برنامج استكشاف المريخ

يجب التحديد إن كانت الحياة قد ظهرت على المريخ يومًا ما من أجل فهم صلاحية السكن على سطحه. وهذا يبدأ بتحديد ملائمة الكوكب للحياة. لُقبت استراتيجية برنامج استكشاف المريخ الأساسية بـ «اتبع الماء»، والفكرة العامة منها هي حيث توجد الحياة يوجد الماء (على الأقل في الأمثلة الموجودة على كوكب الأرض). من المرجح أنه إذا كانت الحياة قد ظهرت على المريخ بالفعل، فإنها كانت بحاجة لمصدر مياه موجود لفترة كافية (طويلة) من الوقت. لذلك فإنّ أحد أهم أهداف برنامج استكشاف المريخ هو البحث عن الأماكن حيث توجد المياه، أو حيث كانت موجودة، أو من المحتمل أن توجد، مثل مجاري الأنهار الجافة، وتحت سطح الكوكب، وفي الغطاء الجليدي القطبي للمريخ.

بعيدًا عن المياه، تحتاج الحياة إلى مصادر طاقة أخرى لتستمر. تجعل وفرة الأكاسيد الفائقة الحياة على سطح كوكب المريخ أمرًا غير مرجحًا بشكل كبير، لأنها تستبعد أشعة الشمس بشكل أساسي كمصدر طاقة مرجح لدعم الحياة. ولذلك يجب البحث عن مصادر بديلة للطاقة مثل الطاقة الحرارية الجوفية والطاقة الكيميائية. تستعمل أشكال الحياة على كوكب الأرض هذه المصادر، إذ يمكن أن تستعملها الكائنات الحية الدقيقة (الميكروبات) التي تعيش تحت سطح المريخ.

يمكن البحث عن الحياة على سطح المريخ أيضًا عن طريق الحصول على بصمات الحياة السابقة والحالية أو البصمات الحيوية. يمكن لوفرة الكربون النسبية والموقع والأشكال التي يمكن أن يوجد بها أن تطلعنا أين وكيف قد تكون تطورت الحياة. ربما يدل وجود معادن الكربونات، إلى جانب تكوّن الغلاف الجوي للمريخ من ثاني أوكسيد الكربون بشكل عام العلماء على أنّ الماء توفر على الكوكب لمدة طويلة كافية لتعزيز تطور الحياة.[9]

يتمثل الهدف الثاني لبرنامج استكشاف المريخ بتوصيف كلّ من مناخ المريخ الحالي والماضي، بالإضافة إلى العوامل المؤثرة على تغير المناخ في المريخ. من المعروف حاليًا أن المناخ منتظم بسبب التغيرات الموسمية لغطاء الجليد المريخي، وتحريك الغلاف الجوي للغبار، وتبادل بخار الماء بين السطح والغلاف الجوي. يساعد فهم ما تعنيه هذه الظواهر المناخية العلماء بشكل أكثر فاعلية لنمذجة المناخ الماضي (القديم) للمريخ، ما يوفر درجة أعلى من الفهم لديناميكيات المريخ.[10]

تختلف جيولوجيا المريخ عن جيولوجيا الأرض، ومن بين عدة اختلافات أخرى، براكينه الضخمة بشكل كبير وقلّة حركة قشرته. إنّ هدف برنامج استكشاف المريخ هو فهم هذه الاختلافات بينه وبين الأرض إلى جانب الطريقة التي شكّلت بها الرياح، والماء، والبراكين، والحركات التكتونية، وتشكّل الفوهات الصدمية، والعمليات الأخرى سطح المريخ. يمكن للصخور مساعدة العلماء في وصف الأحداث المتتالية في تاريخ المريخ، والإفصاح عمّا إذا كانت هناك وفرة في المياه على الكوكب من خلال تمييز المعادن التي تتشكل في المياه فقط، ومعرفة ما إذا كان للمريخ غلاف مغناطيسي في يوم ما (وهذا يدل على كون المريخ في وقت ما كوكبًا ديناميكيًا شبيهًا بالأرض).[11]

تشكّل البعثة المأهولة للمريخ تحديًا هندسيًا هائلًا. يجب على العلماء فهم ديناميكيات المريخ بعناية قدر الإمكان قبل أي تحرك باتجاه إرسال البشر إلى سطح المريخ، لأنّ سطح المريخ يحتوي على الأكاسيد الفائقة، بالإضافة إلى الافتقار للغلاف المغناطيسي وطبقة الأوزون التي تحمي من الإشعاعات الصادرة عن الشمس.[12]