Марсоход Curiosity Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США достиг важной вехи. Роботизированный ровер отмечает десятую годовщину своей посадки на поверхность Красной планеты, которая состоялась 6 августа 2012 года в 08:17 по московскому времени.

Селфи-снимок Curiosity на холме Мон-Мерку на Марсе / Источник изображения: NASA / JPL-Caltech / MSSS

За прошедшее десятилетие Curiosity значительно расширил представление человека о Марсе благодаря проведённым исследованиям. Основная задача ровера заключалась в поиске доказательств того, что в прошлом планета была пригодной для жизни. В ходе прошлых миссий учёные уже установили, что вода присутствовала на Марсе и, по сути, присутствует сейчас в виде льда. Но одной воды недостаточно для поддержания жизни.

«Для определения пригодности среды для жизни необходимо знать, были ли там такие вещи, как органические молекулы — углеродсодержащие молекулы, необходимые для жизни — источники энергии, другие молекулы, необходимые для жизни, такие как азот, фосфор, кислород. И мы обнаружили, что все они там были», — рассказала Эбигейл Фрейман (Abigail Fraeman), сотрудник миссии Curiosity и учёный Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA.

Для обнаружения ключевых факторов, доказывающих пригодность Марса для жизни, в конструкции Curiosity имеются инструменты для бурения поверхности планеты и спектрометры, такие как Sample Analysis at Mars (SAM) и Chemistry and Mineralogy (CheMin), используемые для анализа полученных при бурении образцов. В течение первых лет пребывания на поверхности Красной планеты марсоход сумел обнаружить все ключевые компоненты, необходимые для существования жизни.

Одно из первых селфи Curiosity, сделанное 7 сентября 2012 года / Источник изображения: NASA / JPL-Caltech / Malin Space Science Systems

«Мы обнаружили, что, во-первых, Марс пригоден для жизни, а во-вторых, что пригодная для жизни среда сохранялась в течение десятков миллионов лет, возможно, сотен миллионов лет, что было удивительно и захватывающе», — рассказала Фрейман.

Изучение горных пород и почвы Марса также позволило получить новую информацию о грунтовых водах. «Все породы, по которым мы проехали, показывают не только следы воды, в период их первичного отложения, но и более поздние отпечатки одного, двух или десятков циклов циркуляции грунтовых вод в породах», — отметила Фрейман.

За десять лет исследований Curiosity обнаружил гораздо больше, чем просто необходимые для существования жизни элементы. В конструкции марсохода имеются детекторы радиации, датчики для изучения окружающей среды и атмосферы, которые хорошо показали себя на Марсе. Например, во время странствий, когда Curiosity приближался к геологическим образованиям, таким как скалы и холмы, инструменты марсохода определяли, что скалы блокируют радиационное излучение. «Теперь мы можем использовать эти данные для моделирования будущих миссий астронавтов. Например, можно ли использовать природный рельеф в качестве защиты?», — приводит источник слова Фрейман.

Хотя первоначально предполагалось, что Curiosity прослужит чуть менее двух земных лет, по прошествии десятилетия марсоход продолжает оставаться в относительно неплохом состоянии — достаточно хорошем, чтобы продолжать свою работу. На колёсах ровера появилось немало трещин за время, которое потребовалось для преодоления около 28 км по поверхности Марса, но он всё ещё в состоянии двигаться дальше.

«Я думаю, что самым замечательным для меня является то, что все научные приборы в основном работают так же хорошо, как и во время посадки. Мы всё ещё способны проводить научные исследования такого же качества и масштаба, как и 10 лет назад, и это достаточно необычно», — отметила Фрейман.

В дальнейшем учёные рассчитывают на то, что Curiosity поможет понять, что произошло с климатом Марса, который когда-то был пригоден для жизни, а также как долго планета сохраняла эти свойства. Ровер продолжит двигаться вверх по горе Шарп, всё сильнее удаляясь от местности, где в далёком прошлом находилось огромное озеро.

Амбициозный проект NASA и ЕКА по доставке образцов марсианского грунта на Землю снова претерпел изменения. Вместо отправки на Марс ровера для сбора пробирок с образцами и доставки их к возвращаемой ракете решено воспользоваться либо услугами старичка Perseverance, либо двумя вертолётами в качестве резервного варианта. И Perseverance, и марсианский вертолёт Ingenuity показали, что они созданы с огромным запасом прочности.

Концепция изменилась. Источник изображения: NASA

В марте этого года NASA и ЕКА впервые серьёзно пересмотрели программу миссии Mars Sample Return. Первоначально планировалось, что действующий сейчас на Марсе ровер Perseverance собирает образцы грунта в кратере Езеро, и со временем оставит их на поверхности планеты, чтобы специально созданный для сбора пробирок марсоход смог их собрать и доставить на возвращаемую ракету.

Марсоход для сбора пробирок должно было создать Европейское космическое агентство. В марте этого года NASA и EKA сообщили, что в целях повышения шансов на возврат образцов необходимо создать два отдельных посадочных модуля, а не один, как планировалось раньше. Предварительные расчеты показали, что один посадочный модуль будет слишком тяжёл и сложен для безопасного спуска на поверхность Марса с его разреженной атмосферой сразу марсохода и пусковой установки с возвращаемой ракетой.

Производство и доставка на Марс двух посадочных модулей вместо одного очевидным образом делает проект дороже, как и несколько снижает шансы на успех (две посадки вместо одной — это тоже повышение риска провалить миссию). Новый план, о котором представители NASA и EKA сообщили на вчерашней встрече с прессой, предполагает отказ от марсохода (и второго посадочного модуля) для сбора образцов, собранных Perseverance.

Согласно новому плану, утверждение которого может состояться после всех необходимы расчётов примерно через год, образцы к возвращаемой ракете доставит сам Perseverance. Марсоход Curiosity, на основе проекта которого создан Perseverance, показал прекрасную работоспособность и долголетие, поэтому в NASA считают, что в 2030 году Perseverance также будет продолжать работать и сможет отвезти пробирки с образцами в нужное место.

На случай отказа Perseverance на посадочном модуле с возвращаемой ракетой будет два марсианских вертолёта по типу Ingenuity. Последний также показал высочайшую надёжность, совершив уже 29 полётов в атмосфере Марса вместо запланированных 5. Вертолёты для доставки пробирок получат роботизированные манипуляторы для их захвата и колёсики на шасси для точного манёвра на поверхности Марса, чтобы иметь возможность наехать на пробирки для их захвата.

Пересмотр планов с предложением использовать две посадочные платформы сдвинуло сроки начала миссии с 2026 на 2028 год, что позволило бы доставить образцы на Землю в 2033 году. Отказ от второго посадочного модуля и марсохода-курьера ничего в этом не изменило. Миссия всё также ориентируется на старт в 2028 году. Надо заметить, винить в этом надо не NASA и EKA, а объективную реальность — Марс не каждый год находится на нужном удалении от Земли для планирования стартового окна.

Специалисты Национального управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) продолжают заниматься исследованиями на Красной планете с помощью марсохода Perseverance. В пятницу в личном Twitter-аккаунте ровера появилось сообщение о том, что он произвёл отбор девятого по счёту образца марсианской породы с момента посадки на поверхность Марса.

Источник изображений: NASA/JPL-Caltech

«Образец породы №9 в сумке! (Ну, во всяком случае, в контейнере). Моя команда ждала годы, чтобы подобраться поближе к дельте этой реки и посмотреть, что она может сказать о прошлой жизни на Марсе. Этот образец вполне может получить билет в один конец на Землю в будущем», — сообщается в Twitter-аккаунте ровера. Речь идёт о дельте древней реки, которая находилась в кратере Езеро — месте посадки ровера в феврале 2021 года.

Команда Perseverance уже больше года исследует поверхность и породы этого кратера шириной 45 км в поисках свидетельств существования жизни на Марсе. Если здесь когда-либо существовала жизнь, то в горных породах дельты реки могут присутствовать следы «молекулярных окаменелостей» — органических молекул, созданных древними живыми организмами.

По словам сотрудника Университета Пердью Брэда Гарчински (Brad Garczynski), кратер Езеро — одно из лучших мест для поиска следов микробной жизни, так как её признаки могли сохраниться в слоях ила древней реки.

Первый марсоход Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США под названием Sojourner вместе с посадочной платформой совершили посадку на поверхности Красной планеты 4 июля 1997 года. Успех миссии, в которой впервые на Марс были доставлены миниатюрный ровер весом 11,5 кг и исследовательская станция, возвестили о начале революции в исследовании планеты, продолжаемом аппаратами Curiosity и Perseverance спустя четверть века.

Марсоход Sojourner вскоре после посадки / Источник изображения: NASA

Эта миссия реализовывалась в рамках программы NASA под названием Mars Pathfinder, а название роверу дала 12-летняя Валери Эмброуз (Valerie Ambroise), победившая в общенациональном конкурсе с эссе, посвящённом Соджорнер Трут, темнокожей женщине, боровшейся за отмену рабства в США. Названный в честь неё марсоход проработал на Красной планете четыре месяца, что в 12 раз больше проектного срока службы. В период функционирования он занимался анализом химического состава находящихся поблизости скал и трансляцией полученных данных на Землю.

На основе полученной от марсохода информации учёные сделали вывод о том, что Красная планета потенциально пригодна для жизни. «Полученные научные данные позволяют предположить, что Марс когда-то в прошлом был тёплым и влажным, с водой в жидком состоянии и более плотной атмосферой», — сообщили в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, специалисты которой осуществляли управление Sojourner.

Первый марсоход, работавший за счёт размещённых в конструкции солнечных батарей, является предком современных аппаратов, таких как Curiosity (исследует Марс почти 10 лет) и Perseverance (прибыл на Красную планету в начале 2021 году в сопровождении миниатюрного вертолёта Ingenuity). Все эти марсоходы являются частью масштабной программы, в рамках которой для изучения сложной истории Марса используются посадочные, орбитальные и другие аппараты. И в наши дни учёных волнуют вопросы о том, почему истончилась атмосфера Марса и были ли когда-то в далёком прошлом на планете условия, пригодные для жизни.

Sojourner стал настоящим первопроходцем, который доказал возможность создания исследовательских аппаратов, способных перемещаться по поверхности Марса. В общей сложности NASA опубликовало 16 500 снимков, сделанных станцией и 550 фотографий, сделанных непосредственно марсоходом. Последний раз данные на Землю в рамках этой миссии передавались 27 сентября 1997 года, после чего ровер вместе со станцией завершили свою научную деятельность, оставшись стоять на поверхности Красной планеты.

На марсоходе Perseverance в числе прочего оборудования установлена метеостанция Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), включающая два датчика ветра для измерения скорости и направления потоков воздушных масс, а также датчики влажности, радиации и температуры. Недавно один из датчиков ветра получил повреждение, сообщил главный исследователь MEDA Хосе Антонио Родригес Манфреди (José Antonio Rodriguez Manfredi) из Испанского центра астробиологии.

Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Причиной повреждения стал фрагмент гальки, поднятой сильными порывами ветра на Красной планете. Несмотря на случившееся, MEDA продолжает функционировать, отслеживая потоки ветра в кратере Езеро.

«В настоящее время возможности сенсора ограничены, но он по-прежнему обеспечивает измерения скорости и направления, — рассказал сайту Space.com Манфреди, — Вся команда сейчас перенастраивает процедуру поиска, чтобы получить более точные показания неповреждённого детектора».

Учёный отметил, что, как и всё оборудование, установленное на Perseverance, датчик ветра был разработан с учётом агрессивной окружающей среды Марса, но его прочности тоже есть предел. Более сильный порыв ветра поднял гальку большего размера, чем ожидалось, и в итоге датчик получил повреждения.

«Ни прогнозы, ни опыт, полученный нами в ходе предыдущих миссий, не позволяли предвидеть ни таких сильных ветров, ни такого большого количества сыпучего материала такого рода», — сообщил Манфреди, отметив, что по иронии судьбы, датчик получил повреждение от объекта наблюдения.

Помимо мониторинга показателей ветра, погоды и исследования состава горных пород, марсоход Perseverance собирает наиболее перспективный материал для будущей миссии по доставки этих образцов на Землю в 2030-х годах.

Учёные NASA впервые измерили объём содержания органического углерода в породах Марса, на что ушло несколько лет расшифровки данных с марсохода Curiosity. Эксперимент проводился один раз много лет назад, но он ответил на главный вопрос — для зарождения и существования биологической жизни на древнем Марсе было достаточно углерода, одного из ключевых компонентов органики.

Вид с навигационной камеры Curiosity на место получения образца в кратере Гейл в Заливе Йеллоунайф. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech

«Общий органический углерод — это одно из нескольких измерений [или индексов], которые помогают нам понять, сколько материала доступно в качестве сырья для пребиотической химии и, возможно, биологии, — сказала Дженнифер Стерн (Jennifer Stern) из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. — Мы обнаружили, по меньшей мере, 200-273 частей органического углерода на миллион. Это сравнимо или даже больше, чем количество, обнаруженное в породах в очень малообитаемых местах на Земле, таких как пустыня Атакама в Южной Америке, и больше, чем было обнаружено в метеоритах Марса».

Органическим углеродом считается углерод, связанный с атомом водорода. Это основа для органических молекул, о которых мы знаем на примере земной биологической жизни. Углерод может также быть производным вулканических процессов и химических реакций, поэтому важно определить наличие именно органического углерода, а не этого химического элемента в целом. Впрочем, его и раньше находили на поверхности Марса и определяли в метеоритах с Красной планеты. Однако эксперимент на приборе Sample Analysis at Mars (SAM) марсохода Curiosity позволил количественно оценить объём этого ключевого компонента на Марсе для зарождения жизни.

Прибор SAM представляет собой печь с датчиками газов. Образцы породы Марса, добытые из грязевых отложений в месте предполагаемого доисторического водоёма, были раскалены до начала химических реакций в присутствии кислорода. Высочайшие энергозатраты на этот эксперимент позволили провести его лишь единожды, но оно того стоило. В ходе химической реакции в камере образовался углекислый газ (CO₂), объём которого позволил оценить содержание органического углерода в образцах породы.

Эксперимент не даёт однозначного ответа на вопрос о том, была ли на древнем Марсе биологическая жизнь или нет. Но он однозначно говорит о том, что условия для её зарождения там были, когда несколько миллиардов лет назад на Марсе были реки, озёра и моря.

В августе этого года исполнится десять лет с момента посадки ровера Curiosity в кратере Гейла на Марсе. С тех пор аппарат Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США ведёт научную деятельность, а также регулярно присылает потрясающие снимки местных ландшафтов. На этот раз ровер запечатлел вид ландшафта, меняющегося по мере движения вверх по склону горы Шарп.

Источник изображений: NASA / JPL-Caltech / MSSS

За последний год путешествия Curiosity вверх по склону горы Шарп учёные стали чаще обращать внимание на изменение структуры породы. Если в более низких областях склона обнаружилось много глины, то по мере подъёма вверх ровер фиксирует больше сульфатов. По мнению учёных, такие места характерны для областей, где пересыхали ручьи и формировались песчаные дюны.

Таким образом, озёрные отложения в этих местах встречаются реже, чем в более низких областях склона горы Шарп. «Вместо этого мы видим множество свидетельств более сухого климата, например, сухие дюны, вокруг которых в прошлом протекали ручьи», — считает Ашвин Васавада (Ashwin Vasavada), научный сотрудник проекта Curiosity из Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA.

Помимо увеличения количества сульфатов, внимание учёных привлекают геологические особенности. Они наблюдают отложения, которые, вероятнее всего, образовывались слоями. Исследователи считают, что некоторые отложения в этой местности образовались во времена, когда на поверхности планеты присутствовала вода, а песчаные дюны омывались ручьями.

«История становится ещё богаче и сложнее, поскольку стало известно, что было несколько периодов, когда грунтовые воды уходили и улетучивались с течением времени, оставляя после себя нагромождение кусочков головоломки, которые учёные Curiosity должны собрать в точную хронологию», — говорится в заявлении представителей NASA.

В минувший понедельник марсоход Perseverance сфотографировал блестящий серебристый объект между двумя камнями на дне кратера Езеро, в котором ровер проводит научные исследования с самого момента своей посадки в феврале 2021 года. Объект явно не марсианского происхождения — Perseverance привёз его с собой с Земли.

Источник изображений: twitter.com/NASAPersevere

Операторы ровера объяснили происхождение объекта в твиттере Perseverance от лица самого марсохода: «Моя команда заметила нечто неожиданное: это кусок теплового покрывала, который мог появиться в момент моего спуска, в 2021 году меня посадил реактивный блок».

«Этот блестящий кусок фольги является частью теплового покрывала — материала, используемого для контроля температур. Неожиданно было найти его здесь: я произвёл посадку в 2 км отсюда. Этот кусок выбросило сюда тогда или его сдуло ветром?», — задался вопросом марсоход в следующем твите, приложив увеличенное фото объекта.

Марсианские аппараты уже не первый раз показывают нам оборудование, которое помогло Perseverance произвести успешную посадку: 19 апреля вертолёт Ingenuity пролетел над тепловым щитом и парашютом марсохода, сделав их фотографии. Perseverance ищет на Марсе признаки древней жизни и собирает образцы, которые впоследствии отправятся на Землю. Специалисты миссии уверены, что несколько миллиардов лет назад в Езеро были озеро и дельта реки, а значит, кратер — идеальное место для выполнения задачи.

На левом переднем колесе марсохода Perseverance ещё с февраля этого года «путешествует автостопщик». На 341-й сол (марсианские сутки) пребывания аппарата на Марсе, то есть более 100 солов назад, в колесо ровера попал камень, который с тех пор передвигается по Красной планете вместе с ним.

Источник изображений: NASA / JPL-Caltech

В NASA говорят, что камень не наносит повреждений колесу марсохода, и уже пересёк вместе с ровером более 8,5 километра марсианской поверхности. «Он не причиняет вреда марсоходу, но поездка, судя по всему, у них шумная. Камень периодически показывается на снимках левого бока марсохода, получаемых камерой Hazcam», — комментирует команда миссии.

Марсоход подобрал камень ещё 4 февраля. В тот момент Perseverance исследовал скальное образование «Máaz» («Марс» на языке навахо), которое, как предполагали учёные, могло представлять собой следы древней застывшей лавы. Затем ровер перевёз камень на север от своего места посадки и двинулся вместе с ним к дельте древней реки кратера Езеро.

В NASA в шутку стали называть камень «питомцем» или «другом» Perseverance. В ведомстве считают, что камень и марсоход, вероятно, скоро расстанутся, когда ровер начнёт подниматься по краю кратера Езеро. Если это произойдёт, то «путешественник» окажется среди пород, которые сильно отличаются от него. Сотрудники агентства шутят, что в таком случае марсианские геологи будущего будут очень удивлены, увидев объект, явно не принадлежащий этому геологическому образованию.

«Если вы марсианский геолог из будущего, возможно, аспирант, которому поручили составить карту кратера Езеро, то слушайте. Если вы нашли камень, который выглядит так, словно он не на своём месте, то, возможно, перед вами бывший “питомец” марсохода Perseverance», — указано в блоге NASA.

Это не первый случай, когда камни попадают в колёса Perseverance. Обычно они «выбирают» переднее правое колесо, но в течение недели «находят свою остановку». Последний же камень «решил покататься подольше», установив своеобразный рекорд. Аналогичных «попутчиков» в своё время также возили марсоход Spirit и старший брат Perseverance, ровер Curiosity, который в августе этого года отметит своё десятилетие на Красной планете.