Jak wytrwałość NASA osiągnęła geologiczny jackpot

gdzie Lądowanie na Marsie jeden przez roksonda NASA przebyła ponad 3 kilometry przez skalisty teren, Nagrał pierwszy lot na tej planecie Helikopterem zebrali sześć próbek cennej skały, która – jeśli wszystko pójdzie dobrze – pewnego dnia zostanie przywieziona z powrotem na Ziemię, wraz z wieloma innymi, do badań.

determinacja Wylądował w kraterze Jezerona północ od równika marsjańskiego, 18 lutego 2021 r. W poszukiwaniu śladów przeszłości życie. Naukowcy wyruszyli łazikiem o wartości 2,7 miliarda dolarów, aby szukać tych znaków w starożytnej delcie, gdzie rzeka, która kiedyś wpadała do krateru, osadzała osady i skały – środowisko, które mogło wspierać życie. Ale łazik jeszcze nie przybył.

Zamiast tego wytrwałość spędziła rok okrążając dno krateru, co doprowadziło do wielu zaskakujących odkryć – jednym z nich jest to, że dno Jezero jest wykonane ze skał magmowych. Powstały one, gdy stopiona skała ostygła i zestaliła się miliardy lat temu. Niektórzy badacze sądzili, że dno krateru będzie wykonane ze skał osadowych, które powstały, gdy wiatr lub woda z czasem odkładają warstwy osadów. Ale łazik znalazł inną historię krajobrazu.

Skały magmowe są ważne, ponieważ naukowcy mogą analizować rozpad radioaktywny zawartych w nich pierwiastków, aby określić wiek skał. Jeśli i kiedy próbki trwałości powrócą na Ziemię, naukowcy będą mogli po raz pierwszy datować skały z określonych miejsc na Marsie.

Zanim łazik wylądował, naukowcy ekspedycji nie wiedzieli, że trafią w ognisty jackpot. „Dostarczyłam Jezero” – mówi Katie Stack Morgan, zastępca naukowca projektu misji w Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii.

ognista przeszłość

Naukowcy odkryli, że podłoga Jezero nie była tym, czego się spodziewali, gdy łazik zaczął przygotowywać się do wykopania pierwszej próbki w sierpniu. Poznaj geologię tego obszaru i utrwal ziemię w kawałku marsjańskiej skały, aby odkryć nową powierzchnię. Wyglądał jak skała magmowa na ziemi z otworami obramowanymi solą — dziurami, które mogły powstać, gdy woda przepływała przez skałę. Oznacza to, że łazik szukał starożytnej skały wulkanicznej, która reagowała z wodą, wskazując na przyjazne dla życia środowisko, jakiego nigdy nie widziano na Marsie. „To był świetny moment na pracę” – mówi Stack Morgan. „To idealne miejsca do szukania śladów starożytnego życia w skałach”.

Ale kiedy wytrwałem, próbowałem wykopać ziarno, Materiał zapadł się i wysunął się z próbnika. Ponieważ procedura pobierania próbek była zautomatyzowana, łazik skończył z pustą, ale zamkniętą rurką, na której naukowcy z misji próbowali wykonać dodatni obrót, nazywając ją próbką atmosfery Marsa.

„Nie możesz tak naprawdę dać Marsowi listy życzeń” – mówi Tanya Bosak, geolog z Massachusetts Institute of Technology w Cambridge. „Mars daje ci to, co chce ci dać”.

Miesiąc później pomyślnie wytrwaj Wykop pierwszą parę rdzeni, do podobnej skały magmowej zmienionej przez wodę (patrz „Pobieranie próbek z Marsa”). Ta formacja skalna, zwana Maaz, pokrywa większą część dna Jezero.

Następnie statek pojechał na południe i zachód, dopasowując się do obszaru wydm zwanego Setah i zebrał kolejne kilka próbek. (Łączy pary, aby zwiększyć prawdopodobieństwo zwrócenia próbki na Ziemię.) Naukowcy z ekspedycji wierzyli, że skały Setah będą osadowe, ponieważ wizualnie wydają się składać z różnych warstw. Ale gdy tylko Perseverance oddalił się od niektórych skał sławy, pojawiła się kolejna niespodzianka. One też były ogniste.

Używając różnych narzędzi do analizy składu chemicznego skał, Perseverance znalazł duże ziarna minerału zwanego oliwinem, pokryte innym, zwanym piroksenem. Minerały te znajdują się na ogół w skałach magmowych lub regionach wulkanicznych na Ziemi. Jest to mocny dowód na to, że skały Sittah powstały, gdy duża masa stopionej skały ostygła, mówi Stack Morgan. Kryształy oliwinu uformowałyby się najpierw, opadając na dno stygnącej magmy, a następnie wokół nich formowałby się piroksen, tworząc warstwowe skały, które wydają się być osadowe.

Skały Seetah, podobnie jak skały Moaz, również wykazują w przeszłości oznaki interakcji z wodą. Może nawet zawierać — jak donosiła Eva Schiller, geolog z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego w Pasadenie na grudniowym spotkaniu American Geophysical Union — zawierające cząsteczki organiczne, prawdopodobnie wytwarzane w procesach niebiologicznych, takich jak te obserwowane u niektórych Marsjan. meteoryty.

ciśnienie wzrasta

Wreszcie The Perseverance ma zebrać co najmniej 30 próbek skały, ziemi i powietrza. Umieści je w jednej lub kilku lokalizacjach do pobrania na przyszłe misje, w czymś, co może być pierwszą próbką, która wróci z Marsa. Przeniesienie rdzeni na Ziemię byłoby złożonym procesem, który wymagałby innego łazika, który by je podniósł, rakiety, która wystrzeliłaby je na orbitę Marsa, oraz statku kosmicznego, który by je podniósł i zwrócił na Ziemię; Nie stanie się to przed 2031 r. NASA i Europejska Agencja Kosmiczna współpracują nad planem, a NASA ogłosiła w tym miesiącu, że wybrała wykonawcę do budowy rakiety, która podniesie próbki na orbitę Marsa.

„Jestem bardzo podekscytowany, że w końcu podjęliśmy pierwsze kroki w kierunku pobrania próbek z Marsa i mam nadzieję, że wrócą” – mówi Meenakshi Wadua, planetolog z Arizona State University w Tempe i główny naukowiec NASA zajmujący się próbką Marsa. . program zwrotu. „Mamy już kilka naprawdę fajnych próbek, aby ocenić, czy istniało starożytne życie”.

Pomimo dotychczasowych sukcesów łazika, rośnie na nim presja, aby dotrzeć do długo oczekiwanej Delty. Wytrwałość idzie teraz tak szybko, jak to możliwe; Na początku tego miesiąca ustanowił rekord długodystansowej jazdy na Marsie, pokonując dziennie ponad 240 metrów. Jednak prawdopodobnie dotrze do delty dopiero w kwietniu.

Czas jest najważniejszy, ponieważ wytrwałość ma tylko jeden ziemski rok, aby dotrzymać harmonogramu, aby wykonać listę głównych zadań: dostać się do delty, zebrać tam próbki, przejechać przez krawędź krateru, aby umieścić je gdzieś do odbioru. Łazik śledzi obecnie swoje kroki w kierunku miejsca lądowania: po drodze zbierze kolejną parę rdzeni z Moaza, a następnie okrąży obszar wydm, aby dotrzeć do delty. Perseverance działa w znacznie szybszym tempie niż poprzedni statek kosmiczny NASA, Curiosity, który bada krater Gale od czasu jego lądowania w 2012 roku. „Musimy iść dalej” – mówi Boussac.

Chociaż operacje były w większości płynne, wystąpiły drobne błędy, wraz z początkową nieudaną próbą zebrania skalistego rdzenia. W grudniu podczas próby kopania spadł jakiś żwir i zablokował się niektóre mechanizmy w sprzęcie do pobierania próbek łazika. Inżynierom w końcu udało się wytrwać i wstrząsnąć żwirem, aby rozwiązać problem. W ostatnich tygodniach, mówi Jose Antonio Rodriguez Manfredi, główny badacz instrumentu pogodowego łazika w Centrum Astrobiologii w Madrycie, silne wiatry, kurz i małe kamyczki wbiły się w wiele czujników wiatru łazika, uszkadzając je.

Mały helikopter o nazwie Ingenuity, towarzysz wytrwałości, nadal działa. Naukowcy planują wykonać pięć lotów w ciągu 30 dni. Ale do tej pory zrobiła 19 kursów i pokonała ponad 3,8 kilometra. Jest on obecnie wystawiany przed sondą i zostanie wykorzystany, jeśli nadal pozostanie, do zbadania tras, którymi łazik może obrać po dotarciu do Delty Jezero, aby zebrać więcej rdzeni.

„Próbki delta będą niesamowite” – mówi Boussack. „Nie mogę się doczekać. Naprawdę nie mogę się doczekać.”