Земные аппараты на поверхности Марса продолжают служить науке даже после своего выхода из строя. Во время посадки каждый из них оставил следы на песке, как и подставил под удары погоды свой корпус и широко разнесённые солнечные панели. На всём этом оседает красная марсианская пыль, что даёт представление о ветрах на поверхности и их интенсивности. Для будущих покорителей Марса — это важная информация.

Источник изображения: NASA

Лететь на другую планету и скрипеть пылью в шестерёнках — гиблое дело. Необходимо представлять, насколько пыль может быть опасна для систем обеспечения микроклимата в колониях и для механизмов машин. Современные миссии на Марс позволили потревожить его поверхность и одновременно создали как бы чистый лист, по рисункам на котором можно однозначно следить за темпом «обращения» песка на Красной планете. Этим регулярно занимается орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter с помощью камеры высокого разрешения Imagine Science Experiment (HiRISE).

Спутник MRO следит за всей брошенной на Марсе техникой и местами её посадки. Последние ценные данные для понимания динамики распространения пыли на планете дало наблюдение за автоматической станцией InSight. Она прекратила работу в декабре 2022 года, когда её солнечные панели перестали вырабатывать необходимый объём мощности. По уровню выработки напряжения NASA могло следить за динамикой запыления солнечных панелей InSight пока она ещё работала, и с помощью наблюдений с орбиты в последующие годы. Также хорошим индикатором пыли служили отметины на песке в месте посадки станции, которые она оставила своими двигателями.

Пыль на Марсе служит главным фактором по изменению картины ландшафта. В частности, она оседает на стенках марсианских кратеров. На этой планете нет тектонической активности (нет тектонических плит), поэтому кратеры никуда не деваются и об их возрасте косвенно можно судить по объёму нанесённой туда пыли. Поскольку на Земле тектоника стирает кратеры с лица планеты, по «оспинам» на лике Марса мы можем судить о частоте и периодах падения на планету метеоритов и давать на основе этого оценки и прогнозы для Земли.

«Несмотря на то, что мы больше не имеем связи с InSight, он по-прежнему рассказывает нам о Марсе, — говорят учёные. — Отслеживая, сколько пыли собирается на поверхности и сколько уносится ветром и пылевыми вихрями, мы узнаем больше о ветре, круговороте пыли и других процессах, которые формируют планету».

Марсоход NASA Perseverance 10 декабря 2024 года взобрался на самую высокую точку на краю кратера Езеро. Восхождение заняло 3,5 месяца. Но зато оттуда открылся удивительный вид на кратер и его окрестности. Марсоход прилетел на дно кратера без малого четыре земных года назад и всё это время исследовал его — выбоину от огромного метеорита, упавшего там 3,9 млрд лет назад. Теперь ровер покинул место падения и будет изучать камни из недр Марса.

Источник изображения: NASA

За пределами кратера Езеро в его округе учёные намерены изучить обломки скал древнего Марса, которые выбил из его недр доисторический удар метеорита. Пятая научная кампания стартовала сразу после подъёма ровера на самый верх кратера. Перед её началом марсоход взобрался на самую верхнюю точку маршрута — Lookout Hill, откуда снял панораму с видом на дно кратера Езеро, где он провёл годы после посадки, и его склоны.

Подъём был непростым. На одном из его отрезков команде NASA пришлось впервые испытать движение задним ходом. Осыпающийся грунт и уклон до 20 % заставили понервничать «водителей» марсохода. И самым волнительным, возможно, было то, что ровер двигался сам по заранее запрограммированному маршруту без непосредственного вмешательства операторов. Если бы он оступился, помочь ему никто бы не смог.

Дальнейшее путешествие марсохода должно пройти легче. В течение следующих четырёх лет Perseverance должен посетить четыре объекта для изучения, взять несколько образцов и проехать в общей сложности до 6,4 км. Анимация показывает планируемый маршрут ровера.

«Эти породы представляют собой фрагменты ранней марсианской коры и являются одними из древнейших горных пород, найденных где-либо в Солнечной системе. Изучение их могло бы помочь нам понять, как Марс — и наша собственная планета — мог выглядеть в самом начале», — поясняют представители миссии.

Сейчас марсоход направляется к объекту «Холм ведьминого орешника» (Witch Hazel Hill). Это примерно 100 м слоистого обнажения, где каждый слой подобен странице в книге марсианской истории. Следующей точкой маршрута станет озеро Шарм, примерно в 3 км к югу. Это место достаточно отдалено от края кратера, и оно может быть не затронуто ударом метеорита. И это будет только начало нового приключения за краем кратера Езеро.

Сегодня в NASA сообщили, что расследование аварии с марсианским вертолётом Ingenuity завершено. 18 января 2024 года вертолёт поднялся для оценки своего положения на местности, что стало 72-м его полётом, и вскоре прервал связь. Спустя несколько дней стало ясно, что он повредил лопасти. Как это могло произойти стало понятно после тщательной реконструкции инцидента.

Источник изображений: NASA

Через несколько недель, возможно, к годовщине последнего полёта Ingenuity, NASA опубликует полный пакет технической документации по расследованию аварии. Расследование проведено совместно с одним из разработчиков вертолёта — компанией AeroVironment. У следователей не было возможности опросить свидетелей и побывать на месте аварии — оно отделено от Земли космическим пространством свыше чем на 160 млн км. Восстанавливать ход событий и последствия пришлось по скромным снимкам с чёрно-белой бортовой навигационной камеры вертолёта, руководствуясь логикой и инженерными навыками.

По-видимому, произошло следующее. В свой 72-й по счёту вылет вертолёт должен был подняться вертикально на высоту 12 м. Это было необходимо как для оценки авионики Ingenuity, так и для навигационной съёмки местности. Вертолёт поднялся на заданную высоту, завис и сделал серию фотографий. Он начал снижение через 19 секунд, а через 32 секунды вернулся на поверхность, и связь прервалась.

Через сутки команда NASA восстановила связь и смогла получить снимки и видео с вертолёта. На изображениях было видно, что лопасти несущего винта серьёзно повреждены.

Вертолёт и отломанная лопасть далеко в стороне (слева)

«Когда проводишь расследование воздушного происшествия на расстоянии 100 миллионов миль, у тебя нет ни чёрных ящиков, ни свидетелей, — сказал первый пилот Ingenuity Хавард Грип (Havard Grip) из JPL. — Несмотря на то, что с учётом имеющихся данных возможны различные сценарии, у нас есть один, который, по нашему мнению, наиболее вероятен: из-за отсутствия текстуры поверхности навигационная система получила слишком мало информации для работы».

Система визуальной навигации вертолёта была разработана для отслеживания видимых особенностей поверхности с помощью камеры, направленной вниз. В месте спуска марсохода с вертолётом в кратере Езеро как раз была такая хорошо текстурированная (галечная) ровная местность. Такой возможности слежения было более чем достаточно для выполнения запланированных пяти научных полётов Ingenuity, но к 72-му рейсу вертолёт оказался в районе кратера Езеро, где много крупных валунов и доминирует абсолютно невыразительная песчаная поверхность.

Во время 72-го полёта навигационная система вертолёта не смогла разобраться в текстурах и неправильно оценила вертикальную и горизонтальную скорость. Это привело к увеличению горизонтальной скорости в момент касания поверхности Марса при посадке. Получился удар о песок, который надломил кончики лопастей примерно на треть от концов. После этого возникли нарастающие вибрации ротора, и одна из лопастей надломилась у основания и отлетела на 15 м. Это привело к увеличению числа оборотов и скачку потребления питания, что вырубило связь с марсоходом и Землёй.

Всё происшедшее вызывает досаду, но многократно перекрывается достижениями миссии. Вместо пяти запланированных полётов вертолёт совершил 72, проведя в атмосфере Марса свыше двух часов. Более того, платформа и авионика Ingenuity показали, что даже в жёстких условиях Марса с его холодом и повышенной радиацией простые и лёгкие решения могут быть эффективными. Напомним, что в основе электроники вертолёта был процессор от обычного смартфона. Всё это позволяет проектировать будущие воздушные средства для Марса, учитывая громадный опыт, полученный при эксплуатации Ingenuity.

Кстати, такой проект уже разрабатывается. Это будет вертолёт с рабочим названием Mars Chopper. По замыслу, Chopper будет примерно в 20 раз тяжелее Ingenuity и сможет перевозить несколько килограммов научного оборудования, а также автономно исследовать отдалённые марсианские локации, преодолевая расстояния до 3 км в день (самый длинный полёт Ingenuity составил 704 м).

Вертолёт Ingenuity, хоть и остался на вечном приколе, продолжает собирать метеоданные из района базирования и передаёт их на марсоход. Информация о погоде на Марсе никогда не будет лишней.

Пару недель назад марсоход NASA Perseverance подобрался к геологическому обнажению пород под названием Пик Туркино (Turkino). Это гряда камней длиной 200 м. Чтобы достичь этого образования, марсоход около трёх месяцев поднимался по отлогой стене кратера Езеро, где он провёл всё время после посадки на Красную планету. Перспективные для изучения камни могут рассказать о древнем Марсе, что является основной целью миссии Perseverance.

Источник изображениq: NASA

В настоящий момент марсоход проводит пятую научную кампанию на Красной планете. Эта кампания считается самой сложной и ответственной. Шестиколёсному роверу пришлось взобраться на верхний край кратера по довольно трудному и скользкому маршруту. Местами он двигался под углом 20 градусов, что стало серьёзным испытанием для его шасси. В общей сложности марсоход поднялся на 305 м над уровнем дна кратера Езеро — одного из мест падения крупного метеорита на Марс миллиарды лет назад.

Выходы скал Пика Туркино могут содержать информацию о геологическом прошлом Марса до падения метеорита или свидетельствовать о его ударном воздействии. После завершения живописной фотосессии марсоход приступит к детальному изучению камней с помощью приборов Mastcam-Z и SuperCam. Возможно, будут взяты образцы пород, которые в будущем могут быть доставлены на Землю для исследований.

После завершения исследований в районе скал Пика Туркино марсоход продолжит своё путешествие к месту с романтичным названием «Холм ведьминого орешника» (Witch Hazel Hill). По пути он достигнет высшей точки маршрута, откуда сделает панорамный снимок с видом на кратер Езеро и его окрестности. Новые виды, новые открытки, новые открытия.

Учёные почти не сомневаются, что когда-то Марс был «тёплым и влажным». Вода начала покидать планету около 4 млрд лет назад, и в массе исчезла с её поверхности 3 млрд лет назад. В последние годы поисками следов воздействия воды на марсианские минералы занимаются марсоходы. Но иногда случай подбрасывает возможность найти кусочек Марса на Земле. Не часто, но метеориты прилетают к нам с Красной планеты, и на них можно поискать намёки на воду.

Метеорит «Лафайет». Источник изображения: NMNH

Один из марсианских метеоритов уже около ста лет находится в Университете Пердью в США. Его происхождение доподлинно неизвестно, но это и не так важно. Имеет значение то, что минерал можно всесторонне изучить с использованием новейших инструментов. Вскрытие показало, что внутри основной массы метеоритного минерала — иддингсита — обнаружен изотоп аргон-40. Это подходящее вещество для радиометрического датирования. Аргон-40 в реакторе под излучением распадается до изотопа аргон-39, а по количеству последнего можно определить изначальное количество калия в образце. Зная период полураспада калия, появляется возможность датировать образец.

Полученные данные позволили определить, что минералы в образце этого марсианского метеорита находились в контакте с водой 742 млн лет назад. Кстати, одного радиометрического датирования было недостаточно. Этот камень, получивший название метеорит «Лафайет» (Lafayette), был выбит с поверхности Марса колоссальным ударным воздействием и подвергся при этом температурному воздействию, что должно было повлиять на состав минералов. После этого он провёл около 11 млн лет в космосе, путешествуя по Солнечной системе и подвергаясь излучению в вакууме. Это также повлияло на его минеральный состав.

Наконец, «Лафайет» влетел в плотные слои атмосферы Земли и ударился о её поверхность, что тоже на нём сказалось. Все эти жёсткие воздействия необходимо было отсеять, чтобы они не внесли путаницу в показания. Специально созданная на этот случай модель проявила себя с лучшей стороны, и можно считать, что все негативные влияния на марсианский минерал были учтены в данной работе.

«Мы датировали эти минералы в марсианском метеорите "Лафайет" и обнаружили, что они образовались 742 миллиона лет назад. Мы не думаем, что в то время на поверхности Марса было много жидкой воды. Вместо этого мы полагаем, что вода появилась в результате таяния близлежащего подповерхностного льда, называемого вечной мерзлотой, и что таяние вечной мерзлоты было вызвано магматической активностью, которая всё ещё периодически происходит на Марсе по сей день», — резюмируют учёные.

Кроме новых данных о содержании воды на Марсе, данная работа примечательна тем, что она создаёт инструменты для аналогичного анализа других метеоритов и даже образцов, собранных с астероидов. Новая методика позволит расширить сбор данных о ранних процессах в Солнечной системе. Это наш космический дом, и неплохо представлять, на каком фундаменте он построен.

Китай намерен первым доставить образцы с Марса на Землю. США и Европа увязли в разработке миссии по возврату образцов, взяв на себя более сложную задачу, чем та, которую планируют решить китайцы. Это даёт шанс Китаю доставить образцы с Красной планеты в 2031 году — на два-три года раньше NASA и ESA. В частности, в Китае уже испытали прототип орбитального блока для захвата контейнера с марсианскими образцами.

Китайский марсоход «Чжужун». Источник изображения: CNSA

Группа китайских учёных опубликовала в последнем номере журнала *China Space Science and Technology* статью, в которой рассказала об испытании прототипа модуля захвата контейнера с образцами. Это небольшой блок массой 12 кг, который будет в составе орбитального модуля дежурить на орбите Марса, ожидая доставки в космос контейнера с образцами с поверхности планеты. Контейнер будет небольшим — размером с большую банку из-под кофе. Ожидается, что спускаемый модуль на поверхности Марса соберёт до 500 граммов образцов.

Размер контейнера и объём грунта, который в нём размещается, ограничены допустимой стартовой мощностью возвращаемой ракеты. Ракета не может быть слишком большой и мощной, так как ей предстоит преодолеть марсианское притяжение. В процессе сближения с орбитальным модулем контейнер каким-либо образом будет отправлен в его сторону, а задачей модуля захвата станет улавливание контейнера в любой ориентации в пространстве. Прототип, по словам разработчиков, успешно справился с захватом контейнера в разных ориентациях относительно модуля.

После захвата контейнер будет передан на возвращаемый аппарат, который доставит его на Землю. Начало миссии Китай планирует на 2028 год, а её продолжительность составит 3 года. К Марсу отправят две ракеты: одна доставит спускаемый модуль, возвратный модуль и оборудование для сбора образцов в месте посадки; другая — орбитальный модуль с блоком захвата и возвращаемым аппаратом. Дополнительно предусмотрена опция забора образцов вдали от места посадки с использованием вертолёта и небольшого ровера.

Миссия NASA и ESA по возврату образцов с Марса предполагает сбор пробирок на поверхности планеты или их доставку марсоходом *Perseverance* к месту отправки для загрузки в ракету. Для этой цели предусмотрен контейнер размером с баскетбольный мяч. Собранные марсоходом материалы будут значительно богаче китайских образцов, однако вопрос их успешной доставки на Землю остаётся под вопросом. Миссия отстаёт от графика и её стоимость существенно возросла. В NASA обратились за помощью к частным компаниям для спасения программы, но пока внятного ответа не получено.

Китайские учёные обнаружили новое подтверждение давней гипотезе о том, что миллиарды лет назад север Марса покрывал океан. Следы океана были найдены в данных, которые прислал марсоход «Чжужун» (Zhurong), и более того, учёные разглядели очертания его береговой линии.

Марсоход «Чжужун». Источник изображения: China News Service

«Чжужун» совершил посадку на марсианскую поверхность в 2021 году — для неё была выбрана равнина Утопия. Аппарат прошёл 2 км, изучая геологию окрестностей в поисках признаков воды или льда. Объединив материалы наблюдений с бортовых камер марсохода и георадара с данными дистанционного зондирования, полученными орбитальными аппаратами, профессор Гонконгского политехнического университета Бо Ву (Bo Wu) и его коллеги обнаружили несколько имеющих отношение к воде объектов в районе посадки марсохода. Это кратерообразные конические углубления, желоба, осадочные каналы и образования грязевых вулканов — все они, по мнению учёных, свидетельствуют о том, что здесь пролегала береговая линия.

Изучив состав поверхностных отложений в этом районе, исследователи заявили, что океан, вероятно, существовал 3,68 млрд лет назад. В это время на дне океана начали формироваться различные связанные с водой минералы, в том числе гидратированный кремнезём. «Вода была сильно заилена, [из-за чего] сформировалась слоистая структура отложений», — пояснил соавтор исследования Сергей Красильников (Sergey Krasilnikov). Океан замёрз на период от 10 тыс. до 100 тыс. лет, береговая линия начала размываться, а примерно 260 млн лет спустя он высох. Этот сценарий поставил под сомнение доцент Университета штата Пенсильвания Бенджамин Карденас (Benjamin Cardenas) — по его мнению, происходившая в течение миллиардов лет эрозия должна была уничтожить и хрупкие признаки береговой линии. Профессор Ву согласился, но предположил, что обнаруженные «Чжужуном» признаки береговой линии поднялись из-за последующих ударов астероидов.

Наличие воды означало бы, что когда-то на Марсе могли существовать благоприятные для появления микроорганизмов условия. Учёные пытаются понять, почему эта вода начала уходить в космос около 3 млрд лет назад. Возможно, причиной тому стали частые солнечные бури нашей молодой звезды, которые и уничтожили некогда плотную марсианскую атмосферу.

Технологии, разработанные для использования в космосе и на других планетах, вполне могут найти применение и на Земле. Стартап General Galactic, изначально планировавший предложить SpaceX реакторы для использования на Марсе, способные преобразовывать углекислый газ в метан, теперь собирается с их помощью выпускать замену природному газу, добываемому из месторождений на Земле.

Источник изображения: CheapStockImage_com/Pixabay

Стартап General Galactic, вышедший из скрытого режима в апреле этого года, был создан выходцем из SpaceX Халеном Мэттисоном (Halen Mattison) и Люком Нейзом (Luke Neise), который ранее работал в Vanderbilt Aerospace Design Laboratory и Varda Space Industries.

General Galactic создал пилотную систему, способную производить 2000 литров метана в день. Технический директор General Galactic Люк Нейз рассказал ресурсу TechCrunch, что производительность установки будет расти благодаря замене используемых готовых компонентов на детали собственной разработки.

В коммерческих масштабах реакторы компании будут собираться с применением методов массового производства, что отличается от способов строительства большинства нефтехимических и энергетических предприятий, где используются индивидуальные проекты.

При этом Мэттисон, возглавляющий General Galactic, отметил, что компания не стремится вытеснить природный газ из энергетики. Она будет предлагать метан компаниям, использующим его в качестве ингредиента или для обеспечения питания процессов, например, в химическом или пластмассовом производстве. Он также сообщил, что General Galactic работает над разработкой производства других углеводородов, которые могут использоваться, например, в качестве реактивного топлива.

Первые модули для производства метана будут собраны в 2025 году. Для этого стартап недавно привлёк $8 млн в рамках посевного раунда, совместно проведённого Harpoon Ventures и Refactor Capital при участии BoxGroup, Climate Capital, Impact First, Pathbreaker, Plug and Play и Seraphim. Эти модули можно будет подключать к существующей инфраструктуре, что позволит ускорить внедрение технологии по сравнению с развертыванием других видов топлива, таких как водород.

SpaceX работает над концептуальной версией спутникового интернет-сервиса Starlink для использования в условиях Марса, сообщил ресурс PCMag со ссылкой на презентацию NASA, прошедшую в четверг на заседании группы анализа программы исследования Марса (Mars Exploration Program Analysis Group, MEPAG).

Источник изображения: SpaceX

Группа MEPAG занимается поддержкой будущих миссий NASA на Красную планету. В одной из презентаций NASA сообщается, что космическое агентство использует коммерческие услуги аэрокосмических компаний для исследования Марса. Одним из примеров такого взаимодействия было названо возможное заключение контракта со SpaceX, чья спутниковая интернет-система Starlink сейчас используется более чем 4 млн человек, живущих в разных регионах Земли.

Согласно презентации, NASA обратилась с просьбой к аэрокосмическим компаниям представить предложения своих технологий, которые могли бы найти применение на Марсе. На одном из слайдов презентации NASA описывается концепция SpaceX по интернет-сервису Marslink, основанную на дизайне спутников Starlink.

Помимо Marslink были представлены ещё две другие концепции разработки «ретрансляционных служб следующего поколения», способных передавать данные со скоростью 4 Мбит/с или более на расстояние 1,5 астрономических единицы или текущее расстояние между Марсом и Солнцем. Это означает, что спутники, находящиеся на орбите Марса, должны передавать данные на Землю и другие космические аппараты на огромные расстояния, возможно, через лазерную систему связи Starlink.

Согласно презентации SpaceX, предполагается использовать «несколько космических аппаратов, размещенных на орбите Марса, для обеспечения полной видимости и взаимодействия для наземных и орбитальных активов». Концепция Marslink «превосходит» затребованные возможности и также может использоваться для визуализации и мониторинга планеты.

В презентации NASA указано, что «есть значительное количество заинтересованных компаний, даже помимо участников исследования». Группа MEPAG планирует продолжить обсуждение проектов с представителями отрасли в следующем году.

Напомним, что NASA недавно достигло «устойчивой скорости передачи данных по нисходящей линии связи 6,25 Мбит/с» с помощью лазерной системы на борту космического аппарата «Психея» (Psyche), который находился на удалении примерно в 490 млн км — или на таком же расстоянии между Марсом и Землей, когда две планеты находятся на максимальном удалении друг от друга.

Сотрудники NASA по-новому взглянули на возможность существования микробной жизни на Марсе. Моделирование показало, что фотосинтез на Марсе может работать до глубины трёх метров под толщей водяного льда на поверхности Красной планеты. Похожие экосистемы распространены в ледниках на Земле. Почему бы им не возникнуть на Марсе?

Источник изображения: NASA

Учёные давно обнаруживают признаки водяного льда на Марсе (там также обнаруживается лёд из замёрзшего углекислого газа). Орбитальные аппараты зафиксировали множество оврагов и складок местности на Марсе, края которых покрыты слоем льда. На этом возникло предположение, что на Марсе с древних времён остаются ледники, а их таяние и эрозия приводит к возникновению оврагов.

Водяной лёд в чистом виде на Марсе отсутствует. Обычно это смесь пыли и водяного льда. Пыль и другие вкрапления имеют свойство нагреваться под солнцем и плавить лёд, погружаясь с годами всё глубже и глубже. На Земле подобные образования называют криоконитовыми отверстиями. Их во множестве находят в ледниках, а если изучить их поближе, то оказывается, что там заводится микробная живность и даже водоросли, которые существуют в подлёдных кавернах как в теплицах.

Криоконитовые отверстия в земных ледниках

Специалисты NASA провели моделирование для определения возможности образования криоконитовых отверстий в пылеводяном льде на Марсе. Модель не только допустила появление подобных образований, но также оставила возможность для сохранения работы фотосинтеза на Марсе до глубины три метра в толще льда. В данном случае лёд должен играть роль радиационного щита для микробной жизни на глубине. Марс не защищён магнитным полем, и солнечная радиация буквально стерилизует его поверхность.

Проделанная работа не носит умозрительный характер. Тем самым учёные ищут наиболее перспективные места для обнаружения следов микробной жизни на Марсе в будущих миссиях. Авторы исследования утверждают, что водяной лед, который, скорее всего, образовал бы подземные бассейны, существовал бы в тропиках Марса, между 30 и 60 градусами широты, как в северном, так и в южном полушариях. Оттуда и начнут поиск.

Марсоход Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США Perseverance продолжает делать впечатляющие снимки и передавать их на Землю. В конце прошлого месяца ровер повернул камеру Mastcam-Z в сторону неба и смог запечатлеть солнечное затмение, когда Фобос, один из двух спутников Марса, частично закрыл собой светило. На серии снимков, созданных 30 сентября, можно отчётливо рассмотреть очертания неидеального спутника Марса.

Источник изображений: NASA/JPL-Caltech/ASU

Габариты Фобоса примерно 27 × 22 × 18 км и своей необычной формой он напоминает картофель. Спутник вращается на исключительно близком расстоянии от планеты — всего 6 тыс. км. Для сравнения, спутник нашей планеты Луна находится от Земли на расстоянии в 384 тыс. км. Фобос вращается с большой скоростью, успевая сделать три оборота вокруг Марса за день.

Хоть Фобос и выглядит как астероид, вероятнее всего, он им не является. Фактически происхождение спутника является главной его тайной. Некоторые учёные не считают Фобос астероидом, который находится под воздействием гравитационного притяжения Марса, по одной главной причине — его орбита вокруг планеты почти идеальна. Если бы Фобос действительно был астероидом, который пролетал мимо и попал под воздействие гравитационного притяжения, то, вероятнее всего, он бы имел неправильную орбиту.

Современные теории происхождения Фобоса и Деймоса, второго спутника Марса, вращаются вокруг предположений, что они были образованы из материала, оставшегося после формирования самой планеты. Другие учёные не исключают, что марсианские спутники были образованы в результате столкновения планеты с другим космическим объектом.

Что касается свежих фото, созданных Perseverance, то это не первый случай, когда ему удалось запечатлеть солнечное затмение. Впервые ровер снял солнечное затмение с поверхности Марса в апреле 2022 года, а в феврале 2024 года сделал это снова. Любопытно, что Perseverance даже не был первым марсоходом, который смог снять затмение. Роверы-близнецы Spirit и Opportunity наблюдали за пролётами Фобоса на фоне Солнца ещё в 2004 году, а марсоход Curiosity в 2019 году даже записал затмение на видео.

Представления учёных о жизни на Марсе кардинально поменялись за неполные 100 лет его изучения. Красная планета сначала считалась просто суровой для жизни, как Сахара в летний полдень, а потом стало понятно, что известной нам биологической жизни на ней не могло быть, как минимум, несколько последних миллиардов лет. До этого на Марсе могла быть жизнь, а как она умирала, рассказали новые находки Curiosity.

Как мог выглядеть «водный» Марс в древности. Источник изображения: NASA

Многолетние наблюдения за Марсом и дистанционное изучение его геологии и почв заставляют думать, что примерно 4 млрд лет назад эта планета обладала обширным мелким океаном, озёрами, реками и ручьями. Но потом климат резко и бесповоротно изменился. Что при этом происходило на планете, и каким стал её климат — показали свежие находки марсохода NASA Curiosity в районе ударного кратера Гейл шириной 154 км (Gale crater). Этот кратер образовался в результате падения метеорита 3,5–3,8 млрд лет назад.

Изучение образцов породы со дна кратера бортовыми приборами марсохода (Sample Analysis at Mars и Tunable Laser Spectrometer) показывают, что в кратере была вода и, следовательно, там возникали минералы, характерные для влажной среды, например, глины, сульфаты и карбонаты. С точки зрения оценки климатических изменений наиболее ценными считаются карбонаты, образующиеся из углерода и кислорода. Лёгкие изотопы атомов быстро улетучиваются в атмосферу, а тяжёлые остаются. По соотношению одних и других можно судить о климате, включая температуру, кислотность воды, а также состав воды и атмосферы.

«Показания изотопов этих карбонатов указывают на экстремальные объёмы испарения, предполагая, что эти карбонаты, вероятно, образовались в климате, который мог поддерживать жидкую воду только на время, — сказал Дэвид Бертт из NASA (David Burtt). — Наши образцы не предполагают [существования] древней среды с жизнью (биосферы) на поверхности Марса, хотя это не исключает возможности существования подземной или поверхностной биосферы, которая началась и закончилась до образования этих карбонатов».

Состояния карбонатов указывают на то, что пригодный для жизни Марс умирал в двух процессах одновременно или по отдельности. Во-первых, на планете начали происходить периодические интенсивные «вспышки» испарения влаги. Во-вторых, вода стала замерзать, и вместе с испарениями это привело к запредельному повышению её засоления. В такой среде ничто известное живое нам не могло выжить, даже бактерии. Остаётся надежда на поиски жизни (хотя бы микробной) под поверхностью Марса на глубине, но вряд ли земная наука будет способна на такое в ближайшие 10–15 лет.

Сегодня марсианская техника использует литиевые батареи. Это отличные источники энергии, но на них пагубно влияют экстремальные температуры, которые часто встречаются на открытой поверхности Красной планеты. Китайские учёные изучили альтернативные накопители энергии и создали уникальную батарею, которая не только выдерживает скачки температуры, но также сможет черпать химические элементы для реакций окисления и восстановления прямо из атмосферы Марса.

Источник изображения: Science Bulletin, 2024

Новый аккумулятор призван дополнить энергетическую систему марсоходов и другой техники для работы на поверхности планеты. Как и современные аккумуляторы у марсоходов, он сможет заряжаться от солнечных батарей и атомных источников питания. Часть химических веществ — углекислый газ, кислород и монооксид углерода — батарея будет извлекать из атмосферы Марса. Это позволит сделать её изначально легче, что имеет большое значение с точки зрения логистики грузов с Земли на Марс.

В статье, опубликованной в рецензируемом журнале Science Bulletin, исследователи из Университета науки и технологий Китая утверждают, что новый аккумулятор сможет работать более 1350 часов — почти два марсианских месяца — при температуре около 0 °C.

«Мы разработали батарею для космических исследований, питающуюся непосредственно от атмосферы Марса, и оценили её электрохимические характеристики в широком диапазоне температур, чтобы она соответствовала серьезным колебаниям температуры на Марсе, — сказано в статье. — Батарея вырабатывает электрическую энергию на месте, используя местные ресурсы, посредством электрохимических или химических реакций. Это означает, что нет необходимости перевозить топливо на Марс, что значительно снижает вес батареи».

Гипотетические первичные чёрные дыры ещё ни разу не обнаружили себя, и учёные думают, как это сделать. Естественным индикатором подобных объектов в Солнечной системе мог бы выступить Марс, считают учёные из Массачусетского технологического института (MIT). Пролёт первичной чёрной дыры через нашу систему вызвал бы отклонение орбиты Марса на 1 метр, что сегодня легко различимо. Впрочем, для такого открытия нужно ещё немного удачи и терпения.

Художественное представление первичной чёрной дыры на орбите Марса. Источник изображения: Benjamin Lehmann, MIT

Расчёты показывают, что если первичные чёрные дыры существуют и хоть как-то соответствуют представлениям учёных, то через Солнечную систему они пролетают примерно раз в десять лет. В таком случае придётся запастись терпением и подготовиться, если поставить цель стать свидетелем этого явления.

Согласно наиболее распространённым современным представлениям, первичные чёрные дыры могли образоваться в первые доли секунды после Большого взрыва из коллапсирующих облаков газа и затем рассеялись по Вселенной. Каждая первичная чёрная дыра — это фактически сосредоточенная в одной точке пространства масса, сравнимая с массой астероида. Астероиды в Солнечной системе также оказывают влияние на орбиты планет, включая Марс, но ввиду относительно небольших размеров и массы это влияние проявляется крайне слабо и за очень большой промежуток времени.

Первичные чёрные дыры в этом отношении обладают одним решительным преимуществом. Они пролетают через Солнечную систему со скоростью порядка 200 км/с, что оказывает достаточно сильное, единовременное влияние на орбиты планет, которые они пересекают. Согласно анализу, для отклонения орбиты Марса на один метр первичная чёрная дыра должна пролететь мимо него на расстоянии 450 млн км. Другие планеты, включая Землю и Луну, менее пригодны для детектирования первичных чёрных дыр подобным образом. Дело не в самом Марсе, а в том, что это сегодня наиболее наблюдаемая планета в Солнечной системе. По его поверхности передвигаются марсоходы, а по орбите летают станции, с которыми постоянно поддерживается разносторонняя связь. Это позволяет вести прямые измерения орбитального движения Красной планеты с точностью до 10 см.

Забавно, что идея использовать Марс как детектор первичных чёрных дыр родилась из вопроса учёному MIT о том, что произойдёт с человеком, если в метре от него пронесётся первичная чёрная дыра. Учёный рассчитал, что человека при этом швырнёт на шесть метров за одну секунду. Чья-то любознательность трансформировалась в серьёзную работу, которая (вдруг повезёт!) может привести к открытию первичных чёрных дыр и даже раскрыть тайну тёмной материи, которая вполне может оказаться теми самыми первичными чёрными дырами, а не загадочным веществом.

Сегодня накоплено множество наблюдательных данных об астероидах в Солнечной системе, и объём этой информации постоянно растёт. Эти данные помогут оценить влияние этих небесных тел на орбиты планет и подготовить почву для эксперимента по детектированию первичной чёрной дыры.

Марсоход Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США Perseverance в скором времени сможет изучить редкие обломки породы, которые появились в результате падения астероида и всё ещё находятся на поверхности. Ровер упорно продолжает двигаться к западному краю кратера Езеро под названием Замок Докс (Dox Castle), где, как предполагают учёные, находятся обломки породы, появившиеся после падения астероида.

Изображение кромки кратера, полученное 19 марта. Замок Докс виднеется на дальнем плане / Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU

Напомним, Езеро является ударным кратером, который образовался после падения астероида. В более поздние времена в этом месте было озеро, от которого сейчас осталось лишь высохшее дно. Perseverance с 2021 года изучает кратер с целью обнаружения признаков того, что в древние времена на Марсе присутствовали живые организмы. Замок Докс расположен между областью под названием Margin Unit, которая находится на внутренней стороне обода кратера, и самим ободом. Это даёт учёным возможность изучить образцы древних пород, которые пострадали от удара астероида и были разбросаны в этом районе.

«Замок Докс станет нашим первым шансом заняться изучением обода. С помощью ровера Perseverance мы можем изучить одни из самых древних пород, обнаруженных на планете», — рассказала Маргарет Диан (Margaret Deahn), представляющая Университет Пердью в Индиане и участвующая в составлении траектории движения ровера к краю обода кратера.

Вид на кратер Езеро со склона во время пылевой бури в августе / Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU

Perseverance начал своё восхождение по склону Езеро в середине августа. Ровер справился с выполнением основных задач в рамках своей миссии, и теперь учёные пытаются задействовать его для исследования другого и значительно более древнего региона, чем тот, в котором находился ровер до сих пор. Марсоход также должен собрать 13 образцов грунта в этой области, которые, как надеются учёные, когда-нибудь будут доставлены на Землю для детального исследования.

Собранные ранее образцы марсоход оставил на дне кратера Езеро, где они и будут лежать, ожидая прибытия аппарата, который сможет забрать их и доставить на нашу планету. Разработку такого аппарата ведёт NASA совместно с Европейским космическим агентством (ESA), но пока сроки реализации миссии по доставке образцов с Марса не были определены.