Насладиться видами Марса теперь легче, чем когда-либо раньше. В США создали общедоступную карту Красной планеты на основе огромного количества снимков, сделанных известным орбитальным модулем NASA — Mars Reconnaissance Orbiter.

Источник изображения: NASA/USGS

Новая карта скомпилирована с помощью суперкомпьютеров и облачных технологий и обеспечивает 3D-виды поверхности планеты в высоком разрешении. Карта создана при участии Научного центра астрогеологии Геологической службы США (USGS) и состоит из более чем 4800 цифровых моделей ландшафта (DTM) и более 155 тыс. снимков марсианской поверхности. Как заявляют в центре, теперь воспользоваться этими данными может любой владелец смартфона на Земле — это касается и обладателей компьютеров и других устройств и теперь, как считают учёные, буквально любой сможет внести потенциальный вклад в исследования.

Данные собраны камерой Context Camera орбитального модуля Mars Reconnaissance Orbiter, способной делать снимки с разрешением до 6 м на пиксель, покрывая единовременно территорию шириной 30 км и длиной 160 км. Наложение пар снимков одной и той же местности и обработка их с помощью суперкомпьютера позволило команде учёных создавать цифровые объёмные модели (DTM) с последующим формированием детального 3D-ландшафта — примерно так же мозг обрабатывает информацию с обоих глаз человека, создавая трёхмерное изображение окружения.

Впрочем, процесс оказался довольно ресурсоёмким и потребовал больших вычислительных мощностей суперкомпьютера Denali, расположенного в Южной Дакоте. Сообщается, что у стандартного компьютера на работу ушло бы от 2 до 35 лет. Впрочем, 4800 скомпилированных DTM — пока лишь верхушка айсберга, команда работает над тысячами других пар изображений для создания более детального пейзажа. Кроме того, пары снимков, сделанные другой камерой модуля HiRISE — имеют невероятное разрешение до 25 см на пиксель, но с её помощью сняты лишь небольшие фрагменты поверхности. Для того, чтобы сделать данные общедоступными, учёным пришлось обработать каталог из 155 тыс. изображений, эквивалентных 114 Тбайт данных с помощью облачных технологий NASA.

Тестирование показало, что полученные изображения вышли «надёжными и полезными» — теперь в облаке можно проводить настоящий анализ, данные можно изучать без необходимости загрузки каждого изображения полностью, буквально на имеющемся под рукой смартфоне.

Данные хранятся в облаке Amazon в базе Open Data Registry и бесплатны для использования. Чтобы сделать процесс поиска и загрузки проще для широкого круга пользователей, представлен и специальный поисковый инструмент, воспользоваться которым можно немедленно, хотя для большего удобства стоит всё же применять ПК.

Вопрос получения кислорода на другой планете до сих пор очень актуален. Новое исследование, проведённое Уорикским университетом, сравнивает традиционные генераторы кислорода с МКС и устройства на основе фотоэлектрохимических (PEC) элементов. PEC-системы могут создавать кислород из воды с помощью солнечного излучения без дополнительного питания и потенциально могут оказаться более надёжными на других планетах.

Источник изображений: NASA

Согласно исследованию, которое было опубликовано в журнале Nature на этой неделе, сборный генератор кислорода, который можно найти на МКС, достаточно хорош для выработки кислорода для станции, однако эти системы громоздки и склонны к поломкам. Для получения кислорода сборные генераторы используют процесс электролиза воды. Это довольно энергозатратный процесс, который потребляет 1,5 кВт энергии на МКС, что является значительной частью от 4,7 кВт, потребляемых всей системой управления жизнеобеспечением. Генератору необходима энергия, чтобы пропускать электрический ток через воду. Большим преимуществом фотоэлектрохимических систем является отсутствие необходимости в дополнительном питании.

Для получения кислорода в PEC-системах используются полупроводниковые материалы, позволяющие расщепить воду на водород и газообразный кислород с помощью солнечной энергии. Это сделало PEC горячей темой среди исследователей устойчивой энергетики, так как данная технология может оказаться полезной и на Земле. Тем не менее, нет причин, по которым аналогичное оборудование не могло бы обеспечивать кислородом астронавтов.

В новом исследовании изучалось, насколько жизнеспособны эти системы при их работе на Марсе и Луне. В результате учёные сошлись во мнении, что система сможет обеспечить кислородом человека, который будет работать в условиях микрогравитации. Однако они отметили, что нынешняя технология PEC должна стать более эффективной и компактной, прежде чем ею можно будет снабдить космический корабль. И вполне возможно, что её не придётся собирать на Земле.

Поскольку каждый грамм, запущенный с Земли, стоит денег, аэрокосмические компании все больше интересуются использованием ресурсов на месте. Это означает, что миссия разрабатывается таким образом, чтобы использовать материалы в месте назначения, а не доставлять всё с Земли. Например, NASA изучает возможность применения марсианского грунта в качестве строительного материала, а многочисленные проекты исследуют возможности добычи водяного льда на Луне. В исследовании говорится, что «в конструкции устройства можно использовать различные полупроводники и материалы для электрокатализаторов, которые доступны на Луне и Марсе».

Как и ожидалось, Европейское космическое агентство (ЕКА) провело прямую трансляцию изображения с орбитального аппарата «Марс-экспресс» (Mars Express). Полученные в ходе трансляции снимки, которые появились на YouTube-канале и в Twitter-аккаунте аэрокосмического ведомства, позволяют взглянуть на Марс по-новому. Сам же проект был приурочен к 20-летию запуска станции.

Источник изображений: ЕКА

«Обычно мы видим изображения Марса и знаем, что они были сделаны несколько дней назад. Я рад увидеть Марс таким, какой он сейчас — настолько близко к марсианскому «сейчас», насколько это возможно» — завил менеджер по эксплуатации космических аппаратов в центре управления полётами в немецком Дармштадте Джеймс Годфри (James Godfrey).

Безусловно, различные космические аппараты и раньше присылали на Землю большое количество снимков Красной планеты. Однако никогда этот процесс не происходил в режиме реального времени. Часто наблюдения за марсианской поверхностью происходят в периоды времени, когда космический аппарат не может сразу передать данные на Землю, поэтому он какое-то время хранит их. В рамках нынешней трансляции ЕКА изображение от аппарата «Марс-экспресс» передавалось на Землю примерно за 17 минут. Ещё одна минута уходила на передачу данных по проводам и серверам на нашей планете.

На фоне полученных изображений не видно звёзд, поскольку Марс достаточно яркий, отметил один из авторов проекта Колин Уилсон (Colin Wilson). «Если вы находитесь очень близко к нему, он становится ещё ярче», — рассказал Уилсон. Он добавил, что из-за этого затемняются окружающие звёзды, особенно с учётом того, под каким углом космический аппарат вёл съёмку. При этом, если бы человек находился на борту станции «Марс-экспресс», то он мог бы увидеть большую часть космоса.

В заявлении ЕКА, которое было опубликовано до начала трансляции, говорилось, что учёные рассчитывают получать новые изображения Марса каждые 50 секунд. Однако во время трансляции на какое-то время передача данных прервалась из-за ухудшения погодных условий в районе размещения одной из наземных станций, расположенной вблизи испанского Мадрида.

Вероятно, во время трансляции некоторые зрители обратили внимание на то, что на публикуемых снимках Марс оказался не таким красным, как ожидалось. Один из участников проекта Хорхе Эрнандес Берналь (Jorge Hernandez Bernal) пояснил, что на представленных снимках Марс выглядит так, как если бы его снимали с помощью iPhone, а не так, как его можно увидеть невооружённым глазом. «Цвет — очень сложная тема, связанная с тем, как работают наши глаза», — сказал Берналь, добавив, что сделанные космическим аппаратом изображения также подвергаются некоторой обработке, чтобы удалить «шум» и другие дефекты, из-за чего цвет планеты может изменяться.

Сегодня, 2 июня, в 16:00 по Гринвичу (19:00 мск) Европейское космическое агентство (ЕКА) проведёт прямую трансляцию изображения с орбитального аппарата «Марс-экспресс» (Mars Express). Мероприятие, посвящённое 20-летию запуска станции, продлится час.

Изображение Марса, собранное из отдельных снимков аппарата «Марс-экспресс». Источник изображений: esa.int

Трансляция покажет изображение, самое близкое к картинке в режиме реального времени — задержка составит 18 минут: 17 минут потребуется, чтобы передать сигнал на Землю, и ещё 1 минута уйдёт на его трансляцию через земные серверы и кабели.

«Марс-экспресс» с посадочным модулем «Бигль-2» (Beagle 2) стартовал с «Байконура» 2 июня 2003 года. На марсианскую орбиту они прибыли в декабре того же года. «Бигль-2» произвёл посадку на Марс, но связаться с ним не удалось предположительно из-за сбоя в работе солнечных панелей и антенны связи. А «Марс-экспресс» успешно начал работу в штатном режиме и приступил к изучению планеты при помощи семи своих научных инструментов.

Камера VMC

За два десятилетия он добился многого. К примеру, ему удалось обнаружить в марсианской атмосфере метан, составить карту состава ледяных шапок вблизи полюсов и предположительно открыть подземное озеро около Южного полюса Марса. В прямой эфир пойдёт картинка с камеры VMC (Visual Monitoring Camera), первоначально разработанной для контроля отстыковки «Бигля-2». После неудачи с посадочным модулем VMC отключили, но впоследствии снова включили для съёмки в научных и образовательных целях. Специалисты ЕКА усовершенствовали алгоритмы обработки изображений с камеры, превратив её в полноценный восьмой инструмент. На подготовку сегодняшней трансляции у ЕКА ушли несколько месяцев, в том числе были разработаны инструменты оперативной публикации снимков VMC в Сети.

И есть вероятность, что вообще ничего не получится. «Это старая камера, изначально предназначенная для инженерных целей [для работы] на расстоянии 3 млн км от Земли — такого ещё не пробовали, и, честно говоря, мы не уверены на 100 %, что она заработает. <..> Но настроен я довольно оптимистично. Обычно мы видим изображения с Марса и знаем, что их сделали за несколько дней до этого. Я рад увидеть Марс таким, какой он сейчас — настолько близко к марсианскому „сейчас”, насколько это возможно!» — прокомментировал проект Джеймс Годфри (James Godfrey) менеджер по эксплуатации космических аппаратов в центре управления полётами ЕКА в немецком Дармштадте.

В NASA сообщили о периоде в 6 марсианских дней (6 дней 6 часов по земному времени), в течение которых специалистам не удавалось выйти на связь с марсианским вертолётом Ingenuity, сопровождающим марсоход Perseverance.

Источник изображения: NASA

Изначально специалисты NASA не слишком беспокоились — Perseverance попал в «коммуникационную тень», мешавшую связи. По словам главного инженера проекта Ingenuity Тревиса Брауна (Travis Brown), ещё с 685 марсианского дня от начала миссии вертолёт переключался в режим «ночного выживания» и обратно, что затрудняло ежедневный контакт, поэтому отсутствие связи в течение одного-двух дней никого не обеспокоило. Но на 755-е марсианские сутки связь была полностью утрачена.

Даже после того, как Perseverance переместился вместе с Ingenuity в другое место, связь с вертолётом так и не восстановилась. По словам Брауна, после этого «ситуация начала вызывать беспокойство», поскольку за всё время ранее не наблюдалось тотального отсутствия радиосвязи, и даже в наихудших условиях имелись какие-то признаки активности. Наконец, на 761-е сутки вертолёт отправил сигнал подтверждения приёма, повторив его и на следующий день, но больше он никак не реагировал на попытки установить связь. Помимо прочих причин, антенна «базовой станции» Perseverance оказалась смонтированной слишком низко, что тоже мешало контактам.

Источник изображения: NASA

По мере передвижения Perseverance возникли новые проблемы — важно, чтобы вертолёт двигался впереди Perseverance, по техническим причинам вертолёт не должен летать ближе 45 м от ровера.

Сейчас движение марсохода осуществляется по узким каналам дельты древней высохшей реки в кратере Езеро. Поскольку вертолёт перестал двигаться вперёд, а марсоход продолжил движение, важно было заставить двигаться и коптер. К счастью, команде удалось загрузить полётный план и вертолёт всё-таки выполнил его, поднявшись на рекордную высоту 18 м и проделав путь более 300 м. Успеха удалось добиться на 763-е марсианские сутки с начала миссии.

Тем не менее, худшее ещё впереди. Судя по данным учёных, покрывающая солнечную панель пыль приведёт к тому, что Ingenuity, несмотря на неизбежное возвращение марсианского лета, некоторое время будет оставаться в «переходном» режиме энергоснабжения, и достучаться до него с каждым разом будет всё сложнее.

Поверхность, Марса, в отличие от земной, мало меняется год от года — именно поэтому отправленный NASA на Красную планету марсоход Perseverance изучает кратер и дельту высохшей реки, сформировавшиеся миллиарды лет назад. Здесь, внутри кратера Езеро, имеется и меньший кратер — Белва, который и сфотографировал недавно американский ровер.

Источник изображения: NASA

Марсоход работает на планете более двух лет в кратере Езеро — NASA интересовалось регионом, поскольку в далёком прошлом кратер был ложем озера, а река, питавшая его, имела отчётливо выраженную дельту. Сейчас Perseverance движется рядом с кратером Белва, расположенным внутри Езеро.

Ровер находится рядом с краем кратера, и в конце апреля он сделал 152 снимка Белва. Со своего местоположения Perseverance может «видеть» кратер, сформировавшийся после столкновения с планетой небольшого небесного тела. Так, если диаметр Езеро составляет около 45 км, Белва имеет диаметр всего 0,9 км. Конечно, учёным интереснее не его размеры, а структура, поскольку в результате древнего столкновения обнажились геологические слои.

В NASA сравнивают кратер Белва с участками на Земле, где грунт вынимается для прокладки дорог. В таких местах отчётливо видны различные геологические слои, которые при других обстоятельствах остались бы невидимыми. В NASA считают, что древнее столкновение позволит подробнее изучить геологическую историю Красной планеты.

Источник изображения: NASA

На основании «мозаики», сформированной многочисленными фото, команда учёных Perseverance обнаружила несколько участков скальных обнажений с осадочными слоями. Подобные структуры могут быть остатками песчаных наносов, сформированных рекой миллиарды лет назад и ставших доступными для наблюдений благодаря падению в прошлом небесного тела. На переднем плане видны довольно крупные булыжники, которые, возможно, изначально были основой речного ложа или их принесла довольно бурная река.

Perseverance собирает всевозможные данные о геологии Езеро, но основной акцент в исследованиях, конечно, делается на астробиологии. NASA оснастила ровер инструментарием для поиска следов жизни, и если ровер не сможет найти их на месте, возможно, их обнаружат на земле, когда собранные образцы доставят на Землю в рамках программы Mars Sample Return.

По последним данным, на Марсе текли по-настоящему бурные реки. Хотя на Красной планете имеется множество следов пребывания воды в жидком виде, в основном они связаны с океанами, озёрами и относительно небольшими ручьями, например — древние русла были обнаружены марсоходом Curiosity в кратере Гейла. Тем не менее, теперь марсоход Perseverance обнаружил в кратере Езеро следы давно высохшей реки, структурно отличающиеся от прежних находок.

Источник изображения: NASA

В ложе высохшей реки обнаружены булыжники и другие довольно крупные структуры, которые невозможно было бы переместить тонкими струйками жидкости. По словам представителя NASA, это свидетельствует о том, что «высокоэнергетическая» река несла множество мусора — чем сильнее течение, тем легче оно может двигать крупные фрагменты материалов.

В локации Skrinkle Haven имеются изогнутые «ленты» слоистых каменных пород, которые, почти наверняка сформированы мощным течением. Тем не менее, учёные пока не пришли к единому мнению о природе этой реки. Это могла быть как извилистая река, чьи берега менялись со временем, так и река со многими рукавами.

В любом случае каменные «ленты» изначально были значительно выше, но позже марсианский ветер, несущий большое количество песка, почти полностью разрушил их, «действуя как скальпель». По данным учёных, подобные структуры имеются и на Земле, но их невозможно наблюдать так же хорошо, как и на Марсе — из-за растительности, скрывающей детали.

Источник изображения: NASA

Perseverance также обнаружил мозаичный холм высотой до 20 м, получивший имя Pinestand, в 0,45 км от Skrinkle Haven. Учёные считают, что слои осадочных отложений, расположенные один на другом, могли сформироваться большой рекой с быстрым течением. Такие слои аномально высоки для земных рек, но именно река могла бы создать подобное образование. В древности в 45-километровом кратере Езеро находилось как большое озеро, так и речная дельта. Perseverance продолжит исследования остатков среды, возможно, когда-то имевшей возможность поддерживать жизнь.

Как сообщают в NASA, учёные добрались до очередной «страницы» истории Езеро — впервые на Марсе обнаружен подобный рельеф, позволяющий по-новому оценить реки Красной планеты, протекавшие здесь в древности. Perseverance начал работать в кратере Езеро в феврале 2021 года, совместно с вертолётом Ingenuity, собирая образцы местного грунта и занимаясь поиском следов жизни на Марсе, возможно, имевшейся в прошлом, а также исследованием местной геологии.

Марсоход «Чжужун», который, вероятно уже не сможет продолжить работу из-за накопившейся на нём пыли, успел обнаружить следы сравнительно недавнего присутствия жидкой воды на низких марсианских широтах. Это свидетельствует о том, что эти территории потенциально могут быть обитаемыми. Более того, это противоречит прежним предположениям о том, что вода на Марсе может существовать только в твёрдом или газообразном состояниях.

Источник изображения: Chinese National Space Administration

Открытие было сделано благодаря анализу морфологических особенностей и состава минералов в марсианских дюнах на месте работы ровера. Свидетельства присутствия жидкой воды подтвердил анализ данных с ровера, получивших оценку в Институте геологии и геофизики (IGG) Китайской академии наук (CAS). В исследовании приняли участие и другие подразделения академии. Результаты уже опубликовали в журнале Science Advances.

Результаты прежних исследований свидетельствуют о присутствии огромного количества воды на Марсе в древности, но по мере того, как планета теряла свою атмосферу, климат менялся. В итоге очень низкое давление и другие факторы привели к тому, что сегодня воде в жидком состоянии чрезвычайно трудно сохраниться на Марсе. Среди учёных широко распространено мнение, что вода может существовать на планете только в твёрдом и газообразном состояниях.

Тем не менее капли на роботизированной руке аппарата Phoenix в своё время показали, что солёная вода может появляться марсианским летом на высоких широтах, а симуляции показали, что климатические условия для возникновения жидкой воды могут временно возникать в определённых зонах Марса, хотя до последнего времени отсутствовали наглядные свидетельства существования жидкой воды в нижних широтах.

(a) Топографическая контурная карта окрестностей, где находится след воды. (b) Фотография MSCam с высоты птичьего полета, на которой виден след в виде полосы и след на грунте от скопления воды.

Информацию дополняют открытия, сделанные «Чжужуном». В составе миссии по исследованию Марса он совершил посадку на поверхности планеты 15 мая 2021 года — на равнине Утопия. С помощью камер и датчиков марсохода изучались различные свойства и состав дюн в зоне посадки. По характеру корочек, трещин, грануляции, многоугольных гребней и полосообразных следов, а также анализу спектральных данных выяснилось, что поверхностный слой дюн богат гидратированными сульфатами, гидратированным кремнезёмом, минералами на основе оксида трёхвалентного железа и, возможно, хлоридами.

По словам учёных, подобные характеристики поверхности дюн связаны с присутствием жидкой солёной воды, появлявшейся вследствие таяния инея или снега, выпадавшего на содержавшие соль поверхности дюн. В частности, благодаря соли дюн вода сохраняла жидкое состояние при низких температурах, а после её высыхания формировались корочки из частиц/минералов, позже трескавшиеся. Вода оставляла и другие следы на поверхности дюн.

(c) Трещины и гребни. (d) Следы в виде полос. (e) 3D-изображение NaTeCam впадины между двумя дюнами. (f) Поперечное сечение дюны вдоль профиля белой пунктирной линии на (e)

Возраст дюн оценивается в 0,4–1,4 млн лет, учёные предполагают, что перенос водяного пара от полярного ледяного щита в своё время привёл к появлению следов жидкой воды на дюнах. Китайские открытия свидетельствуют о существовании жидкой воды в марсианских нижних широтах, где значительно теплее, чем в верхних. По мнению китайских учёных, эти открытия чрезвычайно важны для изучения эволюции марсианского климата, поиска среды, пригодной для жизни и получения ключевых подсказок для дальнейшего поиска жизни.

На международной конференции в китайском городе Хэфэе (провинция Аньхой) были раскрыты планы марсианской миссии «Тяньвэнь-3» (Tianwen-3): на Красную планету будут отправлены вертолёт, напоминающий американский Ingenuity, и шестиногий робот. Аппараты займутся сбором образцов грунта, которые впоследствии будут отправлены на Землю.

Источник изображений: weibo.com/u/2645044133

Директор китайского Центра исследования Луны и космической программы Лю Цзичжун (Liu Jizhong) и сотрудник Китайской академии геологических наук Хоу Цзэнцянь (Hou Zengqian) в общих чертах поведали о структуре миссии «Тяньвэнь-3». С 2028 по 2030 гг. на ракетах «Чанчжэн-5» (Long March 5) на Марс будут отправлены две группы аппаратов. В одной будут посадочный модуль и взлётный аппарат, в другой — орбитальный аппарат и возвращаемый корабль.

Первая группа машин предназначена для посадки на марсианскую поверхность, сбор и хранение до 500 г образцов и их запуска обратно в космос. Там их будут дожидаться орбитальный модуль, который переправит образцы на корабль, предназначенный для возвращения на Землю.

Двухступенчатая ракета-носитель массой 360 кг состоит из твердотопливной первой ступени и разгонного блока на жидком топливе — она долетит до орбитального модуля и произведёт стыковку при помощи роботизированного манипулятора. Образцы будут перенесены на возвращаемый корабль, который стартует с орбиты Марса и направится на Землю.

Согласно слайдам презентации, образцы будут собираться при помощи роботизированного манипулятора с поверхности планеты и при помощи бурильной машины с глубины до 2 м. Место посадки будет выбрано с учётом ряда критериев: свидетельств наличия в прошлом жидкой воды, особенностей рельефа местности, геологического разнообразия и оптимальной для старта на орбиту широты.

Если миссия стартует в 2028 году, то собранные в её ходе образцы вернутся на Землю в июле 2031 года. Тем самым Китай имеет шансы опередить NASA и ЕКА, которые планируют вернуть собранные образцы только в 2033 году.

В данных марсианского аппарата NASA InSight учёные обнаружили два сейсмических события, которые позволили уточнить размеры и плотность ядра Марса. У нас нет возможности целенаправленно проводить сейсмические изыскания на Марсе для изучения его геологии, но случайные марсотрясения и даже падения метеоритов создают сейсмические волны, которые раскрывают секреты строения Красной планеты.

Зонд InSight принимает сейсмические волны с другой стороны планеты. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/University of Maryland

Ранее зонд InSight получил данные, которые позволили уточнить размеры и плотность марсианского ядра. Выяснилось, что земная наука имела заметно искажённые представления о строении Марса. Серия измерений показала, что ядро Марса имеет радиус 1830–1840 км. При этом выявленная плотность ядра плохо сочеталась с данными о его размерах, что предполагало повышенное содержание лёгких элементов. Для получения наиболее точных измерений требовались сейсмические волны, которые бы прошли через ядро Марса и затем попали бы на датчики InSight.

Группа учёных во главе с Джессикой Ирвинг (Jessica C. E. Irving) из Бристольского университета обнаружили в данных марсианской станции NASA два уникальных сейсмических события, которые произошли на обратной стороне планеты. Это марсотрясения S0976a и S1000a с магнитудами 4,2 и 4,1, зафиксированные приборами InSight в 2021 году. Утверждается, что это первые две регистрации сейсмических волн, которые прошли через ядро Красной планеты.

В статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences учёные рассказали, что оба события помогли раскрыть секреты строения марсианского ядра: оно оказалось меньше — 1780–1810 км и несколько плотнее — 6,2–6,3 г/см³ (предыдущие данные давали 6 г/см³). Кроме того, стало возможным определить верхнюю границу радиуса внутреннего ядра Марса (если оно есть) — не более 750 км. Моделирование для найденных параметров ядра показало, что ядро содержит 20,3–21,4 % лёгких элементов (по массе) — это сера, кислород, углерод и водород с процентным содержанием серы на уровне 15,4–16,5 % от массы ядра.

Зонд InSight в представлении художника. Источник изображения: NASA

К сожалению, станция InSight больше не соберёт никаких данных. Связь с аппаратом была потеряна в конце 2022 года, что означает, по всей видимости, потерю станции. Но багаж собранных данных в период наблюдения с 2018 по конец 2022 такой, что он ещё не раз станет источником интересных открытий.

В NASA сообщили, что спектрометр CRISM зонда Mars Reconnaissance Orbiter, предназначенный для картирования связанных с водой минералов на поверхности Марса, выведен из эксплуатации. Прибор целых 17 лет собирал данные, которые помогут восстановить историю оборота воды на Красной планете. Это необходимо не только для прояснения ситуации с водой на древнем Марсе, но также для уточнения климатической модели Земли.

Нажмите, чтобы увеличить. Источник изображения: NASA

Спектрометр CRISM видимого и инфракрасного излучения создал карты минералов с высоким разрешением, которые помогут учёным понять, как озера, ручьи и подземные воды формировали Марс миллиарды лет назад. Прибор выявлял на поверхности Красной планеты спектры таких минералов, как глина, гематит (оксид железа) и сульфаты. Датчик инфракрасного диапазона принудительно охлаждался последовательно тремя криокулерами, и когда последний из них исчерпал свой ресурс, прибор перестал работать в инфракрасном диапазоне волн. Отключение CRISM состоялось 3 апреля. Это был запланированный ещё в прошлом году шаг.

«Выключение CRISM означает для нас конец эпохи, — сказал Рич Зурек (Rich Zurek), научный сотрудник проекта MRO в Лаборатории реактивного движения NASA, которая управляет миссией. — Он показал, где и как вода трансформировала древний Марс. Данные CRISM будут использоваться учёными ещё долгие годы».

Составленные благодаря CRISM карты помогли выбрать наилучшие места для исследований Марса и для поиска на нём признаков былой биологической жизни. Именно он помог выбрать зону кратера Гейла для миссии Curiosity и кратер Езеро для миссии Perseverance.

Отметим, последний криокулер завершил свой жизненный цикл ещё в 2017 году. С тех пор команда проекта нашла возможность создать две новые карты Марса. Одна из них опиралась на старые данные спектрометра и позволила создать карту минералов на поверхности Марса с разрешением 180 м на пиксель с охватом 86 % поверхности Красной планеты. Она уже публикуется для всеобщего пользования.

Для второй карты оставшийся спектрометр CRISM собрал данные с еще более высоким пространственным разрешением (90 м на пиксель). Выпуск этой карты запланирован на сентябрь. Все они принесут пользу международному научном сообществу, и помогут провести множество новых исследований по геологии Марса и Земли.

24 апреля в Китае отмечается День космонавтики. Под эту дату китайское космическое агентство представило полные цветные карты поверхности Марса, сделанные исключительно собственными силами. Данные получены в ходе полугодовой работы орбитальной станции «Тяньвэнь-1». Для удобства карты составлены в разных проекциях из 14 757 фотографий, сделанных камерой со средним разрешением. В свободный доступ карты будут выложены в мае.

Источник изображения: China National Space Administration

В последние годы Марс стал магнитом для научных космических программ. Туда были отправлены новый марсоход NASA Perseverance вместе с вертолётом, арабская станция «Надежда» и китайская станция «Тяньвэнь-1» с посадочным модулем и марсоходом «Чжужун». На следующем этапе будет осуществлена попытка взять образцы пород на Марсе и вернуть их на Землю. Уточнённые карты Марса, включая созданные китайскими учёными, помогут в планировании этих миссий.

Орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter также занимался картографированием поверхности Марса. В начале апреля команда учёных представила онлайн-ресурс с новыми картами Красной планеты, сделанными с беспрецедентным разрешением — 5 м на пиксель. Представленная китайцами карта обладает намного меньшим разрешением — всего 76 м на пиксель, но в отличие от карты NASA не монохромная, а цветная, что в ряде случаев может иметь решающее значение.

«Тяньвэнь-1»

Орбитальная станция «Тяньвэнь-1» была запущена 23 июля 2020 года и вышла на орбиту Марса после 202 дней полета. После разведки на планету 15 мая 2021 года был спущен марсоход «Чжужун». К концу июня 2022 года орбитальный аппарат «Тяньвэнь-1» обогнул Марс 1344 раза, делая снимки поверхности и работая по своей научной программе. Марсоход за время своей работы проехал 1921 метр и в мае 2022 года был введён в спящий режим по причине наступления зимы на Марсе. Из спящего режима марсоход не вышел и, с большой вероятностью, может считаться потерянным. В то же время он смог проработать земной год, хотя изначально был рассчитан на три месяца жизни.

Марсоход NASA Curiosity первого апреля сделал снимок, на котором люди разглядели «спину окаменелого марсианского дракона, свернувшегося в своём последнем упокоении». Другие посчитали, что изображение напоминает филе скумбрии, ветку ели и скелет доисторического существа.

Источник изображения: NASA

Это не первый раз, когда ровер NASA делает снимок, который заставляет жителей Земли строить нереальные теории и искать объяснения. В прошлом году Curiosity запечатлел жуткий дверной проем похожий на гробницу, который заставил некоторых вообразить секретную марсианскую базу, спрятанную под поверхностью Марса. Объяснение заключалось в том, что это было просто пространство между двумя трещинами в скале.

Изображение, над которым размышляют на этот раз, имеет похожее банальное объяснение. В интервью Fox News Эндрю Гуд (Andrew Good) из Лаборатории реактивного движения NASA в Калифорнии объяснил: «Часто камни странной формы берут свое начало в древнем прошлом, когда жидкая вода просачивалась через трещины в скале, принося с собой минералы». Он добавил: «Эти минералы были тверже, чем скалы вокруг них, поэтому ветер разрушил все, кроме минералов».

Астробиолог Натали А. Кэброл (Nathalie A. Cabrol) поделилась изображением в Twitter и отметила, что это изображение было «самым причудливым камнем», который она видела за 20 лет изучения Марса.

Изображение было получено с помощью прибора Chemistry and Camera (ChemCam). Прибор состоит из лазера, камеры и спектрографа, которые совместно определяют химический и минеральный состав горных пород. ChemCam также можно использовать для очистки марсианских камней от пыли с помощью лазера, что позволяет камере делать изображения с высокой детализацией.

Curiosity сделал более миллиона снимков с момента посадки на Красную планету в августе 2012 года. Его основной задачей было выяснить, были ли на планете ингредиенты для микроскопической жизни в какой-то момент в прошлом. Хотя с тех пор марсоход доказал наличие как воды, так и строительных блоков, необходимых для жизни, Гуд отмечает, что, несмотря на уникальность последнего изображения — «это определенно камень».

В начале апреля марсоход NASA Curiosity четыре дня отдыхал от научной работы, пока инженеры обновляли его бортовое программное обеспечение. Это было первое обновление с 2016 года, и оно принесло с собой 180 изменений в работе ровера. Главными стали два новшества — марсоход улучшил ориентацию в пространстве и снизил износ протекторов на колёсах.

Вид с камеры Curiosity. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Обновление прошивки и тестирование длились с 3 по 7 апреля. «Мысль о том, чтобы нажать кнопку установки, была немного пугающей, — признаются инженеры NASA. — Несмотря на все наши испытания, мы никогда не знаем точно, что произойдет, пока программное обеспечение не будет установлено».

Это чувство наверняка знакомо почти всем из нас по установке нового ПО на компьютер. Поэтому мы можем понять специалистов, обновляющих программу на устройстве за миллионы километров от них. Если что-то пойдёт не так откатиться назад может оказаться невозможным.

Последний раз обновление ПО на Curiosity состоялось в 2016 году. Это было не первое обновление с тех пор, как аппарат в 2012 году опустился на Марс. Некоторые из новых обновлений довольно незначительны, как, например, исправление формы для отправки сообщений на Землю. Другие изменения оптимизировали программный код и подчистили «костыли» в нагромождении команд с предыдущих обновлений.

Самым значительным новшеством стала возможность позволить марсоходу «думать во время движения». У Curiosity, в отличие от Perseverance, нет специального компьютера для ориентировки на местности в процессе движения по снимкам поверхности. Perseverance может совершать длительные непрерывные пробеги, на ходу ориентируясь по сделанным ранее снимкам. Curiosity движется по сегментам, обрабатывая ориентиры после небольшого продвижения вперёд и делая для этого специальную остановку. Тем самым в процессе длительного пробега Curiosity вынужден был много раз останавливаться. Обновление прошивки позволит делать такие остановки реже — снимки местности теперь будут обрабатываться быстрее. Более редкие остановки также помогут марсоходу сохранить энергию для научной работы, что тоже немаловажно.

Вторым значимым изменением стала смена алгоритма руления. Изменён порядок поворота колёс при движении по дуге. Утверждается, что теперь при движении к цели по большой дуге марсоход будет совершать меньше рулевых операций и это положительно скажется на сохранении алюминиевых протекторов колёс от износа при движении по каменистой поверхности. Износ протекторов стал очевиден уже в 2013 году, и команде ещё тогда пришлось менять алгоритмы движения по каменистым поверхностям. Новый алгоритм ещё лучше сохранит колёса от повреждения острыми краями марсианских камней.

В целом, новое программное обеспечение упростит задачу операторов Curiosity, которым приходится составлять сложные планы, содержащие сотни команд. Обновление программного обеспечения также позволит им загружать исправления для программного обеспечения более легко, чем раньше. Оно также поможет инженерам более эффективно планировать движения роботизированной руки Curiosity.

Шесть лет работы и 110 тыс. снимков с орбиты Марса привели к появлению самой подробной 3D-карты Красной планеты. Работу выполнили сотрудники Лаборатории визуализации планет им. Брюса Мюррея при Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. В каждом пикселе карты 25 м². Воспользоваться ей может любой желающий по этой ссылке.

Пример склейки разрозненных изображений в одну карту. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Фотографии поверхности Марса делал орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Снимки получала панхроматическая контекстная камера (Context Camera, CTX) в диапазоне от 500 до 800 нм. Для интерактивной карты выбрано разрешение 5 м на пиксель.

Склейку снимков в одну непрерывную карту или, точнее, глобус, в основном производила программа, хотя около 13 тыс. изображений учёным пришлось обработать и добавить вручную. В итоге получилось изображение размером 5,7 трлн пикселей, распечатка которого целиком бы накрыла футбольное поле и даже слегка вышла бы за его пределы.

Карта легко управляется мышкой в браузере и обеспечивает масштабирование картинки. Кроме того, снизу экрана расположено меню для быстрого перехода к областям деятельности марсианских экспедиций (роверов и марсоходов) и к достопримечательностям Марса типа долины Маринер или горы Олимп.

Интересно отметить, что бета-версией карты уже воспользовались учёные для подготовки 120 рецензируемых научных работ по марсианской тематике. Это важная часть проекта, но не менее важна та часть, которая ведёт к популяризации науки — карта проста и доступна каждому и этим подкупает.