На Марсе год сюрпризов и открытий для марсохода и вертолета НАСА

Год назад марсоход НАСА «Настойчивость» разгонялся, чтобы врезаться в Марс, приближаясь к месту назначения после семимесячного путешествия в 290 миллионов миль от Земли.

18 февраля прошлого года космический корабль с зондом вошел в атмосферу Марса со скоростью 13 000 миль в час. Всего за семь минут — то, что инженеры НАСА называют «семью минутами ужаса» — он должен был взлететь. Серия маневров, чтобы аккуратно лечь упорно на поверхностье.

Из-за минутных задержек радиосвязи, прервавших работу Солнечной системы, люди, находившиеся в центре управления полетами в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии, в тот день были просто зрителями. Если что-то пойдет не так, у них не будет времени, чтобы попытаться это исправить, и миссия стоимостью 2,7 миллиарда долларов по поиску доказательств того, что что-то жило на Красной планете, закончилась бы в свежевырытом кратере.

Но настойчивость показала отличные результаты, Отправьте волнующие видеоматериалы домой, как только они приземлятся. НАСА пополнило свою группу роботов, исследующих Марс.

«Сама машина работает очень хорошо, — сказала Дженнифер Троспер, директор проекта Perseverance.

Двенадцать месяцев спустя настойчивость внутри Кратер шириной 28 миль, известный как Джезеро.. По рельефу видно, что более трех миллиардов лет назад Джезеро был водоемом размером примерно с озеро Тахо, с реками, текущими с запада на восток.

Первое, что сделала Настойчивость, — развернула Изобретательность, небольшой роботизированный вертолет и первый летательный аппарат такого типа, который взлетел на другую планету. Perseverance также продемонстрировала технологию производства кислорода, который понадобится астронавтам, когда они, наконец, достигнут Марса.

Затем марсоход отклонился от своих первоначальных планов исследования, чтобы изучить дно кратера, в который он приземлился. Выяснилось, что камни там не такие, как ожидали ученые. Я несколько раз сталкивался с проблемами, пытаясь собрать каменные ядра — цилиндры размером с меловые палочки — которые в конечном итоге будут возвращены на Землю в ходе будущей миссии. Инженеры смогли решить проблемы, и почти все работает нормально.

«Это был очень захватывающий, а иногда и напряженный год», — сказал Джоэл Горовиц, профессор наук о Земле в Университете Стоуни-Брук в Нью-Йорке, который является членом научной группы миссии. «Темп работы был просто потрясающим».

После нескольких месяцев просеивания дна кратера команда миссии готовится отправиться к главному научному событию: исследованию высохшей дельты реки вдоль западного края Джезеро.

Именно здесь ученые рассчитывают найти осадочные породы, которые, вероятно, содержат массивные находки и, возможно, даже признаки древней марсианской жизни — если какая-либо древняя марсианская жизнь присутствует.

«Дельты, по крайней мере на Земле, являются обитаемой средой», — сказала Эми Уильямс, профессор геологии в Университете Флориды и член научной группы Perseverance. «Есть вода. Есть активные отложения, которые переносятся из реки в озеро».

Такие отложения могут захватывать и удерживать частицы углерода, связанные с жизнью. «Это отличное место для поиска органического углерода», — сказал доктор Уильямс. «Поэтому мы надеемся, что исходный органический углерод Марса будет сконцентрирован в этих слоях».

Настойчивость никогда не приземлялась дальше, чем в миле от дельты. Даже на расстоянии камера с орлиным глазом может выявить ожидаемые осадочные слои. Были также валуны, некоторые размером с автомобиль, сидящие на дельте, и валуны, которые смыло в кратер.

«Все это рассказывает замечательную историю», — сказал Джим Белл, планетолог из Университета штата Аризона.

Данные подтверждают, что то, что предполагали орбитальные изображения, действительно является речной дельтой, и что история воды здесь сложна. Скалы, которые почти наверняка пришли с окрестных высот, указывают на периоды сильных наводнений в Езеро.

Это было не просто медленное, мягкое осаждение ила, песка и грязи», — сказал доктор Белл, главный исследователь передовых камер Perseverance, установленных на мачте.

Руководители миссии изначально планировали отправиться прямо в дельту с места приземления. Но марсоход спустился к месту, где прямая дорога была забита песчаными дюнами, которые она не могла пересечь.

Их поразили геологические образования на юге.

«Мы попали в удивительное место, и нам удалось извлечь из него максимум пользы», — сказал Кеннет Фарли, геофизик из Калифорнийского технологического института, который является научным сотрудником проекта, возглавляющим исследование.

Поскольку Джезеро представляет собой кратер, который когда-то был озером, можно было ожидать, что его дно будет состоять из валунов, образованных из оседающих на дно отложений.

Но на первый взгляд отсутствие слоев означает, что «это не выглядит осадочным», — сказала Кэтрин Стэк-Морган из Лаборатории реактивного движения НАСА, заместитель научного сотрудника проекта. В то же время не было и явных указаний на то, что оно вулканического происхождения.

Сказал Николас Тоска, профессор минералогии и петрологии Кембриджского университета в Англии и член научной группы.

Пока ученые и инженеры раздумывали, лететь ли на север или на юг, команда, построившая роботизированный вертолет под названием Ingenuity, экспериментировала со своими инновациями.

Вертолет был поздним дополнением к миссии и должен был служить доказательством концепции полета в разреженном воздухе Марса.

18 апреля прошлого года Creativity поднялся на высоту 10 футов, завис в течение 30 секунд, а затем вернулся на землю. Полет занял 39,1 секунды.

В течение следующих недель Ingenuity совершила еще четыре полета, чтобы увеличить время, скорость и скорость.

Это помогло не тратить время на подъезд к необычным скалам, которые интересно смотрелись на фотографиях с орбиты.

«Мы послали вертолет и увидели фотографии, и они были очень похожи на то, чем были мы», — сказала г-жа Троспер. «Поэтому мы решили не ехать».

Вертолет продолжает летать. Он только что совершил свой девятнадцатый полет и все еще находится в отличной форме. Батареи все еще заряжаются. Вертолет продемонстрировал способность летать в более прохладную и разреженную погоду в зимние месяцы. Ему удалось убрать большую часть пыли, упавшей на него во время пыльной бури в январе.

«Все выглядит зеленым по всем направлениям», — сказал Теодор Цанитос, возглавляющий группу инноваций в JPL.

Исследуя скалы к югу от места посадки, ученые раскрыли некоторые из своих загадок, когда марсоход использовал свои сверла, чтобы просверлить неглубокие отверстия в двух из них.

«Боже мой, это выглядит как вулкан», — сказал доктор Стэк Морган, вспоминая ее реакцию. «Именно то, что вы ожидаете от потока базальтовой лавы».

Приборы, доставленные «Настойчивостью» для изучения составляющих марсианских горных пород, могут проводить точные измерения фрагментов горных пород размером с песчинку. Камеры на роботизированной руке могут делать снимки крупным планом.

Эти наблюдения выявили большие зерна оливина, магматического минерала, который может накапливаться на дне большого потока лавы. Последующие трещины появились между зернами оливина, заполненными карбонатом, минералом, образовавшимся в результате взаимодействия с водой.

Сейчас предполагается, что дно кратера Джезеро представляет собой ту же самую богатую оливином магматическую породу, которую наблюдал орбитальный космический аппарат в этом районе. Возможно, он образовался до того, как кратер был заполнен водой.

Отложения из озера могли покрыть скалы, и вода, просачивающаяся через отложения, заполнила трещины карбонатом. Затем медленно, в течение нескольких миллиардов лет, ветры сдули отложения.

Геологам на Земле трудно осознать тот факт, что разреженный воздух на Марсе может разрушить большое количество горных пород.

«Вы не можете найти ландшафты, близкие к земным», — сказал доктор Фарли.

Самый тревожный момент в первый год произошел при сборе образцов горных пород. Десятилетиями планетологи мечтали доставить кусочки Марса на Землю, где их можно было бы изучать с помощью самого современного оборудования в лабораториях.

Настойчивость — это первый шаг к воплощению этой мечты в реальность, выкапывание кернов горных пород и их герметизация в трубы. Однако у марсохода нет возможности получить образцы горных пород с Марса и обратно на Землю; кто ждет Еще одна миссия, известная как возвращение марсианского образца.Это результат сотрудничества НАСА и Европейского космического агентства.

При разработке прочного бурового долота инженеры испытали его на различных горных породах. но потом Первый камень на Марсе, который я пытался упорно копать Оказывается, они отличаются от всех горных пород Земли.

Камни в их керне превратились в пыль во время бурения и выскользнули из трубы. После нескольких успешных попыток еще одна попытка раскопок столкнулась с проблемами. Гравий упал из трубы в неудобную часть вездехода — круг, где хранятся буровые долота — и потребовались недели устранения неполадок, чтобы убрать мусор.

«Это было захватывающе, и не обязательно в лучшем смысле», — сказал доктор Стэк Морган. «Остальное исследование прошло очень хорошо».

В какой-то момент Perseverance сбросит несколько образцов горных пород для марсохода, возвращающегося на Марс. Это сделано для того, чтобы предотвратить кошмарный сценарий смерти настойчивости, и нет никакого способа получить камни, которые она держит.

Максимальная скорость Perseverance примерно такая же, как у Curiosity, марсоход NASA приземлился в другом кратере в 2012 году. Но улучшенные программы автономного вождения означают, что он может преодолевать большие расстояния за один полет. Чтобы добраться до дельты, настойчиво нужно вернуться к месту приземления, а затем пройти по дюнам на север.

Он может достичь дельты к концу мая или началу июня. Творчество постарается опередить настойчивость.

Вертолет летит быстрее, чем марсоход, но после каждого полета его солнечные батареи должны поглощать солнечный свет в течение нескольких дней, чтобы перезарядить батареи. Настойчивость, подкрепленная теплом большой массы плутония, может вести машину день за днем, день за днем.

Однако вертолет может сократить путь через дюны.

«Мы планируем добраться до дельты», — сказал г-н Цанитос. «И мы обсуждаем, что происходит за пределами дельты реки».

Но он добавил, что каждый день может стать последним днем ​​для блеска, который рассчитан только на один месяц. «Вы надеетесь, что вам посчастливится продолжить полеты, и мы продолжим эту серию как можно дольше», — сказал он.

Как только Perseverance достигнет дельты, самым захватывающим открытием станут изображения того, что оказалось микроокаменелостями. В этом случае «мы должны начать задаваться вопросом, расположены ли какие-то шары органического вещества в форме, очерчивающей клетку», — сказала геобиолог Массачусетского технологического института Таня Босак.

Вряд ли настойчивый увидел бы что-то однозначное из останков живого существа. Вот почему так важно вернуть камни на Землю для более тщательного изучения.

У доктора Боссака нет твердого мнения о том, есть ли жизнь на Марсе.

«Мы действительно пытаемся войти, когда у нас очень мало знаний», — сказала она. «Мы понятия не имеем, когда химические процессы объединились, чтобы сформировать первую клетку. Так что, возможно, мы смотрим на что-то, что только изучает, на что похожа жизнь».