В понедельник, 6 августа, марсоход НАСА должен совершить посадку в кратере Гейла. Вход в атмосферу, спуск и посадка займут около 7 минут, около 14 минут от Марса до Земли будет идти сигнал подтверждения посадки, поступление которого запланировано на 9:31 [мск], плюс-минус минута. Прямая трансляция НАСА, посвященная данному событию, начнется в 7:30 [мск]. На рисунке представлен первоначальный и оптимизированный посадочный эллипс в кратере Гейла, а также гора Шарпа. (Изображения NASA/JPL-Caltech/ESA/DLR/FU Be (кликните картинку для увеличения)

02.08.2012 (17:10)
Просмотров: 10431
Рейтинг: 1.56
Голосов: 9

Теги:
НАСА, марс, жизнь, MSL, Curiosity,

Естественные науки >> Астрономия

В понедельник, 6 августа, марсоход Curiosity [по-английски – любознательность] должен совершить посадку у подножия сложенной осадочными породами горы внутри кратера Гейла. Вход в атмосферу, спуск и посадка займут около 7 минут, около 14 минут от Марса до Земли будет идти сигнал подтверждения посадки, поступление которого запланировано на 9:31 [мск], плюс-минус минута. Прямая трансляция НАСА, посвященная данному событию, начнется в 7:30 [мск].

Подробно о самой посадке читайте в статье Mars Science Laboratory: 7 минут страха, описание инструментов миссии читайте в статье Миссии 2011-го года: Mars Science Laboratory. Данная статья рассказывает о месте посадки марсохода на поверхности Марса. Район посадки [4,6° ю.ш., 137,4° в.д.] даст марсоходу доступ к окружающей среде с научными целями как у дна кратера около горы, так и на нижних уровнях самой горы.

Кратер Гейла имеет диаметр около 154 км. В нем расположена возвышенность, неофициально названная горой Шарпа, которая поднимается над дном кратера на 5 км. Склоны горы Шарпа достаточно пологи, чтобы Curiosity мог по ним подняться, однако в течение первоначальной миссии – одного марсианского года [98 недель] марсоход, вероятно, не уедет от некоторых особенно интригующих слоев у подножия [горы].

Кратер Гейла расположен в низине относительно большей части поверхности Марса, это означает, что если Марс некогда имел достаточно большие объемы проточных вод, то какая-то их часть могла собираться внутри кратера. Наблюдения с орбиты, добавляющие свидетельства о влажном периоде в истории Марса, охватывают глины, для образования которых необходима вода, и сульфатные минералы в нижних слоях находящейся внутри кратера горы, а также текстуры выше по горе, где, судя по всему, насыщенные минералами грунтовые воды заполнили трещины и отложили минералы.

Полагается, что слоистость пород возвышенности представляет собой сохранившиеся реликты обширной последовательности отложений, осевших после удара, образовавшего кратер более 3 млрд лет назад. Каждый геологический слой, называемый формацией, образовался после слоя под ним и перед слоя над ним. Совокупность слоев составляющих гору Шарпа представляет последовательность глав исторической летописи, отражающих условия окружающей среды на момент отложения каждой конкретной формации. Это те же геологические принципы, что делают представленные в Большом каньоне формации записями об условиях окружающей среды Земли. Более 150 лет геологи используют наборы формаций из рассредоточенных по всей Земле мест, чтобы собрать воедино данные по истории нашей планеты.

Стопка слоев горы Шарпа много выше, чем таковая в вызывающем восторг Большом каньоне, и в большей степени соответствует количеству слоев представленных в Долине Маринера – крупнейшем каньоне Солнечной системы. Таким образом, гора Шарпа может представлять одну из самых толстых непрерывных последовательностей формаций в Солнечной системе. Наиболее толстые на Земле последовательности формаций, которые также содержат разнообразие веществ, представляют лучшие записи истории Земли. Подобно более полным копиям древних манускриптов, они могут быть использованы для декодирования и связывания воедино менее полных наборов данных со всей планеты. Существует надежда, что записи в кратере Гейла станут таким же ключевым указателем для расшифровки глобальной истории Марса.

Кратер Гейла был назван в 1991 году в честь австралийского астронома и банкира Уолтера Гейла [Walter Gale, 1865–1945], открывшего несколько комет и нарисовавшего карты Марса и Юпитера. По случайному совпадению, гора внутри кратера Гейла при взгляде с орбиты своей формой напоминает Австралию.

Научная группа проекта Curiosity в начале 2012 года решила дать неофициальное название возвышенности в кратере Гейла в честь геолога Роберта Шарпа [Robert P. Sharp, 1911–2004]. Шарп был одним из основателей планетоведения, учителем, оказавшим огромное влияние на сегодняшних ведущих ученых данной области, а также участником команды нескольких первых марсианских миссий НАСА. Он преподавал геологию в Калифорнийском технологическом институте [Caltech] с 1948 года.

Место посадки марсохода было выбрано НАСА в июле 2011 года после пяти лет анализа, включавшего рассмотрение около 60 возможных места посадки, а также серию открытых семинаров, в которых приняло участие около 150 занимающихся Марсом ученых. Определившиеся к 2008 году четыре финалиста возможных мест посадки были картографированы и исследованы с орбиты столь подробно, что они стали четырьмя самыми изученным областями на Марсе. Например, детали на снимках, сделанных камерой высокого разрешения [HiRISE, High Resolution Imaging Science Experiment] космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter [MRO, НАСА], фактически являют каждый отдельный камень, который достаточно велик, чтобы помещать осуществить посадку марсохода. Картографирование минералов компактным спектрометром с построением изображения [CRISM, Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars] с борта MRO и спектрометром OMEGA с космического аппарата Mars Express [ЕКА] обнаружило минералогические свидетельства влажного прошлого всех четырех мест возможной посадки. Все четыре финалиста были квалифицированы как безопасные для посадки, это позволило сделать окончательный выбор места посадки исходя из чисто научных соображений.

Технология управляемого входа позволяет Mars Science Laboratory осуществить посадку точнее, чем это могли сделать предыдущие миссии на поверхность Красной планеты, учитывая возможность Curiosity передвигаться по поверхности, это означает, что впервые основные научные цели марсианской миссии могут лежать за пределами области, требующей квалификации как безопасной для посадки. Используемые в данной миссии технологии входа в атмосферу, спуска и посадки обеспечивают космическому аппарату приблизительно 99-процентную вероятность посадки в эллипсе 20 км на 25 км, что было рассчитано во время процесса выбора места посадки. Это приблизительно в три раза меньше посадочных эллипсов марсоходов Spirit и Opportunity, запущенных в 2003 году по программе НАСА Mars Exploration Rover [MER] и осуществивших посадку в 2004 году. Curiosity был спроектирован и построен быть способным проехать достаточно далеко, чтобы выйти за пределы своего посадочного эллипса за время первоначальной миссии. За время перелета Curiosity от Земли к Марсу продолжающийся анализ этапа входа в атмосферу, спуска и посадки привел к уверенности в еще большей точности. Это позволило уменьшить посадочный эллипс до приблизительно 7 км на 20 км и переместить центр цели ближе к горе Шарпа.

Склоны горы Шарпа слишком круты для безопасной посадки на них марсохода. Изначально определенные для исследования марсоходом научные цели расположены в нижних слоях возвышенности, поэтому для их достижения Curiosity нужно будет двигаться за пределы посадочного эллипса. Последующие наблюдения и анализ определили дополнительные научные цели внутри посадочного эллипса. Скорость, с которой Curiosity доберется до особенностей, представляющих высокий научный интерес, и выйдет за пределы эллипса, будет зависеть от принятых после посадки сведений и решений, включая возможность определения еще неизвестных целей. Путь к ключевым пунктам миссии – нижним слоям горы Шарпа – может занять большую часть первоначальной 98-недельной миссии. Маршрут марсохода может пролечь по некоторым сложным районам, например, песчаным дюнам, холмам и каньонам.

В районе посадки марсохода Curiosity, включающем доступные для марсохода области внутри и вне посадочного эллипса, есть следующие аспекты, что делают кратер Гейл привлекательным для научной команды:

Простирающийся в посадочном эллипсе аллювиальный веер содержит материалы со стенки кратера, вероятно, принесенные водой.
Вниз по склону от аллювиального веера [в южном направлении] лежит обнаженная твердая порода светлого оттенка. Минеральный состав данной области до сих пор не определен. Curiosity может исследовать гипотезу, что это выход на поверхность осадочной горной породы, образовавшейся при взаимодействии с водой, например, отложения солей, оставшиеся после высыхания озера. Несколько относительно молодых небольших кратеров в данной части дна кратера Гейла могут обеспечить доступ к материалам, которые не испытывали продолжительного воздействия радиационной обстановки, разрушающей химические соединения на поверхности Марса.
Среди обнажений в нижней части горы Шарпа есть группы слоев, содержащих либо глинистые минералы, либо соли серной кислоты [сульфаты], а также группы слоев, содержащих и то, и другое. И глины, и сульфаты – следствие влажной окружающей среды. Различие в минеральном составе одной группы слоев от другой даст информацию об изменениях в окружающей среде, которая могла быть благоприятной для микробной жизни.
Анализ Curiosity обнаженных минералов обеспечит проверку проведенных на основе данных с орбитальных аппаратов расчетов распределения и относительного содержания аналогичных минералов в многочисленных частях Марса. Таким образом, Curiosity даст важную прямую проверку с поверхности гипотезам, порожденным предыдущими миссиями.
Соли серной кислоты удерживают микроколичество воды в своей минеральной структуре. Curiosity в состоянии отследить, как некоторая часть этой воды во время относительно теплых часов дня высвобождается в атмосферу, а во время более холодных часов поглощается из нее. Эти измерения дадут информацию о круговороте воды на Марсе.
Каньоны на северном склоне горы Шарпа вырезаны потоками воды спустя много времени после накопления нижних слоев горы. Условия окружающей среды, в ходе которых образовались каньоны, могли быть пригодными для жизни и отличными от условий окружающей среды времен формирования глиносодержащих и сульфатсодержащих слоев. Анализ отложившихся в устьях каньонов материалов может дать информацию об этих более поздних условиях окружающей среды.
Разветвленные сети трещин в верхней части насыщенных сульфатами слоев заполнены минералами, что указывает на циркуляцию грунтовых вод. Кроме того, данные сети трещин могут представлять еще одну – подповерхностную пригодную для жизни среду. Наличие минералов, выстилающих данные трещины, указывает на места, где марсоход мог бы провести анализы для поиска органических соединений.

Возможность проверить наличие необходимых для жизни компонентов, в том числе органических соединений, является важной способностью научной нагрузки Curiosity. Длительное сохранение органических соединений требует особых условий.

Глины и богатые сульфатами отложения, подобные тем, что Curiosity будет исследовать в кратере Гейла, могут быть способны удерживать органические вещества и защищать их от окисления. Другой фактор долгосрочного сохранения органики на Марсе – это защита от естественной радиации, более интенсивной, чем достигающая поверхности Земли. Радиация может постепенно разрушать органику в породах на поверхности, однако кратер Гейла, помимо прочего, содержит породы, обнаженные относительно недавно небольшими ударными кратерами.

Кратер Гейла предоставляет для поиска органических соединений эти привлекательные цели. Обнаружение органики – это по-прежнему долгосрочная цель, но выбранный район посадки также содержит запись процессов множества периодов истории Марса – дар для исследования изменений окружающей среды на Красной планете.

Если Curiosity останется в рабочем состоянии после выполнения первоначальной миссии, то продленная миссия может исследовать более высокие и более молодые слои горы Шарпа.

Ролик НАСА, рассказывающий о подготовке марсохода к запуску

	Читать @SciLibCom Твитнуть Нравится

Николай Никитин

Также по теме:

Источники:

Официальные сайты миссии: НАСА и Лаборатория реактивного движения НАСА
По материалам НАСА – Landing Press Kit [pdf, 5,4 Mb]

Лопаты в ассортименте можно купить оптом в интернет-магазине "ТехБай".