На пыльных марсианских тропинках

Perseverance
Perseverance

Марсоходы, марсолет и марсианские орбитальные станции показывают Марс и друг друга

Марсоход Perseverance, созданный Лабораторией реактивного движения NASA, был запущен к Марсу 30 июля 2020 года в рамках миссии Mars 20201. Он совершил посадку в кратер Езеро 18 февраля 2021 года. Вездеход снабжен несколькими фото- и видеокамерами, двумя микрофонами, новейшими научными инструментами (включая рентгенофлуоресцентный спектрометр, георадар и ультрафиолетовый рамановский спектрометр), а также пятисуставным роботизированным манипулятором. В число задач, стоящих перед Perseverance, входит отбор проб камней и марсианского грунта — и в будущем эти материалы должны доставить на Землю последующие экспедиции, которые еще детально не проработаны. Вместе с марсоходом на Красную планету впервые прибыл также вертолет Ingenuity, который первоначально планировали запускать лишь в демонстрационных целях и в виде пробного теста — сможет ли работать на Марсе подобный винтокрылый марсолет, однако его конструкция оказалась довольно удачной, и со временем Ingenuity стали систематически использовать для разведки будущих маршрутов марсохода.

Ingenuity
Ingenuity

19 апреля 2022 года Ingenuity сфотографировал оборудование2, которое помогло совершить посадку Perseverance и самому геликоптеру — парашют и конусообразный обтекатель, защищавший аппарат в космосе и во время начального этапа спуска в марсианской атмосфере. Снимки были сделаны в интересах специалистов Программы возврата образцов с Марса Mars Sample Return — возможно, это даст важную информацию для будущих марсианских миссий. В результате получен десяток цветных аэрофотоснимков с близкого расстояния, на которых среди обломков, образовавшихся при ударе посадочного оборудования о поверхность Марса на скорости около 126 км/ч, была запечатлена почти полностью сохранившаяся с момента входа в марсианскую атмосферу задняя часть защитного покрытия марсохода. Парашютные стропы из высокопрочного материала, прикреплявшиеся к корпусу, также видны на этих снимках и тоже кажутся не особо поврежденными. Можно рассмотреть и примерно треть покрытого пылью оранжево-белого парашюта размером 21,5 м — это самый большой из когда-либо разворачиваемых на Марсе куполов.

Парашютная система, сфотографированная Ingenuity
Парашютная система, сфотографированная Ingenuity

Парашют и кожух ранее были также сфотографированы с некоторого отдаления марсоходом Perseverance, да и без того у миссии Mars 2020 была с самого начала наиболее задокументированная посадка на Марс изо всех подобных экспедиций: видеокамеры показали всё — от момента раскрытия парашюта до установки марсохода колесами на грунт.

Обычно еще в самом начале миссии каждый из марсоходов совершает небольшой проминаж с отклонением от основного маршрута, для того чтобы заснять остатки своей посадочной системы. Однако Perseverance для этого пришлось проделать весьма долгий путь по пересеченной местности в направлении обширной области в кратере Езеро, именуемой Южная Сейта, которую — так уж совпало — решили изучить научные специалисты, управляющие движением вездехода. Парашют сбрасывался в ходе посадки на относительно большой высоте, для того чтобы реактивная посадочная платформа Skycrane смогла беспрепятственно опустить Perseverance на поверхность планеты прямо на его колеса.

Парашют снесло далеко в сторону, и только 6 апреля 2022 года марсоход смог к нему приблизиться и снять его камерой MastCam-Z. Отыскать место падения парашюта помогла с орбиты камера высокого разрешения HiRISE, установленная на борту марсианского разведывательного орбитального аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Один из кратеров, возникших в результате бомбардировки Марса двумя 77,5-килограммовыми вольфрамовыми болванками, использовавшимися в качестве балансировочных устройств при посадке Mars 2020. Снято камерой HiRISE MRO
Один из кратеров, возникших в результате бомбардировки Марса двумя 77,5-килограммовыми вольфрамовыми болванками, использовавшимися в качестве балансировочных устройств при посадке Mars 2020. Снято камерой HiRISE MRO

К тому времени Perseverance в ходе своего путешествия побил все прежние рекорды по ежедневным поездкам вездеходов по поверхности Марса, пройдя 319,8 м за 351 марсианский день — сол. Его предшественник — марсоход Curiosity — совершал несколько однодневных поездок на расстояния свыше 100 м, но ни один из его «марш-бросков» не превысил 200 м. Это отчасти связано с тем, что Curiosity приходилось преодолевать более каменистые ландшафты. Марсоходу Opportunity, который примарсианился еще в 2004 году, в этом смысле повезло несколько больше — ему попадалось несколько весьма ровных участков местности, что позволяло преодолевать до 228 м за один день уже спустя год после посадки, используя лишь солнечную энергию (Perseverance и Curiosity берут энергию большей частью от РИТЭГов — радиоизотопных термоэлектрических генераторов, работающих на плутонии).

Коренная порода, по которой передвигается марсоход Perseverance, состоит в основном из базальтов, то есть была образована потоками вулканической лавы. Кроме того, выяснилось, что найденные в кратере Езеро камни многократно взаимодействовали с водой на протяжении ряда геологических эпох, некоторые из них даже содержат органические молекулы.

Эти открытия удалось совершить с помощью прибора PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry) — Планетарного инструмента для рентгеновской литохимии, рентгенофлуоресцентного спектрометра для точного определения элементного состава материалов на поверхности Марса и картирования горных пород, встречающихся по пути следования марсохода. Данные PIXL свидетельствуют о том, что порода, получившая наименование Brac, состоит из необычно большого количества крупных кристаллов оливина, заключенных в зернах пироксена.

Ученые-планетологи считают новые находки важной вехой для всей миссии, а если образцы этих пород действительно будут доставлены на Землю в следующем десятилетии, то их можно будет датировать более надежным способом и уточнить геологическую историю места посадки Perseverance и всего Марса в целом.

Со сбором марсианских образцов у Perseverance первоначально не заладилось. Первая попытка, предпринятая еще в начале августа, привела к тому, что извлеченный образец рассыпался в пыль и не попал в предназначенный для него контейнер. Но уже вторая попытка получить образец горной породы оказалась успешной. На сделанных по этому случаю фотографиях видно, как робот проделал аккуратную дыру в толстой плите, получившей наименование Rochette. Далее марсоходу удалось получить керн с породой.

Перед марсоходом поставлена задача собрать за год более двух десятков образцов, в конце этого десятилетия образцы будут доставлены на Землю совместными усилиями американских и европейских инженеров, намеренных разработать возвращаемую миссию. Перед тем как запечатать каждый такой цилиндр с керном, марсоход тщательно фотографирует его содержимое. Именно на этом этапе во время первой попытки отбора проб ученые смогли понять, что в пробирке ничего нет (марсоход собирает пробы грунта в особые титановые трубки). Всего у Perseverance имеются 43 пробирки, поэтому потеря одного образца, конечно, не стала серьезным ударом для миссии, ну а сам процесс бурения с самого начала проходил нормально.

С высоты сотен километров за марсоходом Perseverance и вертолетом Ingenuity следят орбитальные станции. С помощью марсианской станции MRO NASA получало спутниковые снимки этих аппаратов, продолжавших свои исследования в кратере Езеро, на границе Большого Сырта и равнины Исиды. Perseverance предстал в виде серебристого пятнышка в центре снимка. Ландшафт, по которому передвигался в тот момент Perseverance, состоял из ряда хребтов, покрытых песчаными дюнами и усыпанных валунами и осколками скал. Считается, что регион Большого Сырта образовался в более ранние времена, поэтому его изучение и сравнение с более свежими геологическими образованиями представляют особый интерес.

MRO сфотографировал соляные отложения на Босфорском плоскогорье Марса
MRO сфотографировал соляные отложения на Босфорском плоскогорье Марса

Аппарат MRO находится на околомарсианской орбите с 2006 года и занят не только изучением атмосферы и крупномасштабной геологии Марса, но и поддержкой работы аппаратов NASA, ведущих исследования на самой планете, — помимо Perseverance это марсоход Curiosity и стационарный посадочный модуль InSight, отслеживающий марсотрясения.

Скала, источенная ветром, на одной из панорам кратера Езеро, полученной камерой MastCam-Z марсохода Perseverance
Скала, источенная ветром, на одной из панорам кратера Езеро, полученной камерой MastCam-Z марсохода Perseverance

Дальнейшая научная работа марсохода Perseverance будет состоять в изучении дельты древней реки в кратере Езеро, в чем ему всемерную поддержку будет оказывать марсолет Ingenuity, работу которого продлили как минимум до сентября3. Новый район исследований имеет заметные отличия от почти равнинного ландшафта, где приходилось ездить и летать прежде. Обширная речная дельта шириной в несколько километров, образованная древней рекой, содержит более чем 40-метровые перепады высоты над дном гигантского кратера. Эта дельта заполнена обломками скал, обладает крутыми склонами, тут и там выступающими валунами и «карманами», забитыми речным песком, которые могут стать непреодолимым препятствием для марсохода, а также послужить причиной опрокидывания вертолета при посадке. Однако вместе с тем всё это обещает и множество геологических открытий, а возможно, даже обнаружение решающих доказательств того, что на Марсе когда-то существовала жизнь.

Между тем марсоход Curiosity обнаружил на Марсе органику в песке, взятом из дюн Багнольда у подножия горы Шарп в кратере Гейла в ходе экспериментов по так называемой мокрой химии и дериватизации — когда из анализируемого химического соединения на Земле параллельно стараются получить продукт с похожей химической структурой4. Производных аминокислот при этом не было выявлено, однако найдены бензойная кислота, аммиак, фосфорная кислота, фенол, несколько азотсодержащих молекул и некоторые высокомолекулярные соединения.

Обнажение мелкослоистых пород на нижней части горы Шарп в регионе Мюррей-Баттс. Фото Curiosity
Обнажение мелкослоистых пород на нижней части горы Шарп в регионе Мюррей-Баттс. Фото Curiosity

Марсоход NASA Curiosity совершил посадку в кратере Гейла 6 августа 2012 года и успешно работает там с тех пор. Эксперимент с органикой проводился в тот период, когда не была задействована буровая установка Curiosity для сбора образцов из-за сыпучести грунта. Базовая цель этой операции состояла в том, чтобы получить основу для сравнения с химическими экспериментами, которые будут проводиться с более многообещающими марсианскими образцами в местах, которые сочтут более благоприятными для сохранения жизни.

Комплект анализаторов SAM (Sample Analysis at Mars) представляет собой набор инструментов для выявления органических веществ как в атмосфере, так и в твердых образцах. Он состоит из масс-спектрометра, позволяющего идентифицировать подобные вещества в газообразном виде — полученные из атмосферы или высвобождаемые из твердых образцов путем нагревания; газового хроматографа, используемого для выделения отдельных компонентов из сложной газовой смеси; и лазерного спектрометра, выполняющего прецизионные измерения по определению соотношений изотопов кислорода и углерода в двуокиси углерода (CO2) и метана (CH4) в атмосфере Марса — для того чтобы выявить их происхождение — геохимическое или биологическое.

Образцы грунта из дюны Багнольда Curiosity получил в марте 2017 года. Во время вынужденного перерыва группа, работающая с марсоходом, решила провести этот первый в своем роде эксперимент. Внутри корпуса Curiosity содержатся 74 емкости, девять из которых были предварительно заполнены химическими реагентами. Curiosity ранее уже обнаруживал органические молекулы, содержащиеся в марсианских отложениях, однако новые находки изрядно расширили этот список органики на Марсе, что также может служить дополнительным доводом в пользу обитаемости этой планеты в прошлом.

Панорама, снятая Curiosity с использованием навигационных камер
Панорама, снятая Curiosity с использованием навигационных камер

У Perseverance, который тоже ищет признаки марсианской жизни, отсутствует подобное оборудование для «мокрой химии». Но оно будет применяться в некоторых последующих миссиях, таких как европейский марсоход Rosalind Franklin и Dragonfly — дрон NASA, который займется исследованиями поверхности и атмосферы спутника Сатурна Титана в 2036 году. Помимо экспериментов по «мокрой химии», производимых на марсоходе Curiosity, существует также возможность проводить анализ образцов, содержащих аминокислоты и карбоновые кислоты, методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии. А все марсианские миссии в сумме со временем дадут возможность собрать воедино «разные части головоломки» и узнать почти всё об истории Марса — независимо от того, была ли там когда-то собственная жизнь, попала ли она когда-то в давние времена туда с Земли или, наоборот, пришла с Марса к нам на Землю.

Максим Борисов
Фото NASA


1 mars.nasa.gov/mars2020/

2 mars.nasa.gov/news/9177/nasas-mars-helicopter-spots-gear-that-helped-perseverance-rover-land/

3 mars.nasa.gov/news/9146/nasa-extends-ingenuity-helicopter-mission/

4 gazeta.ru/science/2021/11/02_a_14160727.shtml

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest
4 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
protopop47
protopop47
3 дней(-я) назад

…Спасибо.
Увы, а где же Россия?
Все занята хохломой?

Serj
Serj
2 дней(-я) назад
В ответ на:  protopop47

И правда, люди делом заняты, а в РФ заняты «русским миром».

protopop47
protopop47
1 день назад
В ответ на:  Serj

…ах..
если бы русским миром….
В основном — разворовыванием богатств страны… и ее уничтожением…
..За науку обидно!

protopop47
protopop47
1 день назад

…на Марсе работает также и китайский аппарат, правда о его работе информации меньше.
А вообще-то доставка лунного грунта китайцами — фантазия,шедевр!
Роскосмос такое вряд-ли сделает даже через 10лет.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (4 оценок, среднее: 4,75 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: