Пять лет на Марсе

Марсоходу Curiosity исполняется пять земных лет его экспедиции на Красную планету. За это время он успел пройти 17 километров по кратеру Гейла, обнаружить органические соединения в грунте, поймать метан в атмосфере, найти многочисленные свидетельства водного прошлого Марса, и изучить сохранившуюся до настоящего времени воду в поверхностном слое.

Марсоход обладает 10 научными приборами для исследования геологии и внешних условий на поверхности. 17 цветных и черно-белых камер позволяют управлять аппаратом и узнавать новые подробности эволюции планеты. Внутри корпуса марсохода скрыто два сложных лабораторных прибора, которые дали название всему аппарату Mars Science Laboratory. Газовый хроматограф SAM позволяет определять изотопный состав газов атмосферы и выделяемых из грунта. Рентгеновский дифрактометр CheMin позволяет проводить кристаллографические анализы и узнавать минеральный состав породы. Два спектрометра ChemCam и APXS определяют химический состав образцов, причем первый прибор, за счет лазера, может делать это дистанционно с расстояния до 7 м.

Работа ChemCam

Исследование Curiosity продолжает дело его предшественников: марсоходов Spirit и Opportunity, и посадочной платформы Phoenix. Предшественники смогли доказать, что когда-то на Марсе была вода, она была жидкая и ее было много. Для Curiosity осталась работа провести ее изотопный анализ, и попытаться понять куда она подевалась. Российский прибор DAN на борту марсохода определяет содержание воды под аппаратом на глубине до 1 метра, а хроматограф SAM измерил изотопный вес. Оказалось в марсианской воде в пять раз больше тяжелых изотопов чем в земной.
Для геологоразведочных работ марсоход оборудовали несколькими инструментами на манипуляторе. Буровое устройство потребовалось чтобы извлекать породу с глубины, минимально достаточной для сохранности органических соединений от воздействия космической радиации. По подсчетам ученых хватает 5 см, поэтому бур сделали 7 см. Совок позволяет набирать рыхлый грунт с поверхности. Металлическая щетка освобождает образцы от покрывающей пыли.



После миссии 70-80-х Viking ученые NASA уже не надеются найти марсианскую жизнь, но надежда, что она успела зародиться в древних более комфортных условиях, еще жива. Curiosity должен обнаружить и изучить сложные органические соединения, которые могли бы остаться после полного вымирания. Не с первого раза, но органику найти всё же удалось — сначала обнаружили хлорбензолы в грунте, потом метан в атмосфере. Вопрос ее происхождения остается открытым, Curiosity не в состоянии определить биомаркеры, которые показали бы причастность жизни к образованию этих органических соединений. Поиском биомаркеров на Марсе займется следующий марсоход — европейский Paster, который должен прибыть в рамках российско-европейской миссии Exomars в 2020 году.

За время своего путешествия Curiosity немало пострадал от суровых марсианских условий. Ловил программные сбои, короткие замыкания, вышли из строя датчики ветра, забился пылью датчик ультрафиолета, падает качество картинки с цветных камер, заедает крышка макрокамеры… Колеса из тонкого алюминия, медленно, но верно разрушаются. В этом году впервые треснул каркас одного наиболее пострадавшего колеса.



Водители марсохода провели обновление программного обеспечения, которое обещает более щадящий режим передвижения, но начало разрушению уже положено. Впрочем для пятилетней службы повреждения не фатальные, и можно полагать, что марсоход способен преодолеть не меньший отрезок пути, даже если и придется ползти на ободах.

Еще одной серьезной неисправностью стал заевший бур марсохода. Теперь он не может набирать грунт с глубины, и вынужден соскребать породу ковшом с поверхности.

Оглядываясь назад, можем провести краткий обзор путешествия Curiosity благодаря круговым панорамам, которые получил марсоход со своих камер и которые были преобразованы в сферические панорамы талантливым россиянином Андреем Бодровым. Он обработал почти все круговые панорамы Curiosity и они доступны на его странице.

Мы рассмотрим несколько самых знаковых — панорамы кликабельны, для просмотра можно использовать VR-очки.

Bradbury landing

Место посадки марсохода Curiosity. Первый осмотр самого себя и окрестностей. Мы впервые увидели склоны горы Шарпа в центре кратера Гейла, и кольцевой вал кратера, который виден как горная цепь закрывающая горизонт. По сторонам марсохода виднеются четыре серых пятна — следы воздействия реактивных струй системы мягкой посадки Sky Crane. Благодаря ним можно увидеть, что Марс не красный, и его рыжий цвет поверхности возникает от рыжей пыли, покрывающей всё вокруг.



У подножия горы Шарпа тянутся темные песчаные дюны, которые пришлось обходить марсоходу долгих три года, в своем пути на склоны горы.

Уже в этой панораме проявилась сложная работа Андрея, который использовал две панорамы, с цветной широкоугольной камеры и с навигационной черно-белой. Благодаря его работе мы можем в деталях рассмотреть корпус марсохода и только при внимательном рассмотрении можем увидеть цветные участки переходящие в черно-белый. Обычно корпус марсохода редко попадает в объективы камер, т.к. основное время идет исследование поверхности Марса, а марсоход только мешает обзору.

Желающие убедиться, что с цветопередачей камер Curiosity всё в порядке, могут посмотреть на солнечные часы, которые виднеются на корпусе, левее радиатора РИТЭГа.



Если смотреть на более поздние снимки, то можно увидеть как марсоход медленно покрывается пылью.

Glenelg

Светлое пятнышко перед марсоходом — единственная надежда, что Марс когда-то был обитаем. Только в этом месте удалось обнаружить глину, в которой определили высокое содержание воды — до 6%, и нашли органические соединения. Если приблизить, то можно увидеть, что светлое пятно — это добытая из скважины голубоватая порода. Скважин две, одна неглубокая, пробная, где операторы определяют плотность и структуру грунта и оценивают устойчивость марсохода. При глубоком бурении сверло могло бы перекосить в скважине, поэтому робот должен стоять как вкопанный.



В этом месте ученые только тренировались, осваиваясь со своей машиной в "боевых" условиях, само же место лежало в стороне от основного маршрута, и его пришлось покинуть. Следующая глина на пути марсохода возникнет через несколько километров впереди, посмотрим, будет ли органика там.

В этом месте операторы марсохода, с одним из которых нам удалось пообщаться, не просто провели круговую съемку мачтовой камерой, но и сделали "сэлфи" при помощи камеры на манипуляторе, которая сделала более 60 кадров, чтобы получить необычное изображение марсохода "со стороны". Используя высокую подвижность манипулятора, операторы добились того, что "сэлфи палки" не видно. Такие снимки до сих пор для многих являются основанием утверждать, что Марс не настоящий, а Curiosity никуда не летал, ведь кто-то же его снял со стороны?

В действительности, ловкость руки и никакого мошенничества.



Такой сферической панорамы тоже не найти на сайте NASA. Тут снова проявился талант Андрея. Ему удалось совместить круговую панораму с мачтовой камеры и "сэлфи" с камеры на манипуляторе. Получилась невероятная картина с эффектом присутствия. Небо Марса на всех панорамах Андрея — искусственное. Его изображение основано на реальных снимках, но марсоход не тратит "пленку" на небо и концентрирует внимание на планете.

Увидеть реальное небо Марса можно на снимках камеры с манипулятора, когда она снимает из сложенного состояния. В таком случае получается "горизонт завален", зато много места занимает небо.



Cooperstown

После Glenelg Curiosity отправился в многокилометровый переход по равнине у подножия горы Шарпа. Его главные научные цели лежат на слоистых склонах горы, но подобраться к ним мешали темные песчаные дюны.



Памятуя о трагической судьбе марсохода Spirit, намертво застрявшего в рыхлом грунте, инженеры не рисковали направить марсоход в самую гущу песка, поэтому двигались к ближайшему месту, где со спутника рассмотрели подходящий проход.

Kimberley

Чтобы как-то разнообразить переход по равнине, иногда марсоходу позволяли сделать небольшой крюк и исследовать холмы-останцы, попадавшиеся по пути. На панораме можно увидеть результат работы щетки DRT, которой зачищалась поверхность от пыли пред началом буровых работ. Левее видно пятно оставшееся от лазерного обстрела.



За спиной марсохода виднеются слоистые отложения, оставленные песчаником, который когда-то был дном марсианского водоема. Как оказалось, практически всё, что прошел марсоход — это донные отложения в различные геологические периоды. Кратер Гейла неоднократно заполнялся водой, превращаясь в круглое 150 километровое озеро, только примеси в воде были разные, поэтому и породы откладывались разные. Собственно для изучения этих изменений марсоход сюда и направили.

Marias Pass

Спустя два года, Curiosity сошел с опостылевшей равнины и по широкой дуге стал заходить на гору. Сближение с горой открыло новые геологические слои, которые ученые бросились изучать с новой силой. Почти полгода марсоход проработал в местности Pahrump Hills, наделал скважин, настрелялся лазером вдоволь, но едва двинулся к выходу, как снова задержался для очередной скважины и "сэлфи" в небольшом каньоне Marias Pass.



В это раз для съемки инженеры выбрали нестандартный ракурс. Если раньше держали манипулятор как бы на высоте взрослого человека, то в этот раз разместили камеру на высоте около полуметра. Благодаря чему мы можем в деталях рассмотреть переднюю и нижнюю часть марсохода. На этой же панораме хорошо видна тень манипулятора, которую не удалось скрыть при помощи перекрестной съемки.

Murray Buttes

Небольшие столовые горы Murray Buttes подарили немало живописных пейзажей. Для полноты погружения рекомендуется просмотр под советский саундтрек к к/ф "Золото Маккенны".



Это нагорье стало результатом выветривания отложений, выносимых рекой из каньона на склоне горы Шарпа. До этого каньона мы еще доберемся через пару-тройку лет, а пока можем посмотреть только эти дальние отголоски древних наводнений.

Bagnold Dunes

Долгожданные темные пески, которые в течение четырех лет маячили в отдалении, наконец-то приблизились и заполонили все панорамы. Когда-то ученые спорили насколько активны эти пески сегодня, когда атмосфера Марса сильно разрежена, а пески давно могли сцементироваться и превратиться в застывшие каменные волны. Но нет, сначала со спутника рассмотрели, что дюны продолжают движение и перемещаются примерно на метр в год, а потом и Curiosity увидел движение песчаной ряби.



Песок имеет вулканическое происхождение и при определенном освещении может казаться черным с синим отливом. Хотя при близком осмотре он кажется оранжевым, так, что марсианскому спору "черно-синий VS бело-оранжевый" уже миллиарды лет.

После дюн Curiosity вплотную приблизился к одной из важных целей своего пути — Гематитовому хребту. Эта протяженная возвышенность когда-то была дном марсианской реки, и, под действием каких-то факторов на ее дне откладывалась железная руда в форме гематита. Сейчас это известно благодаря спутниковому наблюдению. Марсоход попытается найти гематит непосредственно на месте и определить причину его появления. Одна из гипотез указывает на возможность биологического участия, но пока надежных аргументов маловато.



Сейчас у всех марсоходов и спутников Марса вынужденный отпуск — между нами и ними находится Солнце, чье мощное радиоизлучение блокирует возможность связи. Поэтому пока на Земле звенят бокалы по случаю юбилея, Curiosity стоит в одиночестве на пустынной планете и работает как стационарная климатическая станция, изучающая Марс всё сокращающимся арсеналом датчиков.

А напоследок можно насладиться шуткой Андрея Бодрова — ночным Марсом.



В реальности таких панорам марсоход не делал, а ночью проводил немногочисленные наблюдения естественных спутников, Юпитера или крупных астероидов, а такую красоту ему увидеть не дано — к ночной съемке камеры не приспособлены. Да и такого живописного неба там не увидеть даже человеку. Атмосфера тонкая, но пыль ухудшает качество и яркость звезд не будет существенно отличаться от земной горной местности, а эта панорама неба получена с долгой выдержкой на Земле.

Источник: zelenyikot.livejournal.com