В серпні 2021 року на самотньому дні кратера новітній марсохід вкопався в один із перших каменів.
Ударний дриль, прикріплений до кронштейна марсохода Perseverance, зскрібав пил і верхівку на кілька міліметрів від скелястого виступу по колу шириною 5 сантиметрів. Трохи вище одна з камер марсохода зафіксувала те, що було схоже на розбиті осколки, втиснуті один в одного. Наявність переплетених кристалічних текстур стала очевидною. Ці текстури не були такими, як очікували більшість вчених, які витратили роки на підготовку до місії.
Потім вчені спостерігали на відеоконференції, як два спектрометри марсохода розкривають хімічний склад цих сітчастих текстур. Видимі форми разом із хімічним складом показали, що цей камінь, який отримав назву Рошетт, був вулканічного походження. Воно не складалося з шарів глини та мулу, які можна було б знайти на дні колишнього озера.
Марсохід на прізвисько Персі прибув до кратера Єзеро два роки тому , 18 лютого 2021 року, зі своїм супутнім гелікоптером Ingenuity. Найскладніший космічний корабель для дослідження марсіанської поверхні, Percy базується на роботі марсохода Curiosity, який знаходиться на Марсі з 2012 року, марсоходів-близнюків Spirit і Opportunity, марсохода Sojourner та інших посадкових апаратів.
Але головна мета Perseverance інша. У той час як попередні марсоходи зосереджувалися на марсіанській геології та розумінні навколишнього середовища планети, Персі шукає ознаки минулого життя. Jezero було обрано для місії Mars 2020, тому що з орбіти воно здається колишнім озерним середовищем, де могли процвітати мікроби, а його велика дельта, ймовірно, зберегла б будь-які ознаки їх присутності. Свердлячи, очищаючи та збираючи шматки Червоної планети, марсохід використовує свої сім наукових інструментів, щоб аналізувати шматочки на будь-які натяки на давнє життя. Він також збирає зразки для повернення на Землю.
Де на Марсі Perseverance?
Після приземлення на Червоній планеті Perseverance кілька місяців тестував свої механізми та інструменти, перш ніж досліджувати дно кратера Джезеро. Потім Персі вирушив до дельти, прибувши в квітні 2022 року. Марсохід досліджував фронт дельти до грудня, перш ніж ретельно викласти зразки на поверхню. Далі він прямує до вершини дельти.
Подорож Персі
- Місце посадки наполегливості
- Перше бурове місце
- Стирання породи Рошет
- Наполегливість веде до дельти
- Наполегливість приходить на фронт дельти
- Починається кампанія Delta front
- Місцезнаходження Perseverance станом на початок лютого 2023 року
Після приземлення «ми змогли почати складати історію про те, що трапилося в Єзеро, і вона досить складна», — каже Брайоні Горган, планетолог з Університету Пердью в Вест-Лафайєтті, штат Індіана, яка допомагає спланувати день Персі – поточні та довгострокові операції.
Вулканічна порода – лише один із сюрпризів, які виявив марсохід . Сотні дослідників, які вивчають дані, надіслані Perseverance, тепер мають певні підказки до того, як кратер розвивався з часом. Цей басейн був свідком текучої лави, принаймні одного озера, яке проіснувало, можливо, десятки тисяч років, поточних річок, які створили грязьово-піщану дельту, та сильних повеней, які принесли каміння з віддалених місць.
Єзеро має більш динамічне минуле, ніж припускали вчені. Ця мінливість уповільнила пошуки осадових порід, але вона також вказала на нові ніші, де могло закріпитися стародавнє життя.
«Наполегливість» виявила вуглецевмісні матеріали — основу життя на Землі — у кожному зразку, який він стер, каже Горган. «Ми бачимо це всюди». І марсоходу ще багато чого потрібно дослідити.
Наполегливість знаходить несподівані камені
Єзеро — неглибокий ударний кратер діаметром близько 45 кілометрів на північ від екватора планети. Кратер утворився приблизно між 3,7 і 4,1 мільярдами років тому, у перший мільярд років існування Сонячної системи. Він розташований у старішому та значно більшому ударному басейні, відомому як Ісідіс. На західному вигині Єзеро вирізане стародавнє русло річки змінюється місцем висохлої віялоподібної дельти на дні кратера.
Ця дельта «схожа на миготливий вказівник, який чудово видно з орбіти, який говорить нам, що тут була стояча водойма», — каже астробіолог Кен Вілліфорд з Космічного наукового інституту Blue Marble у Сіетлі.
Perseverance приземлився на дно кратера приблизно за два кілометри від передньої частини дельти. Вчені думали, що знайдуть там ущільнені шари ґрунту та піску, біля основи того, що вони назвали озером Єзеро. Але ландшафт відразу виглядав інакше, ніж очікувалося, каже планетарний геолог Кетрін Стек Морган з Лабораторії реактивного руху NASA в Пасадені, штат Каліфорнія. Стек Морган є заступником наукового співробітника проекту Perseverance.
Протягом перших кількох місяців після приземлення команда місії «Марс-2020» повільно й ретельно перевіряла рухи та інструменти марсохода. Але після першого справжнього наукового буріння поблизу місця посадки дослідники на Землі зрозуміли, що вони знайшли. Стек Морган каже, що текстура скелі була «текстурою вивержених вулканічних порід підручника». Це було схоже на потоки вулканічної лави.
Протягом наступних шести місяців ще кілька каменів на дні кратера виявили вивержену структуру. Деякі з найбільш захоплюючих порід, у тому числі Рошетт, показали кристали олівіну всюди . «Кристалічна тканина, очевидно, була охолоджена від розплаву, а не від транспортованих зерен», як це було б, якби це був осадовий зразок, каже Ебігейл Аллвуд з Лабораторії реактивного руху. Вона керує інструментом марсохода PIXL, який використовує рентгенівський промінь для визначення складу кожного зразка.
Тепер вчені місії вважають, що дно кратера заповнене виверженими породами внаслідок двох окремих подій — обох після створення кратера, тобто зовсім недавно, ніж 3,7-4,1 мільярда років тому. В одному магма з глибини планети висунулася на поверхню, охолола й затверділа, а згодом була оголена ерозією. В іншому менші потоки лави витікали на поверхню.
Шукаю ознаки давнього життя
Рентгенівська спектрометрія стертої породи з дна кратера Єзеро пропонує підказки до хімічного складу породи. Ці та інші дані можуть допомогти вченим у пошуках стародавнього життя.
Скеляста хімія
Через деякий час після цих подій вода потекла з прилеглої височини в кратер, утворивши озеро глибиною в десятки метрів, яке, як стверджують деякі члени команди, тривало щонайменше десятки тисяч років. Прилади Персі показали, як вода змінила вивержені породи : наприклад, вчені знайшли сульфати та інші мінерали, для утворення яких потрібна вода, і вони побачили порожні ями в тріщинах скель, де вода змивала б матеріал. Коли ця вода текла річками в озеро, вона відкладала мул і бруд, утворюючи дельту. Повінь принесла валуни шириною 1,5 метри з цієї віддаленої місцевості. Усі ці події передували висиханню озера, яке могло статися близько 3 мільярдів років тому.
Зразки керна, які Perseverance збирає та зберігає на борту для можливого повернення на Землю, можуть дати дати, коли утворилися вивержені породи, а також коли поверхня Марса висохла. У проміжку часу озеро Єзеро та інші вологі середовища, можливо, були достатньо стабільними, щоб мікробне життя зародилося та вижило.
«Встановлення геологічної шкали часу має вирішальне значення для розуміння Марса як придатного для життя світу», — каже Стек Морган. «І ми не можемо зробити це без зразків на сьогоднішній день».
Приблизно через рік після приземлення на Марс Perseverance прокотився на кілька кілометрів по дну кратера до фронту дельти, де він зіткнувся з зовсім іншою геологією.
Дельта може містити ознаки стародавнього життя
Дельти позначають стійкі, міцні водойми — стабільні місця, де може бути життя. Крім того, коли дельта з часом росте, вона затримує та зберігає органічну речовину.
Пісок і мул, що осідають там, де річка впадає в озеро, шаруються в осадовий матеріал, утворюючи віялоподібну дельту. «Якщо у вас є будь-який біологічний матеріал, який потрапив між цими осадами, він дуже швидко поховається», — каже геолог Марса Єва Шеллер з Массачусетського технологічного інституту, дослідниця з команди Персі. «Це створює середовище, яке дуже, дуже добре для збереження органічної речовини».
Досліджуючи фронт дельти з квітня 2022 року по грудень 2022 року, Perseverance знайшов деякі з осадових порід, які шукав.
Кілька інструментів марсохода збільшили текстури та форми скель, а інші інструменти зібрали детальну спектральну інформацію, виявивши елементи, присутні в цих породах. Об’єднавши дані, дослідники можуть скласти воєдино те, з чого складаються скелі та які процеси могли змінити їх протягом еонів. Саме ця хімія може виявити ознаки стародавнього марсіанського життя — біосигнатури. Вчені все ще перебувають на ранніх стадіях цих аналізів.
Не буде жодної чіткої ознаки життя, каже Алвуд. Натомість марсохід, швидше за все, виявить «сукупність характеристик» із повільним накопиченням доказів того, що колись там існувало життя.
Хімічні характеристики, що вказують на існування життя, швидше за все, ховаються в осадових породах, подібних до тих, які Perseverance досліджував на фронті дельти. Особливо цікаві скелі з надзвичайно дрібнозернистим мулом. Горган каже, що такі грязьові відкладення знаходяться там, принаймні в дельтах на Землі, де зосереджена органічна речовина. Однак досі марсохід не знайшов цих брудних матеріалів.
Але досліджені осадові породи виявили карбонати, сульфати та несподівані солі — усі матеріали вказують на взаємодію з водою та важливі для життя, яким ми його знаємо. Персі виявив речовину на основі вуглецю в кожній скелі, яку він стер, каже Горган.
«У нас є справді цікаві результати, якими ми дуже раді поділитися з громадою», — говорить Горган про дослідження фронту дельти. Деякі з цих подробиць можуть бути розкриті в березні на Конференції з вивчення Місяця та Планет.
Наполегливість залишає зразки для майбутньої місії
Станом на початок лютого Perseverance зібрала 18 зразків , включаючи уламки Марса та керни скель, і зберегла їх на борту в герметичних капсулах для можливого повернення на Землю. Зразки взяті з дна кратера, передніх порід дельти та навіть розрідженої марсіанської атмосфери.
В останні тижні 2022 року та перші тижні 2023 року марсохід скинув — точніше, акуратно опустив — половину зібраних зразків, а також трубку, яка мала виявити, чи містять зразки будь-які земні забруднення. Ці захоплені фрагменти Марса зараз знаходяться в передній частині дельти, у заздалегідь визначеному місці, яке називається регіоном Три Вилки.
Якщо Perseverance не функціонує достатньо добре, щоб передати свої бортові зразки, коли прибуде майбутній космічний корабель із поверненням зразків, ця місія збере ці зразки з місця скидання, щоб повернути їх на Землю.
Наразі дослідники працюють над дизайном спільної місії НАСА та Європейського космічного агентства на Марс, яка могла б отримати зразки. Запуск наприкінці 2020-х років мав приземлитися біля марсохода Perseverance. Персі передасть зразки на невелику ракету, яка буде запущена з Марса та повернеться на Землю у 2030-х роках. Тоді лабораторні тести могли б підтвердити те, що Perseverance вже відкриває, і відкрити набагато більше.
Тим часом Персі піднімається вгору по дельті , щоб дослідити її вершину, де все ще можуть бути знайдені каламутні осадові породи. Наступна ціль – край колишнього озера, де колись стояла мілководдя. Це сайт, яким Вілліфорд найбільше захоплений. Значна частина того, що ми знаємо про історію еволюції життя на Землі, походить від середовища з мілководдям , каже він. «Тут починають формуватися справді багаті підводні екосистеми», — каже він. «Там так багато відбувається хімічно».
