За пять отчетных месяцев, с ноября 2012 по март 2013 г., американский марсоход Curiosity по существу достиг поставленной перед проектом цели. Он провел серию химических анализов образцов грунта на дне кратера Гейл и доказал, что условия в этом районе Марса в прошлом были благоприятны для существования жизни. Большой полуавтономный ровер прошел 738 м и на протяжении трех недель боролся со сбоями бортовых управляющих компьютеров. Работа на Марсе продолжается.
    За период от посадки 6 августа и до 1 ноября 2012 г. Curiosity прошел 484 метра - значительно меньше, чем мог бы и чем ожидалось при планировании работ. Нужно было проверить в реальной работе научную аппаратуру, включая манипулятор и средства сортировки, загрузки и анализа вещества Марса. Программу приходилось корректировать по оперативной информации российского нейтронного спектрометра ДАН о количестве воды «под колесами», по данным от лазерного спектрометра ChemCam, да и просто по результатам путевой фотосъемки. За пять следующих месяцев ровер проехал вдвое меньше - всего 254 м, а испытания аналитических инструментов растянулись аж до конца марта. Но обо всем по порядку.

МАРСОХОД CURIOSITY

    Первая длительная научная стоянка была сделана в зоне Рокнест, где ровер работал со 2 октября по 16 ноября. Дважды -17-18 и 23-25 октября - были проведены анализы минерального состава вещества песчаной дюны с помощью только прибора CheMin. 9 ноября манипулятор марсохода зачерпнул пятый по счету совочек мелкого песка и пыли. Материал был подан в устройство подготовки грунта CHIMRA, также размещенное на манипуляторе, обработан вибродробилкой и просеян, после чего через выходное отверстие диаметром 4 мм в первый раз загружен в приемную воронку анализатора SAM. На следующий день вторую часть материала подали для контроля в прибор CheMin.

Пять раз Curiosity зачерпнул совочком грунт из песчаной дюны Рокнест, и три порции ее вещества были проанализированы приборами CheMin и SAM

МАРСОХОД CURIOSITY

    В ночь с 9 на 10 ноября SAM произвел анализ образца. В кварцевой печке анализатора грунт был нагрет до 835°С, и выделившиеся вещества регистрировались тремя различными детекторами в его составе: квадрупольным масс-спектрометром QMS, газовым хроматографом GCMS и лазерным спектрометром TLS. 11 ноября результаты были переданы на Землю по телеметрическому каналу. На следующий день прибор получил еще одну порцию грунта для анализа, но из-за нехватки электроэнергии ее обработка была отложена.

МАРСОХОД CURIOSITY

6 ноября изменился распорядок работы ученых и наземной группы управления. В течение трех месяцев после посадки работа 200 специалистов JPL и 425 исследователей была привязана к смене дня и ночи на Марсе, и это было очень неудобно. Человек плохо переносит график, отличный от земного и плывущий относительно него - а на Марсе каждый день начинался на 40 земных минут позже. Теперь же более половины ученых перевели на дистанционную работу в своих университетах и институтах с общением по Сети, а для большей части специалистов, занятых в планировании и управлении миссией, ввели постоянные рабочие часы - с 08:00 до 20:00 по времени Пасадены, то есть с полуночи до полудня по Гринвичу и... с 20:00 до 08:00 по летнему московскому времени. Увы, когда приборы изготовлены научными учреждениями всего мира, график задают хозяева космического аппарата, и москвичам из группы Игоря Митрофанова в ИКИ «по умолчанию» выпала ночная работа.

МАРСОХОД CURIOSITY

    13 ноября научный руководитель эксперимента Пол Махаффи (Paul R. Mahaffy) объявил, что первый анализ выполнен успешно и принес хорошие данные. Какие именно - решили объявить 3 декабря на пресс-конференции, приуроченной к осенней сессии Американского геофизического союза в Сан-Франциско.

10 ноября орбитальный разведчик MRO обнаружил в южном полушарии Марса пылевую бурю регионального масштаба (первую после 2007 г.), а 16 ноября выявил в этом районе серьезную температурную аномалию: Солнце нагревало пыль, и на высоте 25 км было на 25°С теплее обычного. Curiosity находился на расстоянии свыше 2000 км от места события, однако бортовой метеокомплекс REMS «почувствовал» бурю: максимальное суточное атмосферное давление упало, а ночная температура немного повысилась. Резко выросло и содержание пыли в воздухе - настолько, что на снимках 16 ноября склоны горы Шарпа были практически не видны. Операторы Curiosity опасались разрастания этой региональной бури в глобальную (что многие ученые только приветствовали бы), но к 25 ноября площадь ее заметно уменьшилась, и стало ясно, что шторм стихает. К 15 ноября с помощью REMS было зарегистрировано более 20 атмосферных явлений, в том числе один вихрь. К удивлению ученых, в районе посадки преобладали ветры широтных направлений - западные и восточные, параллельные валу кратера. Они ожидали, что соседство с горой Шарпа на юге будет благоприятствовать северным и южным ветрам. Радиационный фон на поверхности планеты, под защитой ее разреженной атмосферы, все же оказался вдвое ниже, чем на траектории перелета от Земли к Марсу.

ПЫЛЕВАЯ БУРЯ

    Не дожидаясь этого, 20 ноября в интервью Национальному общественному радио США научный руководитель проекта Джон Гротцингер (John P. Grotzinger) заявил, что обнаружено нечто «потрясающее» и что эти данные «могут войти в учебники истории». Увы, как это уже не раз случалось в истории исследований Марса, сенсация оказалась дутой, а действительность - вполне обыденной.
    В грунте Марса были найдены связанная вода и серо- и хлорсодержащие соединения, в частности уже знакомые по измерениям посадочного аппарата Phoenix перхлораты. Газовый хроматограф в составе SAM выявил также хлорированные производные метана - CH₃Cl СН₂Сl₂, СНСl₃, а также неназванное тяжелое соединение с четырьмя атомами углерода. В силу определения они являлись органическими соединениями, но, вероятно, не находились в грунте, а были синтезированы в ходе нагреве образца. Что касается хлора, то ученые были уверены, что он имеет местное происхождение, а вот насчет углерода сделали оговорку о его земном происхождении. Других органических соединений в заметных количествах обнаружено не было.
    Интересным и важным было сообщение Пола Махаффи об изотопном составе водорода в связанной марсианской воде. Соотношение дейтерия и обычного водорода D/H оказалось впятеро выше, чем в земных океанах; скорее всего, это свидетельствовало о постепенном увеличении доли тяжелого изотопа по мере испарения воды.
    4 декабря пресс-служба ИКИ РАН опубликовала итоги работы нейтронного спектрометра ДАН. К этому дню в 25 точках по маршруту движения ровера были проведены 58 сеансов активных измерений и выявлены заметные вариации количества водорода (а следовательно, и воды) в грунте. В верхнем слое толщиной до 20-30 см содержание воды не превышало 1 % по массе, но на большей глубине местами превышало 4%. Одним из таких «влажных» мест и была стоянка Рокнест.


    Тем временем 16 ноября, в юбилейный 100-й день (сол) работы на Марсе, ровер сдвинулся на 1.9 м к камню под названием Rocknest 3, чтобы «считать» его химический состав альфа-рентгеновским спектрометром APXS. Этот кусок слоистой породы длиной 40 см и высотой 10 см выделялся множеством вертикальных трещин или пустот. Ранее он изучался лазерным спектрометром ChemCam, который просто издырявил его вертикальную поверхность, сделав в 30 сеансах более 1500 «залпов» лазерной пушкой.

Rocknest 3

МАРСОХОД CURIOSITY

Rocknest 3

МАРСОХОД CURIOSITY

    18-19 ноября марсоход приблизился к цели вплотную, APXS провел два 10-минутных сеанса измерений, и сразу после этого ровер ушел на 25.3 м на восток, к точке Пойнт-Лейк. Там в течение нескольких суток, пока американцы отмечали День благодарения, Curiosity проводил активное зондирование грунта с помощью ДАН, снимал камерой MastCam предстоящий маршрут в зону Гленелг и возможные цели для бурения и взятия образца твердой породы, проверял буровое устройство. Из ближайшей окрестности значительный интерес представляли собой плоские «плитки», под которыми в результате выветривания образовались обширные пустоты. Ровер подробно отснял сравнительно свежий слом на одной из таких плиток.

Point Lake (Пойнт-Лейк), 106 сол

МАРСОХОД CURIOSITY

Пустоты под плитками, 106 сол

МАРСОХОД CURIOSITY

    26 ноября NASA подвело итоги первого года после запуска MSL и 16 недель работы ровера на Марсе. К этому дню было пройдено 517 м и сделано более 23000 снимков. Тем временем 27-28 ноября ровер переместился в соседнюю точку у выступа Bell Island и провел там еще девять суток за съемкой, лазерным зондированием пород и контактными измерениями с помощью APXS. В 113-й день была еще раз проверена работоспособность бурового устройства.
    Curiosity все еще нес с собой немного песка с дюны Рокнест, и 30 ноября его остатки «скормили» анализатору SAM. Всего до знаменитой пресс-конференции главный прибор ровера выполнил четыре анализа указанного вещества.
    В период с 7 по 10 декабря (солы 120-123) Curiosity прибыл наконец в район Гленелг, где сходились в одной точке три типа марсианской поверхности. Как и планировалось, ровер сделал обход к югу и затем к востоку общей длиной 79 м и пересек границу зон низкой и высокой тепловой инерции грунта. Подтверждение было немедленно получено от бортового метеокомплекса REMS: если во время стоянки у Bell Island максимальная дневная температура грунта колебалась вблизи +15°С, а ночная составляла в среднем -88°С, то начиная с 8 декабря дневная температура скачком снизилась до +3°, а ночная поднялась до -80°.
    Важной точкой этого участка пути стал слоистый, с косым залеганием пластов, каменный выступ Shaler, где ДАН показал высокое содержание воды; марсоход отснял его камерой MastCam и «прощупал» спектрометром ChemCam. Рисунок слоев и размеры «песчинок» говорили в пользу формирования породы в текущей воде, где подводные отложения как раз имеют разные наклоны.

Каменный выступ Shaler

МАРСОХОД CURIOSITY

    На следующей стоянке были найдены многочисленные кольцевые структуры, напоминающие окаменевшие остатки пузырей в грязевом растворе.

«Пузырь» лопнул, краешки остались

МАРСОХОД CURIOSITY

МАРСОХОД CURIOSITY

    Последний 19-метровый «бросок» 10 декабря оказался на 30% короче планового - две оценки крена аппарата разошлись на недопустимую величину, и компьютер RCE-A блокировал дальнейшее движение. Но это была лишь короткая остановка перед спуском с уже исследованной территории аллювиального конуса вниз, на старую кратерированную поверхность. Ее ближайший ровный и гладкий участок диаметром под сотню метров, окруженный «береговыми уступами» из более стойких пород, получил имя Йеллоунайф-Бей.

Yellowknife Bay (Йеллоунайф-Бей), 37, 138 и 141 сол

МАРСОХОД CURIOSITY

    Хотя высота «ступеньки» составляла не более полуметра, преодолевать ее надо было с осторожностью. 11 декабря ровер прошел 14 м - сначала вдоль края, а затем повернув к нему. Снимки показали благоприятный для схода рельеф, и 12 декабря (сол 125) Curiosity спустился и проехал 26 м по древней равнине, проводя по дороге съемку и зондирование пород.
    И сразу же - ценная находка: обнажение Sheepbed с очень заметными светлыми прожилками толщиной до нескольких миллиметров. В точке Crest применили лазерный спектрометр ChemCam, и он показал повышенное содержание кальция, серы и водорода. «Эти прожилки, вероятно, состоят из гидратированного сульфата кальция в форме бассанита или гипса, - заявил участник научной группы ChemCam Николя Мангольд (Nicolas Mangold) из Лаборатории Планетологии и геодинамики в Нанте. - На Земле формирование таких прожилок требует циркуляции воды по трещинам». Аналогичный механизм был предложен и для Марса: отложение минерала по краям трещины с постепенным ее заполнением. Происходило это в то время, когда исходная трещиноватая порода находилась под поверхностью планеты.

Обнажение Sheepbed

МАРСОХОД CURIOSITY

    «Данные с орбиты привели нас сюда, но найденное оказалось большим сюрпризом, - заявил Джон Гротцингер. - В этой области выявлен другой тип влажной среды, нежели в сухом русле, где мы приземлились, а может быть, и несколько различных типов». В самом деле, микрокамера МАHLI позволила найти как песчаник с частицами размером до зерен кукурузы, так и алеврит, зерна которого были мельче сахарной пыли. «Зерна разного размера говорят о различных условиях переноса», - отметила заместитель научного руководителя МАНИ Эйлин Йингст (R. Aileen Yingst).
    14 декабря ровер прошел по дну «залива» еще 33 м и приблизился к камням Costello и Flaherty со светлыми прожилками. Они были обследованы при помощи спектрометра APXS и камеры МАНLI с особо высоким разрешением. 17 декабря Curiosity подошел к самой «береговой линии» на северно-западной стороне «залива», и внимательный взгляд MAHLI выхватил на сколе песчаника по имени Gillespie Lake «гипсовую розу» - кристаллическое образование размером до 2 мм, отражающее и преломляющее солнечный свет.

Gillespie Lake

МАРСОХОД CURIOSITY

    20 декабря, в 133-й сол, марсоход отступил на 22.4 м к юго-западу, на участок, названный «Бабушкин дом». По дороге он раздавил колесами несколько плоских «плиток» марсианского грунта, похожего на окаменевшую корку грязи, и обнажил ярко-белые сколы; нетронутые плиты были покрыты сеточкой белых прожилок.

Белые прожилки

МАРСОХОД CURIOSITY

    Нижний из известных в районе работы Curiosity геологический горизонт с прожилками и сферулами (округлыми конкрециями) назвали Sheepbed. Выше его залегали породы горизонта Gillespie, а еще выше - окаменевшие пески горизонта Shaler. Все они имели осадочное происхождение.