6 августа 2012 года марсоход Curiosity успешно приземлился в кратере Гейла на Марсе. За эти годы он проехал почти 30 км, изучил 41 горную породу, прислал на Землю тысячи фотографий и сделал множество научных открытий. «Хайтек» рассказывает про ключевые из них.
10 лет назад в начале августа реактивный посадочный модуль «Марсианской исследовательской лаборатории» приземлился на поверхность планеты. И оснащенный научными приборами робот размером с автомобиль начал свое путешествие по Марсу. Он должен был найти доказательства того, что миллиарды лет назад на Красной планете были условия, необходимые для поддержания микроскопической жизни.
Изначально предполагалось, что марсоход прослужит всего один марсианский год (686 земных суток). Но, как сообщают в НАСА, несмотря на признаки износа, ровер вот-вот начнет новую захватывающую главу своей миссии и поднимется на марсианскую гору.
Доказательство существования воды
Сразу после приземления марсоход Curiosity обнаружил гладкие округлые камешки, которые, как полагают ученые, когда-то катились вниз по течению на расстояние несколько километров. Анализ показал, что подобные структуры могли сформироваться в реке, глубина которой составляла от нескольких десятков сантиметров до метра.
Позже, когда исследовательский модуль, добрался до горы Шарп, ученые обнаружили, что несколько сотен метров поверхности скалы — это окаменевший ил, сформировавшийся на дне небольших озер. Исследователи полагают, что реки и озера наполняли кратер Гейла как минимум десятки миллионов лет.
Дальнейшие открытия только подтверждали первые находки. Судя по всему, вода существовала на Марсе в течение долгого времени, достаточного для формирования жизни. Например, в недавнем исследовании ученые нашли в коренных породах из кратера Гейла химические следы длительного воздействия грунтовых вод.
На Марсе была жизнь?
Это пока неизвестно. На Красной планете не нашли следов динозавров или другой крупной жизни, по всей видимости, если жизнь когда-то и существовала на Марсе, то она не успела развиться дальше простых микроорганизмов.
Точно известно, что условия на раннем Марсе были благоприятными для возникновения живых организмов. Curiosity обнаружил в образце порошка, извлеченном из аргиллита «Овечье ложе» в заливе Йеллоунайф, серу, азот, кислород, фосфор и углерод — ключевые ингредиенты, необходимые для жизни. В образце также были найдены глинистые минералы и небольшое количество соли, что говорит о том, что когда-то здесь текла свежая, возможно, питьевая вода.
Несмотря на подтверждение благоприятных условий и многочисленные пробы, жизнь на Марсе пока не найдена. Ученые из НАСА в этом году предположили, что все дело в том, что миссии ищут не в тех местах. Новое исследование показало, что под действием солнечной радиации аминокислоты в верхних слоях реголита на Красной планете распадаются. Это значит, что следы органической жизни нужно искать на глубине более 2 м.
Первое обнаружение органического углерода
В конце 2014 года ученые НАСА подтвердили обнаружение на поверхности Марса органического углерода. Он входит в состав сложных молекул, которые являются строительными блоками для живых клеток. Органику нашли сразу в нескольких образцах, добытых марсоходом на горе Шарп и на окружающих ее равнинах.
Это открытие также не подтверждает наличие или существование в прошлом жизни на Марсе. Но оно говорит о том, что когда-то там были все исходные «ингредиенты» для жизни. Кроме того, находка показала, что условия на Марсе позволяют сохранять органику.
Сначала марсоход зафиксировал десятикратный всплеск метана, органического вещества, в атмосфере вокруг образца породы. Химический анализ порошка, полученного из этого материала, подтвердил наличие и других углеродосодержащих веществ. К сожалению, ограниченные возможности ровера не позволяют точно идентифицировать, какие молекулы были найдены.
Ученые смогут лучше исследовать химический состав после того, как образцы марсианского грунта будут доставлены на Землю.
Активный метан в атмосфере
Перестраиваемый лазерный спектрометр, которым оснащен Curiosity, в 2013 году впервые обнаружил меняющийся в зависимости от сезона фоновый уровень атмосферного метана. Датчики прибора показали, что за несколько месяцев с конца 2013 до начала 2014 года он увеличился в 10 раз.
Открытие на Марсе метана стало важной вехой в исследовании планеты, потому что он может производиться, например, живыми организмами или в результате химических реакций между горной породой и водой. Пока неизвестно, что именно приводит к формированию метана на Красной планете и почему его количество постоянно меняется.
Например, в 2013 году датчики Curiosity показали, что средняя концентрация этого газа в атмосфере составляла около девяти миллиардных долей, а в 2019 — их было уже в три раза больше.
Еще одно удивительное открытие связано с тем, что метан в атмосфере, по всей видимости, появляется ночью, но исчезает днем. Такое предположение исследователи сделали, сравнив данные приборов марсохода и космического спутника Trace Gas Orbiter, разработанного Европейским космическим агентством.
Ученые полагают, что ночью на Марсе нет ветра, поэтому Curiosity, который исследует атмосферу планеты в «свободное от основной работы» время, обнаруживает следы газа, выделяемого из почвы. Днем марсианская атмосфера турбулентна, и метан рассеивается до такой степени, что становится неуловим даже для самых тонких приборов. Поэтому орбитальный аппарат, которому для работы нужен солнечный свет, не находит следов газа.
Радиация опасная для человека
Уже в процессе перелета на Марс, исследовательский модуль сделал свое первое открытие. Радиационные датчики прибора обнаружили два вида радиации, которые представляют потенциальную опасность для здоровья астронавтов в глубоком космосе.
Одним из них являются галактические космические лучи. Это поток частиц, выброшенных взрывами сверхновых и другими высокоэнергетическими событиями за пределами Солнечной системы. Другим — частицы солнечной энергии, связанные с вспышками и выбросами корональной массы Солнца.
Анализ данных, полученных марсоходом, поможет спроектировать пилотируемую миссию на Марс таким образом, чтобы избежать опасных последствий для ее участников.
Климатическая катастрофа, которая изменила атмосферу
Исследование, проведенное Curiosity, впервые показало, что в прошлом на Марсе была более плотная атмосфера. Об этом говорит изотопный состав основных элементов марсианского «воздуха» — водорода, углерода и аргона.
Например, Curiosity обнаружил, что марсианская атмосфера содержит примерно в четыре раза больше легкого стабильного изотопа (аргон-36) по сравнению с более тяжелым (аргон-38). Значит, Марс активно теряет свою атмосферу и большинство более легких изотопов были утрачены в верхних слоях газовой оболочки планеты.
Благодаря этой находке, исследователи разработали и запустили на орбиту Марса новую миссию, MAVEN, которая должна ответить на вопросы, что произошло и не ждет ли нашу Землю подобный исход.
За 10 лет марсоход Curiosity многократно выполнил свою основную задачу — он показал, что прежде на Марсе были все необходимые условия для существования жизни. Кроме того, он собрал достаточно данных, чтобы подготовить новые миссии, которые более прицельно изучат различные особенности Красной планеты.
Но не стоит ставить крест и на самом марсоходе. В апреле 2022 года НАСА приняло решение продлить работу марсохода еще на три года. За это время он должен подняться на гору и исследовать сульфатсодержащие слои, которые дают уникальное представление об истории воды на Марсе.
На обложке: художественное изображение Curiosity. Источник: NASA, JPL-Caltech
Читать далее:
«Это научная фантастика»: ученые создают принципиально новый тип квантовых компьютеров
Длительность земного дня увеличивается. Ученые не знают почему
Что такое супергены и как они делают животных такими странными