30 июля 2020 года, во время пандемии, ракета-носитель Atlas V стартовала с космодрома на мысе Канаверал во Флориде. На борту находился марсоход Perseverance в рамках миссии НАСА «Марс-2020», направлявшийся к Марсу для поиска ответов о жизни на Красной планете.
Через три года после посадки в кратер Езеро 18 февраля 2021 года марсоход Perseverance превзошёл все ожидания. Его находки изменили наше представление о Марсе, дав убедительные доказательства существования воды и возможно, пригодного для жизни прошлого, а также продемонстрировав важные технологии для будущих исследований.
Каждый новый открытый факт и каждый образец марсианской породы, собранный марсоходом с сентября 2021 года, имеют важное значение для нашего понимания геологии, атмосферы и эволюции планеты. В этом обзоре представлен «топ-5» разрешенных результатов Perseverance на сегодняшний день в надежде на продолжение его исследований.
Археологические свидетельства расположения старого русла реки и водоема.
Открытие древней речной дельты в кратере Езеро стало одним из самых важных для «Персевераса» и произошло в первые месяцы после посадки, состоявшейся 18 февраля 2021 года.
Местоположение для посадки «Персевераса» выбрано из-за обнаружения на спутниковых снимках древней речной дельты в кратере Езеро. Прямые наблюдения марсохода дали возможность получить необычайно точные сведения об этом геологическом объекте.
Снимки высокого разрешения и данные марсохода выявили слои осадочных пород, уложенные по схеме, присущей дельтам земных рек. Слои свидетельствуют о том, как водное течение отлагало осадки в течение тысяч или, возможно, миллионов лет около 3,5 миллиардов лет назад.
Ровер Perseverance обнаружил крупные валуны и гальку, застрявшие в осадочных слоях, что свидетельствует о существовании высокоэнергетичных водных потоков. Также подтверждено наличие древнего озера, которое заполнило кратер Езеро, образованный в марсианской древности падением метеорита.
Эти открытия важны потому что позволяют искать следы прошлой жизни на Марсе.
Дельты рек на Земле, как и озера, — это богатые жизнью места, хорошо сохраняющие органический материал. Если когда-то существовала микробиальная жизнь на Марсе, отложения этой древней дельты могли запечатлеть и сохранить её остатки.
2. Обнаружение органических соединений
Для поиска органических соединений марсоход Perseverance применяет прибор под названием SHERLOC (Сканирование обитаемых сред с помощью Рамановской и люминесцентной спектроскопии для обнаружения органических соединений и химических элементов). SHERLOC использует спектроскопию для обнаружения органических молекул и минералов, которые могли сохраниться как следы прошлой жизни.
В декабре 2021 года Perseverance изучал породы кратера Езеро и обнаружил первые органические соединения. Среди них были углеродсодержащие молекулы, которые могли возникнуть как при биологических, так и небиологических процессах. Наличие этих соединений не подтверждает существование жизни на Марсе в прошлом, но дает ценные сведения об экологических условиях планеты и о возможности существования там микробов.
Открытие особенно интересно ввиду геологического контекста его происхождения. Кратер Езеро, где трудится Perseverance, был древним озером около 3,5 миллиардов лет назад. Проанализированные породы – часть осадочных образований, связанных с этой прошлым водной средой, что повышает интерес к этим органическим соединениям.
Открытие расширяет наши знания о распространении органических соединений на Марсе, дополняя предыдущие данные Curiosity в кратере Гейла.
3. Производство кислорода
Эксперимент по созданию кислорода на Марсе, осуществляемый с помощью прибора Mars Oxygen In-Situ Resource Utilisation Experiment (MOXIE), впервые завершился успехом 20 апреля 2021 года, приблизительно через два месяца после посадки Perseverance.
MOXIE — устройство размером с автомобильный аккумулятор для получения кислорода из марсианской атмосферы, которая на 96% состоит из углекислого газа. Для этого используется электролиз углекислого газа, при котором атомы кислорода отделяются от атомов углерода.
В первом испытании MOXIE выделил около пяти граммов кислорода, достаточное для десяти минут дыхания астронавта. Несмотря на кажущуюся малость этого объёма, это фундаментальный успех для будущих пилотируемых миссий на Марс. Производство кислорода непосредственно на Красной планете может революционизировать освоение космоса двумя ключевыми направлениями:
- Обеспечение жизнедеятельности астронавтов в условиях ограниченных ресурсов.
- Кислород пригоден в качестве окислителя для ракетного топлива, что упростит возврат на Землю или продолжение исследований.
MOXIE продолжает работу с апреля 2021 года, испытывая возможность производства кислорода в разных атмосферных условиях и при различных температурах на Марсе. Испытания показали работоспособность прибора в разнообразных марсианских условиях. Эксперимент завершился 7 сентября 2023 года последним запуском прибора. За 16 зажиганий в течение 12 часов работы MOXIE произвел 122 грамма кислорода, превзойдя изначальные прогнозы.
4. Запись марсианских звуков
Первые звуки, когда-либо зарегистрированные на поверхности Марса, записал Perseverance на следующий день после посадки в феврале 2021 года. Это событие стало историческим в освоении космоса.
Марсоход оборудован двумя микрофонами: одним, встроенным в камеру SuperCam, и другим, расположенным на корпусе.
Микрофоны предназначены для регистрации разных звуков — от ветра на Марсе до шума лазеров, применяемых для исследования камней, а также звуков, производимых самим марсоходом.
В первой записи уловили звук легкого ветерка на Марсе. Запись продемонстрировала, что звук распространяется на Марсе иначе, чем на Земле. Это объясняется различием в составе и плотности марсианской атмосферы. Атмосфера Марса, состоящая главным образом из углекислого газа и значительно более тонкая, чем земная, заметно влияет на передачу звука, заглушая высокие частоты.
Микрофоны фиксировали не только окружающие шумы, но и шум лазера SuperCam при работе с камнями, что позволяет судить о твердости анализируемых материалов, звук моторов во время посадки, гул колес ровера по марсианской поверхности и жужжание вертолёта Ingenuity в процессе полётов.
Аудиозаписи представляют интерес не только общественности, но и обладают большой научной ценностью. Ученые применяют эти данные для изучения атмосферы Марса и распространения звука в ней, для контроля состояния марсохода путём выявления аномалий в звуках, испускаемых его механизмами, а также для получения сведений о физических свойствах марсианских пород и грунта.
С тех пор марсоход Perseverance фиксирует разные звуки, помогая учёным совершенствовать атмосферные модели Марса и предоставляя широкой аудитории незабываемые ощущения от погружения на Красную планету.
5. Первые намеки на микробную жизнь
В ходе путешествия по долине реки Неретва, бывшей речной долине Марса, в середине июля 2024 года марсоход Perseverance обнаружил породу под названием «Чеява Фоллс», отличающуюся от всех ранее исследованных образцов. Порода обладает интригующими признаками, которые могут указывать на наличие древней микробиальной жизни.
В породе видны белесые образования размером с миллиметр, окруженные черными ореолами, похожими на «леопардовые пятна». Анализ приборами Perseverance показал, что в этих ореолах содержится железо и фосфаты.
Кроме того, в Водопаде Чеява найдены органические соединения, которые обычно связывают с жизнью, как её понимаем мы.
Учёные JPL отмечают, что данное открытие, хоть и впечатляющее, не является прямым подтверждением существования жизни. Это лишь первый шаг в семиступенчатом процессе НАСА CoLD (Confidence of Life Detection), направленном на подтверждение наличия внеземной жизни. Более глубокий анализ и поиски дополнительных доказательств необходимы для продвижения по этой шкале.
В нетерпеливом ожидании образцов с Марса.
Космический аппарат Perseverance выполняет задачу двойного порядка: поиск следов прошлого обитания микроорганизмов на Марсе и создание условий для освоения планеты человеком в будущем. Для этого проводятся комплексные мероприятия, главная из которых – сбор и хранение образцов марсианской почвы и горных пород.
Марсоход тщательно исследует кратер Езеро, особое внимание уделяя дельте древней реки. Сбор образцов — это лишь первый этап работы. Приборы марсохода изучают и анализируют полученные материалы, но окончательный ответ о наличии на Марсе жизни даст лишь анализ в земных лабораториях.
Важность программы NASA и ЕКА по доставке марсианских образцов на Землю (Mars Sample Return) всё больше становится явной. Миссия Mars 2020 с аппаратами Perseverance and Ingenuity стала первой из ряда запланированных миссий, направленных на достижение этой цели.
Задержки и проблемы с управлением в JPL встречались много лет. В 2022 году планы MSR были упрощены, что повлекло за собой изменение архитектуры миссии. В апреле текущего года НАСА из-за сокращения бюджета перенесло сроки возвращения образцов на Землю на 2040 год.
Агентство сообщит о том, как оно оценивает предложения отрасли по архитектуре, которая смогла бы возродить образцы 30-х годов и уменьшить затраты, риски и сложности миссии.