Марс, марсоход Perseverance: Мелкозернистые породы в области Hogwallow Flats

Исследование марсохода Perseverance в марсианской области Hawksbill Gap в дельте реки Езеро продолжается! За последние несколько недель ровер провел абрадирование в двух разных местах. Сначала ровер провел абрадирование в районе Devils Tanyard. К сожалению, рассыпчатые породы в районе Devils Tanyard были разбиты и сдвинуты силой абразивного воздействия марсохода. Тем не менее, команда смогла использовать инструменты SuperCam и Mastcam-Z для сбора ценных научных данных об участке истирания и прилегающей территории. Затем марсоход поднялся вверх по дельте, чтобы провести абразивную обработку в районе Hogwallow Flats, который команда прозвала "Полосы бекона" из-за светлых полосатых камней, похожих на полоску бекона на снимках, сделанных орбитальным аппаратом Hi-Rise. Камни в Hogwallow Flats очень мелкозернистые, что не может не радовать ученых, участвующих в миссии, поскольку мелкозернистые породы имеют больше шансов сохранить свидетельства жизни. Чтобы понять это, нам нужно немного поговорить об органических молекулах. Молекулы, состоящие в основном из углерода, водорода и кислорода, называются органическими молекулами и являются основными строительными блоками жизни на Земле. Некоторые небольшие органические молекулы могут образовываться и без присутствия жизни (они были обнаружены на Марсе и в метеоритах в прошлом), поэтому наличие органических молекул в породе не означает автоматического присутствия жизни.

Однако обнаружение особенно крупных и сложных органических молекул или специфических моделей органических молекул может рассматриваться как биосигнатура. К сожалению, крупные и сложные молекулы со временем распадаются на более мелкие под воздействием солнечного излучения и реакций с горными породами и атмосферой. Если бы в кратере Езеро 3-4 миллиарда лет назад существовала жизнь, то большинство крупных органических молекул, образованных ею, были бы разрушены, оставив мало свидетельств присутствия жизни.

Для того чтобы иметь шанс обнаружить свидетельства жизни в образцах, которые марсоход в конечном итоге отправит обратно, нам нужно брать образцы пород, которые имеют наибольшие шансы сохранить сложные органические молекулы - мелкозернистые породы. Это связано с тем, что мелкозернистые породы с большей вероятностью содержат большое количество глинистых минералов, чем породы с большим количеством песка, гальки и гравия.

Глинистые минералы имеют поверхности, которые могут связываться с органическими молекулами, подобно тому, как магниты с противоположными зарядами прилипают друг к другу. Прикрепляясь таким образом к глинистым минералам, сложные органические молекулы могут быть защищены от повреждений в суровой марсианской среде и сохраняться в течение гораздо более длительного периода времени.

Команда планирует, что Perseverance исследует еще несколько участков в этой области Марса, прежде чем решить, где он будет брать пробы. Мы будем продолжать наблюдать за мелкозернистыми породами по мере продвижения от Hogwallow Flats!

Китай намерен доставить образцы с Марса на Землю за 2 года до миссии НАСА и ЕКА

Китайская миссия по возвращению образцов с Марса нацелена на сбор образцов с Красной планеты и доставку их на Землю в 2031 году, то есть на два года раньше, чем совместная миссия НАСА и ЕКА. Сунь Цзэчжоу, главный конструктор марсианского орбитального аппарата и ровера Tianwen-1, представил новый профиль китайской миссии по возвращению образцов с Марса во время презентации 20 июня, в которой он изложил планы двух запусков: старт в конце 2028 года и доставка образцов на Землю в июле 2031 года. Сложная многопусковая миссия будет иметь более простую архитектуру по сравнению с совместным проектом НАСА и ЕКА, с одной посадкой на Марс и без роверов, берущих пробы с разных участков. Однако, в случае успеха, он доставит на Землю первые собранные марсианские образцы. Эта задача широко отмечается как одна из главных научных целей освоения космоса. В марте НАСА объявило о планах отложить следующий этап кампании по возвращению образцов с Марса и разделить миссию по высадке на два отдельных космических аппарата, чтобы снизить общий риск программы. Орбитальный аппарат ЕКА для возвращения на Землю будет запущен в 2027 году, а образцы вернутся на Землю в 2033 году в соответствии с пересмотренным графиком. Китайская миссия, названная "Тяньвэнь-3", будет состоять из двух аппаратов: посадочного и разгонного, а также орбитального и возвращаемого модулей. Они будут запущены отдельно на ракетах Long March 5 и Long March 3B соответственно.

Более ранние заявления о миссии предполагали использование одной будущей сверхтяжелой ракеты Long March 9.

Миссия будет основываться на технологиях и методах входа, спуска и посадки на Марс, продемонстрированных миссией Tianwen-1 в мае 2021 года, а также на отборе образцов реголита, автоматической встрече и стыковке на лунной орбите и высокоскоростном входе в атмосферу, достигнутом в 2020 году миссией по возвращению образцов с Луны Change-5.

Посадка на Марс произойдет примерно в сентябре 2029 года. Методы отбора проб будут включать отбор проб с поверхности, бурение и мобильный интеллектуальный отбор проб, возможно, с помощью четырехногого робота.

Подъемный аппарат будет состоять из двух ступеней, используя твердотопливный или жидкотопливный двигатель, который должен будет развивать скорость 4,5 километра в секунду, говорится в презентации.

После встречи и стыковки с ожидающим орбитальным аппаратом космический корабль покинет орбиту Марса в конце октября 2030 года и вернется на Землю в июле 2031 года.

Сунь добавил, что орбитальный аппарат "Тяньвэнь-1" проведет тест на аэроторможение на орбите Марса позднее в этом году в рамках подготовки к возвращению образцов.

Технологическая сложность и требования к автономности представляют собой одни из основных вызовов для миссии.

Еще одним важным аспектом будет то, что посадка будет происходить в районе осеннего равноденствия в северном полушарии, в котором миссия, скорее всего, совершит посадку. К сопутствующим трудностям относятся потенциальные песчаные бури и низкая доступность солнечной энергии.

Китайская миссия по возвращению образцов на Марс, похоже, пользуется поддержкой соответствующих высших космических и государственных органов.

Стремление страны осуществить беспрецедентную миссию было заявлено ранее и включено в планы развития Китайского национального космического управления на 2021-2025 годы.

Возвращение образцов будет осуществляться после двух миссий. Tianwen-1, запущенный в июле 2020 года и отправивший на Марс орбитальный аппарат и ровер, стал первой независимой межпланетной миссией страны.

Tianwen-2 - это миссия по сбору образцов с околоземных астероидов, которая также посетит комету главного пояса. Текущие планы предусматривают запуск в 2025 году.

Возможно ли защититься от радиации на Марсе?

В настоящее время многие космические агентства отправляют миссии на Марс для изучения окружающей среды, атмосферы и геологической истории, кажется вероятным, что полеты с экипажем не за горами. На самом деле, НАСА, и Китай ясно дали понять, что намерены отправить миссии на Марс к началу 2030-х годов, которые завершатся созданием наземной среды обитания. В одном из последних исследований команда из Научного института космических исследований «Голубой мрамор» изучила, как различные материалы могут быть использованы для создания радиационно-защитных структур. Среди них были материалы, привезенные с Земли, и те, которые можно добыть непосредственно в марсианской среде. Это соответствует процессу применения ресурсов на месте , когда они используются для удовлетворения потребностей экипажей астронавтов и миссии. Исследованием руководил Дионисиос Гакис, приглашенный ученый в BMSIS и выпускник физического факультета Университета Патраса, Греция. К нему присоединилась доктор Димитра Атри профессор физики Центра космических наук Нью-Йоркского университета Абу-Даби и научный руководитель Гакиса. Марсианская радиационная среда значительно опаснее земной из-за тонкой атмосферы и отсутствия планетарного магнитного поля. На Земле люди в развитых странах получают в среднем 0,62 рад (6,2 мЗв) в год, тогда как поверхность Марса получает около 24,45 рад (244,5 мЗв) в год - и даже больше, когда происходят солнечные события (например, вспышки на Солнце).

Как рассказала д-р Атри - это излучение имеет несколько форм: «Галактические космические лучи (ГКЛ) состоят из заряженных частиц, которые в миллиард (или более) раз энергичнее видимого света. Они могут проникать через защитные экраны и наносить непоправимый ущерб человеческому организму. Кроме того, солнечные бури иногда разгоняют заряженные частицы до очень высоких энергий (солнечные энергичные частицы), которые могут нанести сравнимый ущерб. Количество радиации, исходящей от космических лучей, хорошо предсказуемо, в то время как солнечные бури предсказать очень сложно».

Для своего исследования Гакис и доктор Атри изучили свойства различных экранирующих материалов, которые можно доставить на Марс или собрать на месте. В их число входили материалы, распространенные в аэрокосмической промышленности - алюминий, полиэтилен, циклогексан, полиметилметакрилат, майлар и кевлар, а также вода, углеродное волокно, жидкий водород и марсианский реголит. Как объяснил Гакис, они оценили каждый из этих материалов с помощью численной модели GEANT4 - программного комплекса, который имитирует прохождение частиц через вещество с помощью статистических методов Монте-Карло.

Их результаты показали, что богатые водородом материалы имеют предсказуемую реакцию на ГКЛ и поэтому являются лучшей защитой от космических лучей. Они также обнаружили, что реголит имеет промежуточную реакцию и поэтому может быть использован для дополнительного экранирования - особенно в сочетании с алюминием.

Что касается алюминия и углеродного волокна, то их можно производить на месте, используя алюминий, добытый из марсианской породы, и углерод, собранный из атмосферы. Затем их можно экранировать с помощью добытого на месте водяного льда и реголита, которые роботы будут печатать в 3D-формате для создания защитной надстройки. Такие среды обитания позволят осуществлять длительные миссии далеко за пределы Земли и даже могут стать ступенькой к постоянным поселениям людей в космосе.

Curiosity видит причудливые всплески на Марсе

В августе 2012 года ровер Curiosity совершил посадку в кратере Гейла на Марсе и начал исследовать поверхность в поисках признаков прошлой жизни. За это время марсоход сделал несколько глубоких открытий, в том числе доказательство того, что кратер когда-то был огромным озером, и обнаружил многочисленные всплески метана. Марсоход также сделал снимки нескольких интересных особенностей рельефа, многие из которых активно распространялись в сети после публикации. На Sol 3474 (15 мая 2022 года) мачтовая камера (Mastcam) марсохода Curiosity сделала особенно интересный снимок, на котором видны выступающие из грунта шипы. Вероятно, эти шипы представляют собой материал, выживший после эрозии окружающей осадочной породы, что согласуется с другими доказательствами, полученными Curiosity, которые показывают, что эрозия и осадочные отложения были распространены в кратере Гейла (и до сих пор остаются). Тем не менее, толпа любителей зрительных иллюзий (только что закончивших мистификацию «Дверного проема»), несомненно, будет в восторге от этого снимка. Как объяснили учёные, шипы, скорее всего, являются «сцементированными опилками древних трещин в осадочной породе», оставшимися после того, как окружающая порода (состоящая из более мягкого материала) подверглась эрозии.

Как выяснили ученые, во многом благодаря доказательствам, предоставленным Curiosity, кратер Гейла когда-то был озерным дном, в которое стекала жидкая вода. Это совпало с Ноахийским периодом (примерно 4,1-3,7 миллиарда лет назад), когда на Марсе была более плотная атмосфера, более теплая среда и текучая вода на поверхности. Движение воды в кратер Гейла привело к образованию осадочных слоев горных пород, составляющих основание горы Шарп. Хотя сегодня на Марсе нет водной эрозии, на нем все еще происходят огромные пылевые бури, которые могут разрушать поверхности осадочных пород.

Подытоживая, можно сказать, что эрозия является наиболее вероятной причиной данной особенности. Но это вряд ли остановит поток фантазий и безумных идей. Когда речь идет о Марсе, это уже традиция - люди не раз видели то, чего на самом деле не было.

НАСА интенсивно изучает дикие ветры кратера Езеро

В течение первых 216 марсианских дней (или сол) пребывания в кратере Езеро марсоход НАСА Perseverance запечатлел самую интенсивную пылевую активность, когда-либо наблюдаемую миссией, отправленной на поверхность Красной планеты. Марсоход не только обнаружил сотни пылевых вихрей, называемых пылевыми дьяволами, но и снял первое в истории видео порывов ветра, поднимающих массивное облако марсианской пыли. «Каждый раз, когда мы высаживаемся в новом месте на Марсе, это дает возможность лучше понять погоду на планете», - сказала Клэр Ньюман из исследовательской компании Aeolis Research, занимающейся изучением атмосферы планет. Она добавила, что на подходе может быть и более захватывающая погода: «Мы наблюдали пылевую бурю прямо над собой в январе, но сейчас мы находимся в середине пылевого сезона, поэтому вполне вероятно, что еще сможем увидеть пыльные бури». Perseverance проводил эти наблюдения в основном с помощью камер ровера и набора датчиков, входящих в состав анализатора динамики окружающей среды Марса (MEDA) - он включает в себя датчики ветра и датчики света, которые могут обнаружить вихри, рассеивающие солнечный свет вокруг ровера, и камеру, направленную в небо, для получения изображений пыли и облаков.

Авторы исследования обнаружили, что в обычный марсианский день мимо Perseverance проносится не менее четырех вихрей, а в пиковый часовой период сразу после полудня - более одного в час.

Камеры марсохода также зафиксировали три случая, когда порывы ветра поднимали большие облака пыли, что ученые называют «порывистыми событиями». Самое большое из них привело к образованию массивного облака площадью 4 квадратных километра.

Учёные считают, что эти порывы ветра происходят нечасто, но могут быть причиной большой доли фоновой пыли, которая постоянно витает в марсианской атмосфере.

Такая большая активность может быть связана с тем, что кратер находится вблизи, так называемого, «трека пыльных бурь», который проходит с севера на юг по всей планете и часто поднимает пыль в сезон бурь.

«Perseverance работает на ядерной энергии, но если бы у нас вместо нее были солнечные батареи, нам, вероятно, не пришлось бы беспокоиться о накоплении пыли», - сказала Ньюман.

На самом деле, подъем пыли в Езеро был более интенсивным, чем хотелось бы команде: Песок, переносимый вихрями, повредил два датчика ветра MEDA. Команда подозревает, что песчинки повредили тонкую проводку на датчиках, которые торчат из мачты Perseverance.

Группа марсохода нанесла дополнительное защитное покрытие на провода MEDA. Однако погода Езеро все равно взяла верх и сейчас команда тестирует изменения в программном обеспечении, которые должны позволить датчикам ветра продолжать работать.