurinkokunnassamme, jossa on säilynyt elinkelpoisten ympäristöjen varhaisin kehitys. Marsin tapauksessa tällaisia ympäristöjä on useita. Sedimenttisyntyiset eli kerrostumalla syntyneet ympäristöt ovat elämän esiintymisen ja sen pitkällisen säilymisen kannalta tärkeimpiä. Marsissa on runsaasti esimerkiksi erilaisten vesialtaiden pohjille syntyneitä kerrostumia. Kuten Maassa myös Marsissa geokemialliset ja mineralogiset merkit elämästä tai jopa fossiilit säilyvät parhaiten juuri sedimenttikivissä.

Hydrotermisissä systeemeissä kuumat liuokset kiertelevät kiviaineksessa. Vettä varhaisessa Maassa ja Marsissa oli, ja lämpöenergiaa tarjosivat niin tulivuoret kuin törmäyskraatterien hiljalleen jäähtyvät törmäyssulakivetkin. Vettä on myös syvällä pinnan alla, ja maapallolla elämää on runsaasti sielläkin. Miksipä ei siis myös Marsissa?

Neljännen merkittävän elinkelpoisen ympäristön muodostavat paikat, joissa kiviaines, vesi ja kaasukehä ovat vuorovaikutuksessa. Lisäksi tuliperäisten kivien muuttuessa niihin on voinut jäädä jälkiä elämästä (tämän ympäristön voisi tosin laskea osaksi myös hydrotermisiä systeemeitä).

Jezero-kraatteri valittiin Perseverancen tutkimuskohteeksi juuri siksi, että siellä on mahdollista saada näytteitä lukuisistä elinkelposista ympäristöistä. Jezero oli järviallas, johon virranneet joet kerrostivat deltoja. Jezerossa on myös merkkejä hydrotermisestä toiminnasta. Syvältä peräisin olevia kiviä päästään tutkimaan, kunhan Perseverance saa punnerrettua itsensä Jezeron reunalle. Erilaisten elinkelpoisten ympäristöjen kehitystä voidaan näin ollen Perseverancen näytteiden pohjalta tutkia, kunhan MSR vain saa näytteet Maahan.

4. Kuinka planeetat syntyivät, differentioituivat ja kehittyivät?

Ymmärryksemme Marsin koostumuksesta ja sisärakenteesta perustuu suurelta osin Marsista peräisin oleviin meteoriitteihin. Ne antavat kuitenkin varsin rajoittuneen kuvan Marsista (tästä myöhemmin lisää). Jezerossa on paljon vanhempia kiviä kuin mitä meteoriitit ovat, joten niiden avulla voidaan saada merkittävästi aiempaa tarkempi kuva Marsin varhaisesta magmaattisesta kehityksestä.

Kunhan MSR:n myötä Jezeron vanhojen magmakivien iät saadaan määritettyä, saadaan samalla ensimmäinen kunnollinen piste Marsin pinnan iän ja sen törmäyskraatteritiheyden suhdetta kuvaavalle käyrälle. Tämä voi kuulostaa tylsältä, mutta sillä olisi (mahdollisesti) käänteentekevä vaikutus geologiseen ajanlaskuun aurinkokunnassamme. Tähän saakka olemme joutuneet erilaisten mallien avulla arvailemaan tuota suhdetta perustuen ainoastaan kuunäytteiden ikiin. Siihen pohjautuu koko aurinkokunnan kiinteäpintaisten kappaleiden pintojen iänmääritys. Näytteet Marsista auttaisivat siis ajoittamaan geologisia prosesseja Merkuriuksesta Arrokothiin saakka huomattavasti aiempaa tarkemmin.

5. Mitä geokemia voi kertoa jättiläisplaneettojen seilaamisesta?

Aurinkokuntamme ensimmäinen miljardi vuotta oli rauhatonta aikaa. Etenkin Jupiterin mutta osaltaan myös muiden jättiläisplaneettojen kasvu ja etenkin seilaaminen edestakaisin aurinkokunnan ulko- ja sisäosien välillä – sikäli kun tätä edes tapahtui – on vaikuttanut merkittävällä tavalla planeettojen syntyyn ja kehitykseen, samoin kuin esimerkiksi asteroidivyöhykkeen, Kuiperin vyöhykkeen ja ehkä jopa Oortin pilven sijaintiin ja olemukseen. Mistä tarkkaan ottaen oli peräisin se aines, josta Mars alkujaan muodostui? Jotta tähänkin kysymykseen voidaan vastata, on näytteet saatava maapallolle, sillä tarvittavia isotooppimäärityksiä ei edes täällä pystytä tekemään kuin kourallisessa laboratorioita.

Yksi Apollo-näytteistä paljastunut hämmentävä havainto oli, että niiden iät olivat valtaosin hieman alle neljä miljardia vuotta. Tämä johti siihen päätelmään, että varhaisen kiivaan asteroidipommituksen jälkeen koitti seesteisempi aika, kunnes sitten nelisen miljardia vuotta sitten alkoi taivaalta taas sataa isoja kiviä. Tätä Kuun myöhäistä rajua asteroidipommitusta on selitetty juuri jättiläisplaneettojen seilaamisella. Sittemmin ajatus on levinnyt kattamaan koko sisemmän aurinkokunnan. On tosin syytä huomata, etteivät tutkijat ole alkuunkaan yksimielisiä siitä, oliko tätä myöhäistä pommitusta olemassakaan. MSR-näytteet voisivat paljastaa, oliko myöhäinen pommitus todellinen ilmiö ja näin ollen antaa kaivattua konkreettista tukea ajatuksille seilaavista jättiläisplaneetoista.

6. Kuinka planeettojen kaasukehät syntyivät ja kehittyivät?

Maankaltaisten planeettojen kaasukehät ovat kiehtovan erilaisia. Venuksen ja Marsin kaasukehät ovat hiilidioksidia. Maapallolla ja Titanissa puolestaan typpi on pääosassa. Miten tähän on päädytty?

Perseverance ei ota näytteitä pelkästään Marsin kallioperästä ja löysästä pinta-aineksesta, vaan myös Marsin nykyisestä kaasukehästä. Lisäksi kivinäytteisiin on arkistoitunut pikkuruisia kuplina muinaista kaasukehää. Meteoriiteista on saatu näytteitä ”vain” muutaman sadan miljoonan vuoden takaisesta kaasukehästä – mikä sekin on ällistyttävä asia, kun sitä pysähtyy miettimään – mutta MSR:n Maahan tuomilla näytteillä päästäisiin tässäkin asiassa pureutumaan vanhempiin aikoihin.

Lisäksi kivissä olevat kaasut kertovat paitsi itse kaasukehästä ja sen muutoksista, myös koko planeetan kehityksestä, sillä kaasut ovat peräisin syvältä vaipasta. Koska paksu kaasukehä on ilmeinen etu elämän kannalta, on vanhojen kaasunäytteiden myötä mahdollista selvittää tästä näkökulmasta, kuinka pitkään varhaisessa Marsissa oli vielä suotuisat edellytykset elämälle.

7. Mars – uhka vai mahdollisuus?

Elon Muskin lisäksi moni muukin ihminen haaveilee matkasta Marsiin ja pysyvien tukikohtien rakentamisesta sinne. Myös NASAn Artemis-ohjelma on vain osa laajempaa Moon to Mars –suunnitelmaa, jonka lopussa häämöttää ihmislajin pysyvä jalansija Marsissa.

Ennen kuin ihminen menee Marsiin, on kuitenkin välttämätöntä tietää, kuinka tappava Mars on. Marsin pöly voi olla ihmiselle myrkyllistä, ja ainakin se aiheuttaa ongelmia mekaanisille laitteille ja virtapiireille. Lisäksi, vaikka mahdollsuus on häviävän pieni, on mahdollista, että Marsissa elää jokin mikroskooppinen eliö, joka voisi tulla toimeen myös ihmisessä ja olla täten terveysuhka.Näidenkin asioiden selvittämiseksi näytteet ovat välttämättömiä.

Kun Marsiin ollaan tutkimusasemia rakentamassa, ei kaikkia rakennustarpeita kannata kuskata Maasta asti. Marsin pintakerros eli regoliitti, samoin kuin muut sedimentit ja kivilajit voivat olla raaka-ainelähteitä, tai ainakin ne voivat toimia bulkkimateriaalina, josta tehdään esimerkiksi tiiliä tai vain kasataan tukikohtarakennelman päälle. Näiden samojen asioiden testaamista Kuussa ei välttämättä tarvitse enää vuosikymmeniä odotella. Jotta voidaan suunnitella, mihin kaikkeen Marsin kiviainesta voidaan käyttää ja miten, on eri kivi- ja maalajien koostumus ja mekaaniset ominaisuudet selvitettävä. Vaikka laskeutujien ja mönkijöiden analyyseillä pääsee hyvin alkuun, on planeetan antimet syytä tuntea tarkemmin ennen kuin ihmisten lähettämistä pidemmäksi aikaa Marsiin aletaan vakavammin suunnitella.

Meteoriittien vääristämä kuva

Edellä kävi toivottavasti selväksi, etteivät erilaiset Marsiin lähetettävät robotit kykene nähtävissä olevassa tulevaisuudessa tekemään sellaisia analyysejä, joita suuriin aurinkokuntamme dynamiikkaa, geologiaa ja elämää koskeviin kysymyksiin vastaaminen edellyttää. Meillähän kuitenkin jo on valtavasti Marsista lähtöisin olevia meteoriitteja. Niitä päästään syynäämään parhaissa laboratorioissa niin paljon kuin raha ja aika antavat myöten. Miksi nämä käytännössä ilmaiset näytteet eivät riitä, vaan pitää käyttää miljarditolkulla veronmaksajien rahoja kivien hakemiseen paikan päältä? Asian ymmärtämiseksi pitää sisäistää perusasiat meteoriiteista, sekä pari Mars-meteoriitteihin liittyvää erityispiirrettä.

Vaikka Mars-meteoriitteja tunnetaan satoja (tätä kirjoittaessani 377 kpl), eivät ne suinkaan ole näytteitä sadoista tasaisesti eri kivilajeja edustavista paikoista Marsin pinnalla. Tilanne on itse asiassa kutakuinkin päinvastoin: meteoriittitutkijoiden mukaan Mars-meteoriitit ovat lähtöisin ainoastaan noin kymmenestä eri paikasta Marsissa.

Ainoa mekanismi, jolla voimme saada meteoriitteja toisilta planeetoilta, ovat asteroiditörmäykset. Niinpä tutkijat ovat etsineet Marsin luotainkuvista kraattereita, jotka olisivat voineet toimia Maahan päätyneiden meteoriittien lähtöpisteinä. Vaikka joitain erinomaisia kandidaatteja onkin esitetty, varmuudella emme voi tietää, mistä näytteet ovat peräisin. Tämä on iso ongelma. Tutkittavan alueen geologisen historian ymmärtämiseksi itse näytteen lisäksi on nimittäin oleellista tuntea sen esiintymisympäristö eli konteksti. Kun lähtöpaikkoja ei tiedetä, ei tiedetä kontekstiakaan, joten tarina jää väkisinkin vajavaiseksi.

Kaikki Mars-meteoriitit ovat runsaasti rautaa ja magnesiumia sisältäviä magmakiviä, yksi tosin on magmakivistä koostuvasta regoliitista puristunut murskalekivi eli breksia. Ylivoimaisesti suurin osa niistä on myös geologisesti varsin nuoria, eli iältään vain joitakin satoja miljoonia vuosia. Koostumus ja ikä kertovat, että ne ovat todennäköisimmin peräisin jostain Marsin nuorten suurten tulivuorten alueelta. Mars-meteoriittien kokoelmasta siis puuttuvat lähes kokonaan vanhat kivet, eli juuri sellaiset näytteet, joita useimmat tutkijat mieluiten haluaisivat laboratorioihinsa.

Marsissa esiintyy mönkijöiden ja kiertolaisten kuvallisten todisteiden perusteella hyvin runsaasti sedimenttikiviä. Ne uupuvat meteoriittikokoelmista täysin. Kuten edellä tuli todettua, sedimenttikivet olisivat kuitenkin astrobiologisesta näkökulmasta huomattavasti kiinnostavampia kuin magmakivet.

Tiivistäen: meillä on näytteitä nuorista magmakivistä, kun oikeastaan haluaisimme näytteitä vanhoista sedimenttikivistä.

Näyteongelmaan ei luonto tarjoa ratkaisua. Tämä johtuu törmäysten fysiikasta ja kivien ominaisuuksista. Pakonopeuden ylittävä ja oikeaan kulmaan lentävä heittele on peräisin kohdekallioperän pintaosista. Jotta törmäys viskaisi suuria kiinteitä lohkareita yli pakonopeuden, pitää kiven kuitenkin olla myös riittävän kovaa.

Sedimenttikivet ovat selvästi pehmeämpiä kuin nuoret magmakivet. Myös miljardien vuosien aikana rapautuneet vanhat magmakivet ovat aika heppoista tavaraa. Marsin sedimenttikivet ja vanhat magmakivet eivät tuota meteoriitteja Maahan lähinnä kolmesta syystä. Ensinnäkään šokkiaalto ei alkujaankaan synnytä suuria kappaleita pakonopeuden ylittävää pehmeää kiviainesta. Toisekseen pienemmät höttöiset kivet tuhoutuvat jo lentäessään Marsin kaasukehän läpi. Ja vaikka jokunen pieni kivi varmasti avaruuteen asti pääseekin, ne tuhoutuvat viimeistään Maan ilmakehässä.

Vaikka Mars-meteoriitit ovatkin tutkijoille äärimmäisen arvokkaita, ne siis paljastavat vain hyvin yksipuolisen ja vääristyneen kuvan Marsin geologisesta historiasta. Mikäli todella haluamme ymmärtää Marsin ja muiden planeettojen kehitystä ja yrittää ihan vakavasti selvittää, onko Marsissa joskus ollut elämää, me tarvitsemme Perseverancen Jezerosta keräämät näytteet, sekä toivottavasti myöhemmin myös runsaasti muita yhtä tarkoin valikoituja näytteitä.

Miten tästä eteenpäin?

Vaikka Perseverance on NASAn mönkijä, ei MSR ole pelkästään NASAn tai amerikkalaisten ratkaistavaksi jätettävä ongelma. ESA on MSR:ssä keskeinen taloudellinen kumppani ja suunnittelemassa välttämättömiä komponentteja näytteenhakulennolla käytettäviin aluksiin. Näytteenhakua on suunniteltu kansainvälisenä yhteistyönä ja pelkästään iMOST-ryhmässä oli tutkijoita seitsemästätoista maasta. MSR:n tuomia näytteitä tietenkin myös jaettaisiin tutkimusryhmille ympäri maailman. Vaikka vetovastuu asiassa on NASAlla, MSR:n rahoitusongelmat koskettavat näin ollen koko planeettatutkijoiden yhteisöä, eivät vaikkapa vain amerikkalaisia Mars-tutkijoita.

Ongelman keskiössä on tietenkin amerikkalaisten ajastaan jälkeenjäänyt politiikka. Kuten kuka tahansa maailmanpolitiikkaa seuraava ihminen on viimeisen parinkymmenen vuoden aikana voinut huomata, Yhdysvalloissa sopimisen kulttuuri on kadonnut historian hämyyn. NASAn kuten muidenkin liittovaltion organisaatioiden johto valitaan poliittisin perustein uudestaan joka kerta kun presidentti vaihtuu, joten minkäänlaisesta jatkuvuudesta ei enää voida puhua. Nykyisen Bidenin hallinnon avaruuspolitiikan näkyvin piirre on ollut se, ettei sitä oikeastaan ole. Tällaisessa ilmapiirissä erittäin kalliit, useiden vaalikausien yli yltävät ja jo muutenkin sekavat ohjelmat ovat hätää kärsimässä.

Helppoja ratkaisuja MSR:n tilanteen vakauttamiseksi ei ole. Jos JPL:n kaavailemat massiiviset irtisanomiset toteutuvat, sillä on vaikutuksia NASAn planeettaohjelmaan ja myös MSR:iin pitkälle tulevaisuuteen. NASA on luvannut antaa vastineensa Figueroan paneelin esiin nostamiin ongelmiin tänä keväänä. En yllättyisi, vaikka jotain kuultaisiin jo parin viikon päästä alan tärkeimmän kokouksen, Lunar and Planetary Science Conferencen yhteydessä.

Kuten Figueroakin haastattelussaan totesi, yksi ongelmakohdista on niinkin yksinkertainen asia kuin MSR:n julkisuuskuva. Sitä ei ole saatu markkinoitua niin, että edes NASAn johtoportaassa tunnuttaisiin tajuavan, kuinka tärkeästä asiasta on kyse. Lobbareita siis tarvitaan.

Kiivaskin tieteellinen väittely on välttämätön osa tieteen tekemistä ja kehitystä. Tästä huolimatta ihmettelen planeettatutkijoiden ja jopa planeettageologien rintaman viime aikaista yllättävän laajaa repeilyä. Lyhytnäköisten kaukokartoittajien ja putkiaivoisten labrarottien välillä on tietysti aina ollut ristiriitoja, mutta kaikkien kannattaisi ottaa onkeensa Apollo-ohjelman opit. Vielä yli 50 vuotta Apollo-lentojen jälkeen niiden tuomia näytteitä tutkitaan ympäri maailmaa, ja entistä tarkemmat analyysilaitteet paljastavat niistä jatkuvasti uusia ja yllättäviä piirteitä.

Vaikka MSR:n näytemäärä olisi väkisinkin vain murto-osa Apollon 382 kg:sta, riittäisi siinäkin silti tutkittavaa lukuisille tuleville sukupolville. Ilman näytteiden analysointia kaukokartoitukselta puuttuvat kiistattomat faktat, joihin havaintonsa sitoa. Mitä enemmän ja mitä tarkemmin Mars-näytteitä analysoidaan, sitä luotettavampaa kaukokartoituskin on. Kaikki hyötyvät.

Etenkin Yhdysvalloissa mutta myös muissa maissa tarvittaisiin nyt Hap McSweenin kaltaisia laajalti arvostettuja tutkijoita, jotka jaksavat pitää ääntä MSR:n puolesta. Nähtäväksi jää, löytyykö sellaisia ja olisiko heistä osaltaan kääntämään NASAn planeettatutkimuksen hukassa olevaa kurssia. Toivotaan, sillä mahdollisuuksia yrittää saada vastauksia äärimmäisen tärkeisiin kysymyksiin ei pitäisi hukata pelkästään turhanpäiväisten hallinto-ongelmien ja poliittisen pelin vuoksi.