Посадочный модуль InSight Mars пережидает пыльную бурю

Миссия NASA InSight столкнулась с падением мощности, вырабатываемой солнечными батареями, из-за пыльной бури размером с континент, которая пронеслась над южным полушарием Марса. Впервые наблюдаемый 21 сентября 2022 года аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) шторм находится примерно в 3500 километрах от InSight.
Ученые тщательно следят за уровнем мощности аппарата, который неуклонно снижается по мере накопления пыли на его солнечных батареях. К понедельнику, 3 октября, шторм стал достаточно сильным и поднял столько пыли, что толщина пылевого тумана в атмосфере вокруг InSight увеличилась почти на 40%. Поскольку на панели аппарата попадало меньше солнечного света, его энергия упала с 425 ватт-часов за сол до 275 ватт-часов за сол. Сейсмометр InSight работает на Марсе около 24 часов каждый второй день, но из-за шторма нет возможности полностью заряжать батареи каждый сол. Для экономии энергии миссия отключит сейсмометры InSight на следующие две недели. Команда подсчитала, что миссия InSight завершится где-то между концом октября этого года и январем 2023 года, основываясь на прогнозах того, насколько сильно пыль на солнечных панелях снизит выработку электроэнергии. Космический аппарат уже давно выполнил свою основную миссию и сейчас проводит дополнительные научные исследования, изучая марсотрясения.

Есть признаки того, что этот крупный региональный шторм достиг своего пика и вступил в фазу затухания: прибор MRO Mars Climate Sounder показывает, что рост шторма замедляется. И поднимающие пыль облака, наблюдаемые на снимках с камеры Mars Color Imager orbiter, создающей ежедневные глобальные карты Красной планеты, расширяются не так быстро, как раньше.

Этот региональный шторм не является неожиданностью: это уже третий шторм такого рода, наблюдавшийся в этом году. На самом деле, марсианские пыльные бури происходят в любое время года, хотя больше всего их приходится на северную осень и зиму.

Марсианские пыльные бури не так драматичны, как их изображает Голливуд. Хотя ветры могут дуть со скоростью до 97 км/ч, марсианский воздух достаточно разрежен, чтобы иметь лишь часть силы земного шторма.

В редких случаях ученые наблюдали, как пыльные бури перерастают в пылевые явления, окружающие планету. Одна из таких бурь в 2018 году привела к остановке марсохода Opportunity, работающего на солнечных батареях.

Поскольку марсоходы NASA Curiosity и Perseverance работают на ядерной энергии, им не о чем беспокоиться. Но вертолет Ingenuity, работающий на солнечных батареях, заметил общее увеличение фонового тумана.

Помимо мониторинга штормов для обеспечения безопасности миссий на поверхности Марса, MRO потратило 17 лет на сбор данных о том, как и почему образуются эти штормы. «Мы пытаемся уловить характер этих штормов, чтобы лучше предсказать, когда они вот-вот произойдут», - говорят ученые. - «С каждым наблюдением мы узнаем больше об атмосфере Марса».

Новая карта водных ресурсов Марса окажется бесценной для будущих исследований

Новая карта Марса показывает залежи полезных ископаемых по всей планете. Она тщательно создавалась в течение последнего десятилетия с помощью данных, полученных спектрометрами автоматической межпланетной станции «Марс-Экспресс» — OMEGA (Observatoire pourla Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activite) и CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars). На карте указаны местоположения водных минералов. Большим сюрпризом стала их распространенность: еще десять лет назад планетологи знали только около 1000 мест с залежами этих минералов, однако на новой карте указаны сотни тысяч таких районов. Не может быть никаких сомнений в том, что вода сыграла огромную роль в формировании геологии по всей планете. Новая карта показывает, что все намного сложнее, чем считалось раньше. Хотя многие марсианские соли, вероятно, сформировались позже, чем глины, на карте можно увидеть множество исключений: смешивание солей и глин, и соли, которые старше глин. «Эволюция от большого количества воды к отсутствию воды не так однозначна, как мы думали. Вода не исчезла за одну ночь. Мы видим огромное разнообразие геологических контекстов, так что ни один процесс или простая временная шкала не могут объяснить эволюцию минералогии Марса. Это первый результат нашего исследования. Во-вторых, если исключить жизненные процессы на Земле, Марс демонстрирует такое же разнообразие минералогии, как и Земля», — говорит Джон Картер из Института космической астрофизики (IAS).

Кратер Джезеро и его окрестности содержат множество минералов, которые были изменены водой в прошлом. Это преимущественно глинистые и карбонатные соли. Из минералов, идентифицированных в этом регионе, карбонат представляет собой соль, филлосиликаты Fe/Mg - глины, богатые железом и магнием, а гидратированный кремний - это форма диоксида кремния, который образует опал.

В рамках создания новой глобальной карты минералов Марса было обнаружено, что плато Оксия богато глинами. Эти глины включали богатые железом и магнием минералы смектита и вермикулита, а также местный каолин, который известен на Земле как китайская глина. Гидратированный кремнезем также нанесен на карту над древней дельтой в Оксии. Данные были получены с помощью ЕКА Mars Express и НАСА Mars Reconnaissance Orbiter.

Эта работа очень важна для специалистов по планированию миссий. Во-первых, водные минералы по-прежнему содержат молекулы воды. Вместе с известными местами захоронения водяного льда, это обеспечивает возможные места для извлечения воды, что является ключом к созданию человеческих баз на Марсе. Глины и соли также являются распространенным строительным материалом на Земле. Во-вторых, даже до того, как люди отправятся на Марс, водные минералы обеспечат нас фантастическими местами для проведения научных исследований. В рамках этой кампании по картированию минеральных ресурсов был открыт богатый глиной участок плато Оксии, который был выбран в качестве места посадки марсохода ЕКА «Розалинд Франклин».

НАСА обнаружило, что вода была на Марсе намного дольше

Исследователи Калифорнийского технологического института использовали орбитальный аппарат Mars Reconnaissance Orbiter, чтобы определить, что поверхностные воды оставили солевые минералы совсем недавно, 2 миллиарда лет назад. Когда-то миллиарды лет назад на Марсе было полно рек и прудов, что обеспечило потенциальную среду обитания для микробной жизни. По мере того, как атмосфера планеты со временем истончалась, эта вода испарялась, оставляя замерзший пустынный мир, который сегодня изучает Марсианский разведывательный орбитальный аппарат НАСА (MRO). Принято считать, что марсианская вода испарилась около 3 миллиардов лет назад. Но двое ученых, изучающих данные, которые MRO накопила на Марсе за последние 15 лет, нашли доказательства, которые значительно сокращают этот временной график: их исследование обнаруживает признаки жидкой воды на Красной планете совсем недавно, от 2 до 2,5 миллиардов лет назад, что означает, что вода текла там примерно на миллиард лет дольше, чем по предыдущим оценкам. Выводы, опубликованные в AGU Advances 27 декабря 2021 года, сосредоточены на отложениях хлоридной соли, оставшихся после испарения ледяной талой воды, текущей по ландшафту. В то время как форма некоторых сетей долин намекала на то, что недавно на Марсе могла течь вода, отложения соли предоставляют первые минеральные свидетельства, подтверждающие присутствие жидкой воды. Открытие поднимает новые вопросы о том, как долго микробная жизнь могла бы существовать на Марсе, если бы она вообще сформировалась. На Земле, по крайней мере, там, где есть вода, есть жизнь.

Марсианский разведывательный орбитальный аппарат НАСА использовал свою контекстную камеру, чтобы сделать это изображение Босфорского плоскогорья, места на Марсе. Белые точки — это солевые отложения, найденные в сухом канале. Самый большой ударный кратер на месте происшествия имеет диаметр почти 1,5 км. Кредиты: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Возраст по кратерам

Ведущий автор исследования, Эллен Лиск, провела большую часть исследования в рамках своей докторской работы в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Она и профессор Калифорнийского технологического института Бетани Эльманн использовали данные прибора MRO под названием Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars ( CRISM ) для составления карты хлоридных солей в богатых глиной высокогорьях южного полушария Марса — местности, испещренной ударными кратерами. Эти кратеры были одним из ключей к датированию солей: чем меньше кратеров на местности, тем она моложе. Подсчитав количество кратеров на площади поверхности, ученые могут оценить его возраст.

В MRO есть две камеры, которые идеально подходят для этой цели. Контекстная камера с черно-белым широкоугольным объективом помогает ученым составить карту распространения хлоридов. Чтобы увеличить масштаб, ученые обращаются к цветной камере HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment), которая позволяет им видеть из космоса такие мелкие детали, как марсоход.

Соли на месте водоемов

Используя обе камеры для создания цифровых карт высот, Лиск и Эльманн обнаружили, что многие соли находятся во впадинах — когда-то являвшихся домом для мелких прудов — на пологих вулканических равнинах. Ученые также обнаружили поблизости извилистые сухие каналы — бывшие ручьи, которые когда-то питали поверхностные стоки (от случайного таяния льда или вечной мерзлоты) в эти пруды. Подсчет кратеров и наличие солей на вулканической поверхности позволили им датировать отложения.

«Удивительно то, что после более чем десяти лет предоставления изображений с высоким разрешением, стереофонических и инфракрасных данных MRO сделала новые открытия о природе и времени возникновения этих связанных с рекой древних соляных прудов, — отметила Эльманн.

Соляные минералы были впервые обнаружены 14 лет назад орбитальным аппаратом NASA Mars Odyssey, который был запущен в 2001 году. MRO, у которого есть приборы с более высоким разрешением, чем у Odyssey, был запущен в 2005 году и с тех пор занимается изучением солей, среди многих других особенностей Марса. Оба находятся в ведении Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.

«Часть ценности MRO заключается в том, что наше представление о планете со временем становится все более подробным, — сказал Лесли Тамппари, заместитель научного сотрудника миссии в JPL. – Чем большую часть планеты мы нанесем на карту с помощью наших инструментов, тем лучше мы сможем понять ее историю».

Для высадки на Марсе нашли подходящее место

Американские исследователи указывают на равнину Аркадия (Arcadia Planitia) — обширную низменность в западном полушарии планеты, пишет Naked Science со ссылкой на Geophysical Research Letters. Помимо ровной поверхности, местность отличается богатыми запасами водного льда, находящегося совсем неглубоко под поверхностью. Добыть его можно буквально парой движений лопатой, чтобы не везти с собой с Земли. Возможность пополнить запасы воды на Марсе позволит сэкономить на массе межпланетного корабля, а значит, выиграть в топливе, деньгах и полезной нагрузке. Поэтому для NASA и всех, кто планирует пилотируемые миссии к Красной планете, изобилие доступной воды на месте высадки выступает одним из ключевых критериев. По-настоящему богаты льдом марсианские полюса, однако они отпадают из-за слишком суровых условий: температура здесь нередко падает ниже минус 150 °C, да и солнечного света маловато. По этой причине ученые ориентируются на области, расположенные поближе к экватору. Из них предпочтительнее выглядят районы северного полушария, для которого характерны низменные равнины.

С учетом этих критериев Сильвен Пико (Sylvain Piqueux) из Лаборатории реактивного движения NASA и его коллеги рассмотрели данные о распределении льда, собранные орбитальными аппаратами Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и Mars Odyssey. Вода отличается высокой теплоемкостью, и ее присутствие можно обнаружить по ослаблению колебаний температуры закрывающей ее поверхности: летом она нагревается слабее, зимой не успевает остыть так сильно, как лишенные влаги участки.

Такой анализ позволил ученым составить карту распределения подповерхностного водного льда и показал, что на равнине Аркадия он скрывается в считаных сантиметрах под пылью. Это позволит добывать его без сложного и тяжелого оборудования. Кроме того, лед интересен сам по себе: анализ его отложений принесет новые данные о климатических циклах и прошлом Марса.