NASA’nın Perseverance’ı Mars Tozundan Mürettebatı Korumanın İpuçlarını Veriyor

Bir milyondan fazla Mars günü (1.645’ten fazla) boyunca, NASA‘ın Perseverance Mars gezgini, gezeginde taşıdığı takıyıp malzeme örneklerine yapışan ince ve ultraince Mars tozunu ölçtü; bunların bazıları akciğerlere girip kana karışabilecek kadar küçük. Bulgular Salı günü 27 Ekim’de Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri’nde (Proceedings of the National Academy of Sciences) yayımlanacak ve gelecekteki NASA’nın Mars görevleri için takıyıp ve yerleşim tasarımı, toz temizleme prosedürleri ile mürettebat sağlık standartlarını etkileyebilir.

“NASA, zorlukları uygulanabilir çözümlere dönüştürme ve orijinal olarak toplanmasından daha fazlasını yanıtlamak için elimizdeki veriyi yaratıcı yollarla kullanma konusunda uzun bir geçmişe sahip,” dedi Washington’daki NASA Merkezi’nde görev yapan, Gezegen Bilimleri Bölümü’nün vekil direktörü Lindsay Hays. “Toz, Apollo programından beri yüzey araştırmalarının bir zorluğu. Perseverance, mühendislerimize ve uçuş cerrahlarımıza, ilk Amerikan astronotları Mars’a varmadan çok önce mevcut tasarımlarımızı iyileştirmemizi sağlayacak ölçümler veriyor.”

Apollo görevleri sırasında Ay tozu, kalkanları çizmiş, takıyıp malzemenin dış katmanlarını bozmuş ve sızdırmazlıklarını hasara uğratmış; bazı mürettebat üyeleri ise saman hummasına benzer belirtiler bildirmişti.

Rüzgarın sürüklediği parçacıklarla çarpışmalarla yuvarlaklaşan Mars tozucukları, Ay’dakilerden daha az aşındırıcıdır. Ayrıca kükürt, klor demir açısından zengindir ve Ay tozundan daha fazla silika içerir. Mars’taki bölgesel ve küresel toz fırtınaları, tozucuklarının atmosfer boyunca sürekli dolaşmasını sürdürebilir.

Gezgin, beş parçalı bir takıyıp malzeme örneği taşıyor. Her biri üçte dört inç (20 milimetre) kare olan bu örnekler, Perseverance’ın robotik kolundaki SHERLOC (Organikler ve Kimyasallar için Raman ve Luminescans ile Yaşanabilir Ortamları Tarama) adlı aletin ayarlarını test etmek için kullanılan bir kalibrasyon hedefinin parçası. Toz ölçümlerini sağlayan başka bir aletin—PIXL (X-Işını Litokimyası için Gezegen Aleti)—kalibrasyon hedefinde ise Teflon ve bazaltik camdan bir örnek taşıyor.

TEFLON, PIXL’ın doğrudan tespit edebileceği hiçbir elementi içermediğinden, X-ışını spektrometresinin bu örnekten yakaladığı her türlü elemental sinyal, üzerinde biriken tozdan gelir.

Ekip, aynı zamanda uzay kıyafetlerinde kullanılan iki malzeme olan TEFLON ve VECTRAN’ın numunelerini SHERLOC’un kalibrasyon hedefinde analiz etti. NASA, bu numuneleri uzay kıyafeti malzemelerinin gezegen yüzeyinde nasıl dayanıklı olduğunu çalışmak için Mars’a gönderdi.

“Perseverance’ın temel görevi eski mikrobiyal hayatın izlerini aramak olsa da, görev aynı zamanda insan kaşifler için hazırlık yapmaya da tasarlandı. Bu çaba, MOXIE (Mars Oksijen Yerinde Kaynak Kullanımı Deneyi) ve Ingenuity gibi teknoloji gösterilerini ve ayrıca uzay kıyafeti numunelerini içeriyor” dedi. Kaliforniya’nın güneyindeki NASA Jet İtme Laboratuvarı’nda Perseverance’ın proje bilimcisi Katie Stack Morgan.

Mars’taki önce ölçümler toz taneciklerini yaklaşık 3 mikrometre çapına kadar çözebils de, PIXL iki kategoride daha küçük tanecik tespit etti: 2,5 mikrometreden küçük ince tanecikler (bir insan saçı yaklaşık 70 mikrometre genişliktedir) ve yaklaşık 100 nanometre ultra ince tanecikler (bir insan saçıdan yaklaşık 700 kez daha ince). PIXL’ın TEFLON hedefindeki ve SHERLOC’un VECTRAN numunesindeki tanecikler ortalamaya yaklaşık 2 mikrometre kadardı. PIXL’ın bazaltik camında ve SHERLOC’un TEFLON numunesinde ise toz tanecik boyutları yaklaşık 100 ile 300 nanometreye kadar düşüyordu.

Sabit elektrik, hangi boyuttaki toz taneciklerinin hangi yüzeye yapışacağını belirliyor gibi görünüyor. Toz tanecikleri havada çarpışarak yüklü hale gelir ve kalibrasyon hedefindeki farklı malzemeler farklı boyutlarda tanecikleri çeker. En ince tanecikler yıllarca sürüş ve delme işleminden sonra bile yapışık kaldı. SHERLOC’un TEFLON uzay kıyafeti numunesi gibi organik polimerler, uzay kıyafetlerinin dış katmanlarında yaygındır ve sonuçlar bu malzemelerin kolayca ince toz topladığını gösteriyor.

Araştırma, bazı malzemelerin diğerlerinden daha az toz tuttuğunu da tespit etti; bu durum, gelecekte uzay kıyafetleri ve konaklar için malzeme ve koruyucu kaplama seçimlerini yönlendirebilir. Uzay konığının dışına monte edilmiş kıyafetlere astronotların içeri girmesini sağlayan suitport (kıyafet girişleri) ve çift odacıklı hava kilitleri gibi tasarımlar, astronotların yaşam alanlarına ne kadar toz girdiğini azaltabilir.

“Mars tozunun bu ultra ince boyutlarda varlığı uzun süredir tahmin ediliyordu ve PIXL, Mars’ta bunu doğrudan ölçme fırsatı verdi,” dedi Washington Üniversitesi’nde Perseverance bilim insanı ve çalışmanın baş yazarı Scott VanBommel. “Daha büyük topaklar, Mars’ın toz yuvaları, zamanla sallanarak dökülür. Ancak en küçük parçacıklar geride kalır ve insan destek sistemleri için en büyük zorluğu yaratanlar da bunlardır.”

Kimyasal olarak toz, önceki görevlerin ölçtüğü demir ve kükürt açısından zengin bileşimle uyumludur. PIXL enstrümanı, tozun fosfor açısından zengin olduğunu buldu ve kalsiyum sülfatı işaretleri tespit etti.

Yeryüzünde, 2,5 mikrometrenin altındaki (yani ince parçacıklar) havada asılan parçacıklar, derinlere nüfuz edip kan dolaşımına girebildikleri için çeşitli olumsuz sağlık etkileriyle ilişkilendiriliyor. Araştırmalar, ultra ince parçacıkların (100 nanometreden büyük olmayan) koku alma siniri boyunca burun boşluğundan beyne kadar yol alabildiğini gösteriyor.

Mars tozu başlıca silikat minerallerinden oluşur ve tiroid fonksiyonunu bozan perkloratlar ve hücre hasarına yol açan tepkimeye giren demir dahil kimyasal açıdan tepkimeye giren bileşikler taşır. Bilim insanları, Mars tozunun sağlık risklerinin toz miktarına ve maruz kalma süresine bağlı olduğuna inanıyor.

PIXL sonuçları, Mars’ta ince ve ultra ince parçacıkların saha ölçümleri açısından ilk olup, bu araştırma astronotlar için iç ortam toz maruz kalması sınırlarını iyileştirme, güvenli alışkanlıklar geliştirme ve Mars’ı keşfederken tozu uzaklaştırma yolları kurma gibi daha geniş çaba çabalarını yönlendirebilir.

NASA, uzay tozu tehlikelerine karşı çözümler geliştirme çalışmalarına baştan başladı ve bunlar için yer tabanlı test tesislerini ile Ay görevlerini, gelecekteki Mars keşifçileri için deney alanları olarak kullanıyor. 2025 yılı Mart ayında ajans, elektrik alanları kullanarak Ay’daki cam ve termal radyatör yüzeylerden Ay regolitini temizleyen bir Elektrodinamik Toz Kalkanı test etti. Florida’daki NASA Kennedy Uzay Merkezi’nde geliştirilen bu teknoloji, Firefly Aerospace’in Blue Ghost Görevi 1’iyle Ay’a ulaştı. Houston’daki NASA Johnson Uzay Merkezi’nde mühendisler, Lunar Development ve Test Tesisi’nde vakum odaları ve Ay regolit simülanti kullanarak, Ay yüzeyine yönelik Artemis görevlerinden önce uzay kıyafeti bileşenlerini, mekanizmaları ve El Tipi Ay Elektrostatik Toz Azaltma aracını test ediyor.

Caltech tarafından NASA adına yönetilen JPL, Perseverance araçını NASA’nın Mars Keşif Programı portföyünün bir parçası olarak ajansın Bilim Görevleri Daire Başkanlığı adına kurdu ve işletmesini yönetiyor. NASA JPL ayrıca PIXL ve SHERLOC’u da kurdu.

Medya İletişimDC AgleJet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.818-393-9011
david.c.agle@jpl.nasa.gov

Karen Fox / Alana JohnsonNASA Merkez, Washington240-285-5155 / 202-672-4780
karen.c.fox@nasa.gov / alana.r.johnson@nasa.gov