Cyfraniad Cymreig i gam nesaf archwilio'r blaned Mawrth

Pan fydd crwydryn Rosalind Franklin yr Asiantaeth Ofod Ewropeaidd yn dechrau drilio o dan arwyneb rhwd-goch y blaned Mawrth, bydd rhan o "lygaid" gwyddonol a systemau gwneud penderfyniadau’r daith yn olrhain eu gwreiddiau i Gymru.

Ers dros 15 mlynedd, mae Prifysgol Aberystwyth wedi bod yn chwarae rhan yn ExoMars, taith flaenllaw yr Asiantaeth Ofod Ewropeaidd i chwilio am arwyddion o fywyd ar y Blaned Goch. Gan dynnu ar arbenigedd sy'n arwain y byd ym maes ffiseg, cyfrifiadureg a roboteg, mae ymchwilwyr yn Aberystwyth wedi helpu i ddylunio, adeiladu a graddnodi offer allweddol a fydd yn penderfynu i ble mae'r crwydryn yn gyrru, beth mae'n ei ddadansoddi, ac, yn y pen draw, sut mae dynoliaeth yn chwilio am fywyd y tu hwnt i'r Ddaear.

Chwilio am arwyddion o fywyd

Gwnaeth Dr Matt Gunn, Uwch Gymrawd Ymchwil yn yr Adran Ffiseg, ddechrau gweithio ar brosiect ExoMars yn 2010. Mae'n esbonio sut mae'r daith yn adeiladu ar - ac yn mynd y tu hwnt i - deithiau blaenorol i archwilio’r blaned Mawrth:

"Mae'r rhan fwyaf o deithiau i'r blaned Mawrth wedi bod gan ddaearegwyr robotig yn y bôn, gan ein helpu i ddeall sut ffurfiodd ac esblygodd arwyneb y blaned Mawrth. Ond mae'r crwydryn Rosalind Franklin yn wahanol: ei ddiben craidd yw chwilio am arwyddion o fywyd yn y gorffennol neu'r presennol. 

"Nid ydym yn disgwyl dod o hyd i unrhyw beth ar yr arwyneb oherwydd byddai ymbelydredd wedi dinistrio moleciwlau organig amser maith yn ôl. Fodd bynnag, hyd yn oed bellter cymharol fyr o dan yr arwyneb, mae'r pridd yn darparu digon o gysgod i fiolofnodion posibl oroesi."

Dr Matt Gunn

Yr uchelgais wyddonol honno yw'r hyn sy'n gwneud ExoMars yn unigryw, meddai Dr Helen Miles o'r Adran Gyfrifiadureg:

"Yr hyn sy'n gwneud y crwydryn Rosalind Franklin yn arbennig yw ei fod yn cario dril i gasglu a dadansoddi samplau isarwynebol. Nid oes unrhyw grwydryn Mawrth blaenorol wedi drilio hyd at ddau fetr o dan arwyneb y blaned Mawrth, ac mae'r dyfnder hwnnw'n caniatáu inni echdynnu samplau nad oes neb erioed wedi'u gweld o'r blaen ac i ymchwilio i'r hyn sy'n digwydd o dan yr arwyneb sydd wedi’i grasu gan yr haul."

Dr Helen Miles

Y llygaid y tu ôl i'r chwilio

Wedi'i osod ar ben mast y crwydryn y mae PanCam, y system gamera banoramig dan arweiniad Labordy Gwyddor Gofod Mullard, Coleg Prifysgol Llundain. Mae Dr Gunn, a weithiodd ar rywfaint o'r datblygiadau technegol cynnar ar gyfer y system gamera, yn egluro’r cysyniad:

"Mae PanCam yn gamera amlsbectrol, sy'n golygu ei fod yn gallu gweld llawer mwy o liwiau golau na'r llygad dynol. Rydyn ni’n gweld mewn coch/gwyrdd/glas yn unig, ond mae PanCam yn defnyddio un ar ddeg hidlydd ar draws y gweladwy a'r is-goch. Mae hyn yn caniatáu inni wahaniaethu rhwng gwahanol fathau o greigiau yn llawer mwy manwl gywir nag y gallem gyda llygad yn unig."

Yn dilyn ymosodiad gyflawn Rwsia ar Wcráin yn 2022, canslwyd y cydweithrediad â Roscosmos, gan adael bwlch sylweddol yng ngallu gwyddonol y crwydryn. Yn ddiweddarach y flwyddyn honno, cefnogodd Asiantaeth Ofod y DU gynnig uchelgeisiol gan dîm ExoMars Prifysgol Aberystwyth i ddatblygu cyfarpar newydd yng Nghymru. Ymrwymodd yr Asiantaeth £10.7 miliwn i greu sbectromedr newydd, gan gydnabod bod adfer gallu gwyddonol llawn y crwydryn yn hanfodol cyn ail-drefnu ei lansiad yn 2028.

Am y pedair blynedd diwethaf, mae Prifysgol Aberystwyth wedi arwain y gwaith o ddatblygu 'Enfys', sbectromedr is-goch wedi'i gynllunio i weithio law yn llaw â PanCam.

Gyda'i gilydd, mae PanCam ac Enfys yn ffurfio "llygaid" gwyddonol y crwydryn, gan helpu gwyddonwyr i benderfynu ble i chwilio am yr arwyddion mwyaf addawol o fywyd. Byddant yn canfod mwynau megis clai a deunyddiau eraill wedi'u ffurfio gan ddŵr sydd, ar y Ddaear, yn adnabyddus am warchod cyfansoddion organig a gallai dynnu sylw at weithgaredd microbaidd hynafol.

PanCam a Enfys. Credyd: ESA

Mae Dr Matt Gunn, Prif Ymchwilydd Enfys, yn egluro:

"Mae bywyd fel yr ydym ni yn ei adnabod bob amser yn esblygu ym mhresenoldeb dŵr hylif. Er nad ydym yn disgwyl dod o hyd i ddŵr hylif ar y blaned Mawrth heddiw, gallwn ganfod mwynau sy'n ffurfio mewn amgylcheddau dyfrllyd yn unig.

"Bydd PanCam ac Enfys yn ein helpu i adnabod y mwynau hydradol hynny o bell, gan dywys y crwydryn i'r lleoliadau mwyaf addawol i ddrilio - lleoliadau lle mae tystiolaeth o fywyd yn y gorffennol yn fwyaf tebygol o oroesi."

Credyd: ESA – S Corvaja

Dehongli'r delweddau

Bydd PanCam yn dychwelyd delweddau lliw a stereo cydraniad uchel o dirwedd y blaned Mawrth, gan ganiatáu i wyddonwyr ddarllen y ddaeareg, adnabod amgylcheddau siâp dŵr hynafol, a gosod yr holl fesuriadau eraill yn eu cyd-destun amgylcheddol ehangach. Bydd Enfys yn ategu hyn trwy ddarparu sbectrwm is-goch i gynorthwyo’r gwaith o adnabod mwynau.

Er mwyn echdynnu’r ystyr gwyddonol o'r delweddau hynny, mae graddnodi a dehongli gofalus yn hanfodol.

Credyd: ESA

Mae Dr Helen Miles, Arweinydd Meddalwedd Gweithrediadau ar gyfer offeryn Enfys, yn arwain y gwaith o ddatblygu meddalwedd i ddadansoddi a dehongli'r data a anfonir yn ôl o blaned Mawrth:

"Mae ein tîm yn ysgrifennu meddalwedd a fydd yn cywiro amherffeithrwydd bach neu effeithiau amgylcheddol yn nelweddau PanCam. Bydd hynny'n helpu daearegwyr a gwyddonwyr planedol i weld y blaned Mawrth fel ag y mae, yn hytrach nag arteffactau a gyflwynwyd gan y camera neu gan amodau’r blaned Mawrth.

“Rydym hefyd yn gweithio gyda'r data sbectrol o Enfys ac yn ystyried sut y gellir ei gyfuno â delweddau PanCam i roi darlun llawer cyfoethocach o gyfansoddiad cemegol creigiau’r blaned Mawrth."

"Bydd darparu offer i wyddonwyr y gallant eu defnyddio bron mewn amser real yn hanfodol, oherwydd bydd yn eu helpu i benderfynu i ble dylai'r crwydryn yrru nesaf a pha samplau i'w casglu."

Credyd: ESA-Mlabspace

Peirianneg ar gyfer amgylchedd eithafol

Mae archwilio’r blaned Mawrth yn cyflwyno heriau technegol aruthrol. Gall tymheredd eithafol, llwch treiddiol a stormydd llwch pwerus ddirywio cyfarpar, amharu ar rannau symudol a chyfyngu ar gynhyrchu pŵer.

Eglura Dr Gunn:

"Un o'r heriau peirianneg mwyaf yw ystod y tymheredd ar y blaned Mawrth. Mae cyfarpar ar y Ddaear fel arfer yn gweithredu rhwng tymheredd yr ystafell ac ychydig islaw’r rhewbwynt. Ar y blaned Mawrth, gall y tymheredd amrywio bob dydd o tua +20°C i –20°C.

"Mae technoleg yn casáu'r oerfel, felly rydyn ni wedi gorfod dylunio a phrofi Enfys i oroesi i lawr at –120°C a gweithredu'n ddibynadwy o –50°C."

Mae llwch yn peri problem barhaus arall:

"Mae popeth ar y blaned Mawrth yn cael ei orchuddio â llwch coch mân a does dim byd yn ei olchi i ffwrdd - does dim glaw. Bydd hynny'n effeithio nid yn unig ar y creigiau rydyn ni'n eu mesur, ond hefyd ar ein targedau graddnodi a hyd yn oed paneli solar y crwydryn.

"I ymdrin â hyn, rydym yn defnyddio twnnel gwynt arbenigol yn Aberystwyth sy'n efelychu amodau’r blaned Mawrth. Rydym yn rhoi llwch sy’n cyfateb i’r llwch ar blaned Mawrth ar dargedau graddnodi a samplau creigiau ac yn astudio sut mae'n newid ein mesuriadau. Mae'r gwaith hwnnw'n hanfodol ar gyfer datblygu offer prosesu a fydd yn caniatáu inni echdynnu gwyddoniaeth gywir o ddata go iawn o’r blaned Mawrth."

Ymdrech Gydweithredol

Mae ExoMars yn ymdrech ryngwladol hynod gydweithredol, sy'n cynnwys timau arbenigol sy'n gweithio ar gyfarpar, ymsymudiad, systemau pŵer a gweithrediadau’r daith.

Arweinir y gwaith o ddatblygu a phrofi Enfys gan Brifysgol Aberystwyth, gyda chefnogaeth Labordy Gwyddor Gofod Mullard (MSSL) yn UCL, Labordy Rutherford Appleton STFC a Qioptiq Ltd.

Dywed Dr Gunn:

"Mae Enfys yn brosiect heriol gan ein bod yn datblygu offeryn hollol newydd ar amserlen dynn iawn. Fodd bynnag, mae gennym dîm gwych o unigolion medrus ac arloesol sy'n datrys problemau wrth iddynt godi, ac yn gweithio gyda'i gilydd i adeiladu’r offeryn a'i brofi cyn gynted â phosibl."

Cwestiwn sydd wedi siapio cenedlaethau

Felly, sut deimlad yw gweithio ar daith a allai helpu i ateb un o gwestiynau mwyaf parhaus dynoliaeth?

Mae Dr Miles yn myfyrio:

"Mae hon yn daith hynod o bwysig, ac mae'n hynod gyffrous bod Prifysgol Aberystwyth yn rhan o'r fenter ryngwladol hon. Rydyn ni wedi anfon crwydwyr a glanwyr i'r blaned Mawrth o'r blaen, ac rydyn ni wedi dysgu cymaint o'r data maen nhw wedi'i anfon yn ôl, ond nid ydym hyd yn hyn wedi cael taith a gynlluniwyd yn benodol i chwilio am arwyddion bywyd."

Ychwanega Dr Gunn:

"Nid ydym yn gwybod eto ai’r Ddaear yw'r unig blaned yn y Bydysawd sydd erioed wedi cynnal bywyd. Pe baem yn dod o hyd i arwyddion o fywyd yn y gorffennol neu'r presennol - hyd yn oed moleciwlau organig bach iawn - ar ein planed gyfagos, byddai hynny'n ddarganfyddiad arwyddocaol iawn, a byddai'n ateb y cwestiwn a ydym ar ein pennau ein hunain yn y Bydysawd."

Credit: ESA

Gwybodaeth Bellach

Defnyddiwch y dolenni isod i ddysgu rhagor am y prosiect ExoMars: 

• • ExoMars yn Prifysgol Aberystwyth

  • Asiantaeth Ofod Ewropeaidd - ExoMars