На марсе нашли металл
Обновлено: 04.10.2024
Люди еще не побывали на Марсе, но работа для археологов там уже есть. Пять лет назад энтузиасты космонавтики с помощью NASA нашли на поверхности Марса советский посадочный модуль «Марс-3» — первый космический аппарат, совершивший мягкую посадку на планете. Позже на снимках удалось отыскать аппарат «Бигль», а теперь, возможно, найден еще один советский зонд — «Марс-6», который разбился при посадке больше 40 лет назад. N + 1 рассказывает предысторию и подробности поисков.
Общий вид «Марса-6» в перелетном исполнении
В августе 1973 года покорять Красную планету отправилась советская межпланетная автоматическая станция «Марс-6». К сожалению, в отличие от ранее запущенной станции «Марс-3», совершившей первую и последнюю (в истории советской марсианской программы) мягкую посадку на Марс, «Марс-6» потерпел крушение на этапе посадки. Группа энтузиастов по инициативе популяризатора космических исследований Виталия Егорова провела поиск места крушения спускаемого аппарата станции «Марс-6» и опубликовала его предварительные результаты. Участники поисков исследовали спутниковые снимки, полученные орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), а для подтверждения результатов поиска воспользовались численным моделированием, чтобы узнать, как выглядит место падения станции на поверхность. Одно из мест, найденное членами поисковой группы, показало высокое сходство с результатами компьютерных расчетов и может представлять собой остатки спускаемого модуля «Марса-6». Однако финальная точка в истории поиска будет поставлена после публикации новых снимков орбитального аппарата.
По конструкции «Марс-6» во многом повторял ранее запущенные советские межпланетные станции по программе «Марс-71». Он состоял из перелетного модуля, который удалился в Главный пояс астероидов после пролета Марса, и спускаемого аппарата. План программы «Марс-73» впечатлял — к Красной планете направлялись четыре аппарата, два из которых («Марс-6, 7») доставляли к планете спускаемые аппараты, а другие два («Марс-4, 5») работали как орбитальные ретрансляционные станции. Однако программа не была выполнена в полной мере — лишь «Марс-5» смог выйти на орбиту планеты (правда, проработал он там недолго из-за разгерметизации приборного отсека), а «Марс-6» — успешно десантировать посадочный модуль в верхние слои атмосферы. Модуль преодолел этап входа в атмосферу и аэродинамического торможения, раскрыл парашют, проанализировал состав атмосферы и включил тормозные двигатели, после чего связь с ним пропала. Причины неудачи неизвестны, но возможно, что, как и в случае с крушением «Скиапарелли», к аварии привела неверная оценка расстояния до поверхности.
Устройство спускаемого аппарата «Марса-6» (марсоход отсутствовал).
Andrew Ball, James Garry, Ralph Lorenz, Viktor Kerzhanovich «Planetary Landers and Entry Probes», 2007
Ученые смогли объяснить, как ровер нашел метан на Марсе, а орбитальный аппарат — нет. Но происхождение этого газа все равно непонятно
Метан — одна из биосигнатур, то есть признаков наличия жизни на планете. Его обнаружение на Марсе будоражит умы ученых по всему миру уже несколько лет. Но есть одна интересная загадка: прибор ровера Curiosity большие колебания концентрации этого газа фиксировал на поверхности Красной планеты уже не раз, а вот зонд Trace Gas Orbiter из космоса — нет. Международной команде специалистов удалось определить, в чем причина такого расхождения в показаниях между двумя миссиями.
Одно из сравнительно свежих «сэлфи» марсохода Curiosity. Составлено из нескольких десятков изображений, сделанных камерой MAHLI, которая расположена на манипуляторе ровера, в период с 3060-го сола миссии по 3070-й (16-26 марта 2021 года) / NASA, JPL
В марсианских условиях метан может существовать порядка 300 лет, дольше без пополнения из каких-либо источников его концентрация будет падать, пока он окончательно не распадется. Существуют геологические процессы, приводящие к выбросам CH4, но основной его производитель — живые организмы (хемосинтезирующие бактерии или археи). Иногда в атмосферу планеты метан попадает с материалом комет и астероидов, на которых он многие миллионы лет находился в замерзшем виде в составе летучих соединений.
Но вне зависимости от природы источника марсианский метан ведет себя максимально странно, и объяснения этому никак найти не получается. Фоновое его содержание в атмосфере Красной планеты — около 0,4 миллиардной доли (для сравнения, в земной атмосфере — 1,8 миллионной доли). Причем иногда его концентрация повышается до 0,7 миллиардной доли, обычно летом. Отметим сразу, это показания прибора Tunable Laser Spectrometer (TLS), входящего в набор инструментов Sample Analysis at Mars (SAM) марсохода Curiosity.
Ровер провел почти полсотни замеров за прошедшие без малого девять лет работы и регулярно подтверждал эти результаты. Причем к технологии, на которой основан TLS, претензий быть не может: ее неоднократно проверили в разных условиях и теперь используют в газоанализаторах на МКС, в скафандрах астронавтов и на ответственных производствах. Проблема в том, что европейский зонд Trace Gas Orbiter (один из элементов миссии «ЭкзоМарс-2016») никакого постоянного присутствия метана на Марсе не видит.
Ученые намерены проанализировать данные, присланные прибором Planetary Fourier Spectrometer миссии Mars Express.
Нет, иногда он появляется: единичные резкие повышения содержания CH4 в марсианской атмосфере фиксировали множество раз. Например, 45 миллиардных долей в 2009 году с помощью наземной обсерватории. Но они коррелируют с пролетом комет мимо Красной планеты, так что объясняются падением пыли из их комы на Марс. А вот постоянное присутствие метана в небольшой концентрации «видит» только Curiosity. И ученые упорно пытаются отбрасывать самые разные причины такого поведения приборов.
Надежность датчика не вызывает сомнений по ранее обозначенным причинам. Он устроен довольно примитивно и его порог чувствительности ниже наблюдаемых значений. Рассматривалась даже версия, что метан каким-то образом выбрасывает сам ровер. Ее проверили и благополучно исключили — корреляций показаний TLS с движением марсохода и его взаимодействием с окружающими породами нет (высказывалось предположение, что деятельность робота высвобождает газ из грунта).
В 2019 году интересную мысль «вбросил» один из членов научной команды Curiosity Джон Мурс (John E. Moores), профессор Йоркского университета в Торонто (Канада). Он сказал: «А что, если и Curiosity, и Trace Gas Orbiter оба правы?» Иными словами, а чем отличаются методики измерения концентрации газов этих двух аппаратов? Понятное дело, их инструменты устроены по-разному, но есть еще один момент. Ровер ищет метан на Марсе ночью, а орбитальный зонд — днем.
Дело в том, что прибор SAM-TLS на Curiosity потребляет много энергии, поэтому его используют, если остальные инструменты освобождают мощность. То есть в темное время суток, когда ничего не видно — манипулятором образцы не потрогать, камеры использовать бесполезно, ездить опасно. А анализатор газов просто находится в корпусе и закачивает в рабочий объем марсианскую атмосферу.
В отличие от ровера, у которого на борту РИТЭГ и он может работать ночью, Trace Gas Orbiter полагается на солнечные панели. Более того, он анализирует состав марсианского воздуха по проходящему через него свету Солнца. Так что научную деятельность может вести только днем, а точнее — изучая дневную сторону планеты. Чтобы проверить эту гипотезу, потребовалось совсем немного — запустить TLS не только ночью. Что и проделала команда Curiosity в конце прошлого года.
Результаты эксперимента опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. Ровер провел несколько замеров по следующему принципу: один ночью, два — днем. Всего атмосфера анализировалась по такой схеме четыре раза местным летом. Оказалось, в светлое время сола (марсианские сутки) концентрация метана действительно составляет менее 0,22 части на миллиард (фактически за пределами чувствительности прибора), а ночью — 0,42-0,62 части на миллиард. То есть Trace Gas Orbiter не мог ничего обнаружить, а Curiosity не ошибся.
Таинственное появление метана на Красной планете связали с областью вечной мерзлоты, «разбуженной» геологическими процессами или астероидом.
Ученые обнаружили на Марсе органические вещества
При изучении образцов марсианского грунта, взятых из скопления дюн Багнольда у подножия горы Шарп, марсоход Curiosity обнаружил органические соединения. Все это служит дополнительным свидетельством в пользу обитаемости этой планеты в прошлом. Хотя в настоящее время Марс холоден и бесплоден, когда-то здесь текли реки и существовали крупные озера. Ученые полагают, что в тот период на Марсе могли зародиться древние микроорганизмы или даже более высокоорганизованная жизнь.
Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе органику в песке, взятом из дюн Багнольда у подножия горы Шарп в кратере Гейла, в ходе экспериментов с элементами так называемой мокрой химии по дериватизации — когда из анализируемого химического соединения на Земле параллельно стараются получить продукт с похожей химической структурой. Производных аминокислот не выявлено, однако найдены бензойная кислота, аммиак, фосфорная кислота, фенол, а также несколько азотсодержащих молекул и еще не идентифицированные высокомолекулярные соединения. Результаты исследований были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Эксперимент проводился в тот период, когда не была задействована буровая установка Curiosity для сбора образцов из-за сыпучести грунта. Маева Миллан из Джорджтаунского университета в Вашингтоне и Центра космических полетов имени Годдарда NASA, ведущий автор нового исследования, объясняет, что первоначальная цель этой операции состояла в том, чтобы получить основу для сравнения с будущими химическими экспериментами, проводимыми на более многообещающих марсианских образцах.
«Этот эксперимент получился определенно успешным, — заявил Миллан в интервью изданию Inverse. — Пусть мы и не нашли тех биосигнатур, что искали, но, по крайней мере, показали, что этот метод действительно многообещающий».
Дальнейшие поиски биосигнатур на поверхности Марса Curiosity будет проводить в местах, которые более благоприятны для сохранения жизни. Его более молодой «коллега», марсоход, Perseverance, также ищет признаки жизни, однако у него нет такого же оборудования для «мокрой химии». Этот метод будет использоваться также в будущих миссиях, например европейского марсохода Rosalind Franklin в 2022 году и Dragonfly — дрона NASA, который будет исследовать поверхность спутника Сатурна Титана в 2036 году.
Марсоход NASA Curiosity совершил посадку в кратере Гейла 6 августа 2012 года и с тех пор проводит исследования в его окрестностях. Недавно к нему на Марсе присоединился Perseverance, который высадился 18 февраля 2021 года. Обе миссии направлены, кроме всего прочего, на поиск остатков древней жизни на Марсе.
Хотя в настоящее время эта планета холодна и бесплодна, когда-то здесь текли реки и существовали крупные озера. Ученые полагают, что в тот период Марс, возможно, был обитаем — по крайней мере, там могли появиться древние микроорганизмы.
Чтобы обнаружить следы той прошлой жизни, астробиологи ищут характерные биосигнатуры — определенные химические вещества, которые могли быть продуктом жизнедеятельности какой-либо формы жизни в прошлом или настоящем, будь то микробы или что-то более сложное. Прежде всего ученых интересуют органические молекулы, которые считаются строительными блоками земной жизни и могли бы выступать в том же качестве и в других местах во Вселенной.
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.
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 обнаруживать подобные вещества в газообразном виде — полученных из атмосферы или высвобождаемых 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.
Марсоход Curiosity ранее уже обнаруживал органические молекулы, содержащиеся в марсианских отложениях, однако новые находки изрядно расширили этот список органики на Марсе, что служит дополнительным подтверждением в пользу обитаемости этой планеты в прошлом.
Образцы грунта из дюны Багнольда Curiosity получил в марте 2017 года. Во время вынужденного перерыва группа, работающая с марсоходом, решила провести первый в своем роде эксперимент. Внутри корпуса Curiosity содержатся 74 емкости, девять из которых были предварительно заполнены химическими реагентами.
«В стандартном случае, когда мы отбираем образец с помощью манипулятора Curiosity, мы помещаем его в одну из пустых емкостей, — поясняет Миллан. — Но в этом случае мы поместили образец в ячейку, заполненную химическими реагентами». Группа не ожидала, что образец будет содержать большое количество хорошо сохранившихся органических молекул, поскольку ионизирующая радиация, почти беспрепятственно попадающая на Марс сквозь его разреженную атмосферу, уже давно «стерилизовала» почву на поверхности. Однако все же после тестирования образца химической смесью удалось выявить органические молекулы, никогда ранее не встречавшиеся на Марсе. Двумя наиболее важными из них считаются бензойная кислота и аммиак. Хотя эти молекулы и не являются биосигнатурами, они выступили хорошими индикаторами возможности обнаруживать подобные биосигнатуры в будущем.
«Мы доказали, что этот метод может работать, — говорит Миллан. — Это означает, что мы можем провести тот же эксперимент снова с различными минералами, такими как глина и сульфаты, которые могут лучше сохранять органические молекулы».
После идентификации органических молекул группа стремится выявить их происхождение — определить «родительские молекулы». «Как только мы их обнаружим, мы сможем сказать, откуда они появились, — говорит Миллан. — На данный момент, изучив всю совокупность найденных на Марсе образцов, мы выдвинули гипотезу, что все они могли возникнуть в ходе обычных геологических процессов». Но поскольку Curiosity взял образец из кратера Гейла, который, как предполагается, содержал воду в прошлом, происхождение этих молекул могло быть связано также и с жизнедеятельностью древних микроорганизмов.
Чтобы получить новые данные и продвинуться в решении этих вопросов, исследователи ожидают запуска миссии Европейского космического агентства ExoMars в 2022 году, которая позволит собрать гораздо больше марсианских образцов. Марсоход Perseverance также ищет на поверхности Марса интересные образцы, изымает камни и керны, помещаемые в специальные капсулы, которые позже будут доставлены на Землю для анализа в лаборатории. Все эти марсианские миссии со временем дадут возможность собрать воедино разные части головоломки и узнать почти все 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, с Марса на Землю.
На Марсе нашли аномальные залежи водного льда
Открытие может иметь значение как для изучения истории Красной планеты, так и для ее будущего освоения.
©Wikimedia Commons
Российский нейтронный телескоп FREND на борту искусственного спутника Марса Trace Gas Orbiter позволил найти на четвертой планете ряд «месторождений» льда, ранее недоступных для обнаружения. Особенно странно то, что в этот раз удалось выявить большие количества водного льда в теплых районах планеты, где теоретически водному льду сохраняться сложнее. Как именно он там оказался — пока не ясно. Соответствующая работа опубликована в Journal of Geophysical Research: Planets.
FREND расшифровывается как Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (эпитермальный нейтронный детектор высокого разрешения), его создали в Институте космических исследований РАН. Прибор фиксирует попадание нейтронов, исходящих от поверхности Марса. По их энергии можно различить нейтроны, «отскочившие» от атомов водорода в верхнем метре марсианского грунта, и за счет этого понять, есть ли там вода. Подобные приборы российского производства уже работают на поверхности Красной планеты (на «Кьюриосити»). Однако FREND отличается от них намного большим полем зрения. Его несет европейский спутник Trace Gas Orbiter с орбитой 400 километров, позволяющей изучать всю марсианскую поверхность.
Детекторы FREND защищены экраном из нейтронопоглощающих материалов. Это позволяет ему «видеть» нейтроны точно под прямым углом вниз от него, что значительно поднимает разрешение прибора в целом. За счет этого с его помощью составлена самая подробная карта наличия водорода в верхнем слое марсианского грунта. Чем больше витков вокруг Красной планеты — тем выше разрешение полученных карт. Хотя сейчас до конца работы прибора далеко, он уже получил беспрецедентно точные карты такого рода.
Как отмечают ученые из Института космических исследований, в таких картах содержится ряд неожиданных моментов. Дальше 60-го градуса широты в грунте северного и южного полушарий водного льда много — фактически там нечто вроде земной вечной мерзлоты, и это не было сюрпризом. Но и в низких широтах, до 50-го градуса широты, FREND удалось найти 23 района, где содержание водорода заставляет предположить наличие в грунте 5% воды и более.
Особенно интересны точки 10 (на карте), близ земли Аравия, и 17, в центре ее. Согласно новым данным, воды в грунте там 23-24%. Столь высокая концентрация однозначно указывает на наличие чистого водного льда (даже не вечной мерзлоты в обычном смысле этого слова) в верхнем метре. Получается, он прикрыт лишь тонким слоем песка, хотя обе точки лежат в весьма низких широтах. Остается неясным, почему лед там за все это время не подвергся возгонке в водяной пар.
Кроме того, более 20% воды по массе FREND обнаружил в каньоне Долины Маринер (точка 1 на карте). Причем этот регион составляет значительную часть всего каньона. В трех точках содержание воды особенно велико — похоже, там залегает чистый лед.
Долины Маринер рассматривают как одно из наиболее перспективных мест для обустройства исследовательской базы. По глубине они достигают 11 километров (это самые глубокие каньоны Солнечной системы), поэтому на их дне атмосферное давление выше, чем на планете в целом. Периодически над долинами образуются тонкие облака из водяного пара и даже утренний туман.
Наличие воды критически важно для создания любой исследовательской базы на Марсе. Высокие широты (выше 60 градуса), однако, для нее не слишком подходят. Там намного ниже средние температуры, зимой очень слабо можно использовать солнечные батареи, да и поиск марсианской бактериальной жизни имеет мало перспектив. Низкие широты во всех этих смыслах благоприятнее.
Химические двигатели для полета на четвертую планету требуют — как бы неожиданно это ни прозвучало — доставки туда ядерного реактора. Причем такого, которого пока нет у США и который проще всего ра.
На Марсе найден объект, похожий на веревку. Что это?
На данный момент Марс является самой изучаемой людьми планетой — на ней работают сразу несколько исследовательских аппаратов. Многие из них оснащены камерами, и марсоход Perseverance не является исключением. Недавно в поле зрения одного из его оптических приборов попал объект, который очень напоминает веревку или леску от рыболовной удочки. Это стало поводом для шуток — например, авторы издания Science Alert отметили, что в месте, где когда-то существовало рыболовство, явно также протекала жидкая вода. Некоторые люди вполне могли предположить, что найденным объектом является засохший корень марсианского растения, что было бы громкой сенсацией, ведь мы еще не находили инопланетную растительность. Но все это лишь предположения, и одно из них самое правдоподобное.
Новый загадочный объект на Марсе, что это такое?
Загадочные объекты на Марсе
За всю историю наблюдений, ученые и энтузиасты находили на фотографиях Марса множество загадочных объектов. Первая из таких находок была сделана в далеком 1976 году, когда космический аппарат «Викинг-1» отправил снимок марсианского региона Кидония. На сделанной фотографии можно заметить нечто, что отдаленно напоминает человеческое лицо. Это стало причиной возникновения теорий о том, что когда-то давно на Марсе обитали разумные существа, и огромная фигура — это часть древней статуи.
Загадочное лицо на Марсе
Само собой разумеется, никакая это не статуя. В 2001 году орбитальный аппарат «Mars Global Surveyor» сделал фотографию поверхности Кидония в более высоком разрешении. Оказалось, что загадочная фигура является обыкновенным холмом — очертания глаз, носа и рта оказались просто игрой света и тени. К тому же, фото было сильно искажено слабой камерой «Викинга-1».
Качественная фотография лица на Марсе
Марсианских объектов, которые стали причиной возникновения фантастических теорий, очень много. О них вы можете почитать в этом материале.
На Марсе найден кусок веревки
Недавно в кадр одной из фотографий от марсохода Perseverance попало нечто, что сильно напоминает кусок веревки. Объект лежал прямо под корпусом аппарата. На главном изображении статьи он выглядит крупным, однако на снимке ниже можно заметить, что он очень маленький — крупнее него даже лежащие рядом камни. По словам специалистов, это точно не древний артефакт марсианских рыболовов и не корень внеземного растения. Скорее всего, эта веревка является частью парашюта, который использовался для мягкой посадки марсохода в 2021 году. Вероятно, она оказалась под аппаратом под воздействием дуновений ветра, потому что на новых снимках ее уже не видно — она покатилась куда-то в сторону.
Как можно заметить, кусок веревки очень маленький
На Марсе найден «огромный жуткий глаз». Что это?
Чем занимается марсоход Perseverance
На сегодняшний день самый мощный марсоход Perseverance занимается своей самой главной задачей — он добывает образцы марсианского грунта (не без проблем). Когда будет собрано необходимое количество, материал будет отправлен на Землю для изучения при помощи лабораторных приборов. Есть надежда, что ученым удастся найти следы живых существ, растений и других признаков существовавшей (или существующей!) жизни на Марсе. На фотографии с кусочком веревки видно, что манипулятор аппарата NASA касается скалы — скорее всего, он как раз взял новый образец. Помимо сверла, на манипуляторе есть множество датчиков, приборов и камер.
Марсоход Perseverance добывает образцы грунта
Ракета для доставки образцов Марса на Землю стоит 194 миллиона долларов. Кто ее разработает?
Мусор на Марсе
Ранее марсианский вертолет Ingenuity нашел на Марсе металлические обломки и огромный кусок ткани. Весь этот мусор год назад тоже участвовал в мягкой посадке марсохода Perseverance. После этого сам марсоход сфотографировал серебристый объект, который оказался зажат между двумя большими камнями. По мнению ученых, это фрагмент термооболочки, который защищал марсоход во время спуска от высоких температур.
Мусор на поверхности Марса
Обо всех этих находках я рассказывал в статье про то, как человечество уже начало наполнять Марс грудами мусора. Однако, ученые не видят в этом ничего плохого — например, к замусориванию спокойно относится специалист по обработке снимков Красной планеты Стюарт Аткинсон (Stuart Atkinson). По его словам, где-то через сотню лет на планете может быть создано поселение людей, и они будут целенаправленно искать эти обломки для отправки в музеи. Когда-нибудь этот мусор станет таким же ценным артефактом, как древние статуэтки для современных людей.
Читайте также: