На фоне уверенного движения американского «атомного танка» Curiosity к горе Шарпа и обсуждения научных задач и
исследовательской программы его преемника в 2020 г. из поля зрения общественности почти совсем выпал «старый» марсоход - ровер Opportunity. А
между тем в январе 2014 г. исполнилось десять лет, как он и его дублер по имени Spirit десантировались на поверхность Марса. Напарник погиб в
марте 2010 г. - застряв в рыхлом песке, он не смог принять требуемой для зимовки ориентации и замерз. Opportunity продолжает трудиться на
экваториальной Равнине Меридиана, превысив свой плановый трехмесячный срок работы в сорок раз!
Наша предыдущая публикация была посвящена работе Opportunity на гряде Кейп-Йорк - сохранившемся участке вала
22-километрового кратера Индевор, образовавшегося свыше 3.5 млрд лет назад. За очередные полтора года американский ровер завершил исследование
ее участка, известного как холм Матиевича, пересек равнину Ботани-Бей и достиг мыса Соландер-Пойнт - начала более высокой гряды Кейп-Трибьюлейшн.
Но обо всем по порядку...
|
Панорама Матиевича в ложных цветах (для большего контраста). Ровер проделал путь в 35,5 км от места посадки до точки где была снята эта панорама.
Снимки для панорамы ровер сделал в период с 19 ноября 2012 (3137 сол) по 3 декабря 2012 года (3150 сол). Обзор по направлению северо-запад.
Именно в этой местности с орбиты были обнаружены глинистые отложения на поверхности Марса.
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
|
Панорама Матиевича в приблизительно истинных цветах. Именно так увидел бы человек это место, окажись он на Марсе.
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
Умный в гору не пойлет...
Холм Матиевича интересовал ученых в двух отношениях. Во-первых, измерения с орбиты спектрометром CRISM на спутнике
MRO выявили на этом маленьком участке гряды Кейп-Йорк специфический глинистый минерал - железистый смектит, и его надо было найти и исследовать.
Во-вторых, уже на месте была обнаружена новая форма марсианской породы - сферические гранулы диаметром до 3 мм, отличающиеся от хорошо известной
гематитовой «марсианской черники» низким содержанием железа. Ради них было решено задержаться.
Ровер начал подъем на холм с восточной, внутренней стороны 25 августа 2012 г. и выбрал для детальных исследований
обнажение Уайтуотер-Лейк - ровную, необычайно светлую плиту шириной около 80 см с пурпурным покрытием и прожилками. Именно этот ярус, судя по
аккуратно привязанным данным с орбиты, должен был содержать смектиты. Opportunity работал над Уайтуотер-Лейк целый месяц, с 12 сентября до 10
октября. С помощью камеры-микроскопа MI и альфа-рентгеновского спектрометра APXS были изучены группа точек Азильда и темная деталь Челмсфорд.
|
Камни Уайтуотер-Лейк (Whitewater Lake, см. панораму сверху), отснятые 6 сентября 2012 г. Композитное изображение, сформированное из трех
монохромных с разными светофильтрами.
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
Фреза RAT оставила в камне за 15 минут работы глубокое отверстие с очень ровным дном - марсианская порода оказалась темной
и исключительно мягкой. Спектрометр показал повышенное содержание кальция и марганца, серы и хлора. Увы, Opportunity уже не мог использовать два прибора,
способные определить минеральный состав, - термоэмиссионный спектрометр Mini-TES вывела из строя пылевая буря 2007 г., а в мёссбауэровском спектрометре
полностью исчерпался радиоактивный источник.
|
Участки Уайтуотер-Лейк, обработанные фрезой RAT, оказались неожиданно темными
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
За период с 10 октября (сол 3098) по 15 ноября (сол 3133) Opportunity в поисках интересных объектов обошел холм Матиевича
против часовой стрелки: путь ровера состоял из 17 отдельных коротких участков и имел общую длину 380 метров. Конец кольцевого маршрута был отмечен
приходом пылевой бури регионального масштаба, охватившей территорию площадью 10 млн км
2. К счастью, ее активная часть находилась на 1300 км
южнее, но коэффициент непрозрачности атмосферы τ скачком вырос с 0.59 до 0.90 и оставался высоким вплоть до марта 2013 г. Несмотря на то что Марс
именно в это время проходил перигелий орбиты, суточный приход электроэнергии упал с 580-590 до 480-500 Вт-ч.
|
Сол 3110
|
|
Сол 3121
|
|
Сол 3133
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
19 ноября ровер приступил к детальному обследованию участка Сэндчерри («Лесчаная ягода») и одновременно - до 3 декабря -
снимал цветную панораму. 6 декабря марсоход переместился к уступу Коппер-Клифф, на котором читался явный контакт между двумя геологическими слоями.
Здесь подробному изучению с помощью микрокамеры и спектрометра APXS подвергся участок Онапинг и группа целей Вермиллион. Результат озадачил ученых:
содержание железа оказалось очень низким, и это означало, что первоначальная гипотеза о природе Коппер-Клифф была неверна и что это часть нового,
ранее неизвестного слоя.
|
Общая панорама холма Матиевича и исследованных образцов
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
|
Уступ Коппер-Клифф, сол 3153
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
|
Участок Онапинг на обнажении Коппер-Клифф (Copper Cliff)
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
5-10 января 2013 г. Opportunity вернулся к обнажению Уайтуотер-Лейк с целью изучить светлую жилу Ортиз. Заключение
оказалось таким: жила состоит из сульфата кальция, предположительно в форме гипса, и ее происхождение связано с водой. Образец не имеет родственных
связей с кратером Индевор и образовался раньше, чем эта крупная астроблема.
|
Обнажению Уайтуотер-Лейк. 3071 сол, 13 сентября 2012 года.
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
22 ноября, 13 декабря и 20 января отмечались проблемы с манипулятором (застревание при вращении в плечевом суставе),
связанные с работой магнитных тормозов при низкой заданной скорости перемещения. Серьезных последствий для выполнения программы они не имели. Более
неприятными оказались сбои при обращении к файловой системе постоянной памяти бортового компьютера, подобные тем, что уже были в 2009 г. б января, когда
они проявились вновь, часть данных, записанных для передачи на Землю, была потеряна. В качестве страховки операторы приняли правило том, что наиболее
важная информация должна передаваться в тот же день, до кратковременного ночного «сна».
После повторной работы на Уайтуотер-Лейк движения Opportunity, если смотреть за ними со стороны, приобрели характер
неуправляемых метаний, хотя в действительности логика под соответствующими решениями была, и еще 220 метров были пройдены не зря.
26 января 2013 (сол 3203) марсоход сдвинулся на 21.5 м к северу в район Флэк-Лейк и занялся изучением сферул - упомянутых выше
сферических гранул - в точках Фуллертон-1 и -2. Здесь, как и в некоторых предыдущих случаях, измерения проводились и на запыленной поверхности, и на
очищенной с помощью щетки RAT.
|
|
Немагнетитные сферулы. Камера MI, 30 января 2013 г.
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
В поисках четкой границы геологических слоев 4-5 февраля аппарат сделал еще 40 метров на север до точки, где уже стоял
17 октября, и изучил марсианскую породу на участке Фекунис-Лейк. 9-12 февраля, опять же двигаясь по своим собственным следам, он достиг участка Мэли.
Увы, четкой границы не было: внизу залегали породы типа Уайтуотер-Лейк с негематитовыми «шариками», вверху - ударные брекчии горизонта Шумейкера, а
переход между ними оставался постепенным, потому что при ударе и последующем выветривании материалы обоих видов отчасти перемешались.
20-23 февраля ровер вернулся в точку Биг-Никел, впервые пройденную 14 октября. Операторы намеревались с поскоблить
колесом и затем исследовать участок Боксуорк со странными прямоугольными структурами, но из-за сильного проскальзывания на 12-градусном уклоне сделать
этого не удалось. Взамен было решено изучить марсианский материал в точке Лихир, но и с этим возникли проблемы.
|
Камень Эсперанс (выше центра кадра) с точками Эсперанс-6 и Лихир. Изображение построено из кадров, отснятых панорамной камерой Opportunity
23 февраля 2013 г.
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
28 февраля (сол 3235) бортовой компьютер КА произвел мягкую перезагрузку из-за некорректной попытки записи в файловую
систему. Opportunity перешел в режим Automode, в котором он ежедневно «просыпается» и обеспечивает сеансы связи напрямую с «Землей» в Х-диапазоне
и в УКВ-диапазоне через спутник Марса, играющий роль ретранслятора. На следующий день произошел ожидаемый сбой связи в Х-диапазоне - по-видимому,
из-за неправильной ориентации остронаправленной антенны. 2 марта на борт были отправлены инструкции с целью очистки пострадавших участков памяти
и подкорректированные для дальнейшего использования части бортовых программ. Активация их прошла успешно, и ровер вернулся в нормальное состояние.
Крайних мер - таких как переформатирование флэш-памяти - пока не потребовалось.
5 марта 2013 года Opportunity проехал 33 м на юг к обнажению Кирквуд, с которого началось в августе 2012 г. его
«знакомство» с холмом Матиевича. 9 марта повторился сбой памяти, поэтому к реальному изучению сферул марсоход приступил двумя днями позже. 16 и
19 марта RAT была задействована для фрезерования лунки в точке Стёрджн-Ривер-3; извлеченный материал, оказавшийся с неожиданным фиолетовым, и
даже пурпурным, оттенком, был отснят и отспектрометрирован на предмет наличия небольшой доли гематита.
|
Точка Стёрджн-Ривер-3
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
Происхождение новых сферул, несмотря на долгие споры, пока остается неясным. По основной версии, это «диагенетические
конкреции, но сравнительно слабо сцементированные, возможно, с использованием какого-то из оксидов железа». По второй, менее популярной, они
представляют собой лапилли - продукт вулканических извержений древности.
21-26 марта ровер в третий раз (!) вернулся в район Биг-Никел, чтобы провести измерения на группе образцов Эсперанс
(«Надежда»), предположительно богатых филлосиликатами. 2 апреля марсоход задействовал спектрометр APXS для длительных сеансов автономных измерений -
на весь период соединения Марса с Солнцем, с 9 по 26 апреля. Все это время «Земля» не беспокоила Opportunity, стоявший на отметке 35.65 км от
начала пути по поверхности Марса.
|
Камень Эсперанс (выше центра кадра). Изображение построено из кадров, отснятых панорамной камерой Opportunity 28 марта 2013 г.
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
|
Лунка, высверленная в камне Эсперанс для изучения его элементного состава
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
В первом после прохождения Марса за Солнцем сеансе выяснилось, что 21 апреля (сол 3286) у ровера случился новый сбой
с флэш-памятью - и он ушел в авторежим. Попытка вывести его в нормальное состояние 30 апреля оказалась безуспешной из-за допущенной оперативной
ошибки, но уже 1 мая Opportunity вернули в работу.
2 мая ровер выполнил микроскопический, всего на 0.5°, поворот, чтобы 7 мая просверлить марсианскую породу устройством
RAT. Эта операция была выполнена, несмотря на резкое ухудшение прозрачности атмосферы из-за местной пылевой бури - коэффициент τ достиг 1.53, а
суточный приход энергии упал до 385 Вт-ч.
|
Май 2013 года. 3308 сол. Окаменевшая глина
|
МАРСОХОД OPPORTUNITY
|
11 мая ночные измерения в сделанной выемке удалось завершить, а 17 мая NASA объявило, что образец Эсперанс оправдал
надежды ученых. Очищенная часть по составу оказалась очень близка к минералу монтмориллониту из группы смектитов класса филлосиликатов, обладая
высоким содержанием алюминия и кремния при малом количестве кальция и железа. Эти показатели оказались рекордными за девять лет работы на Марсе!
Итак, по предварительной оценке специалистов, перед ними была окаменевшая глина, претерпевшая интенсивную альтерацию
водой с нейтральной реакцией. Вода растворила и частично удалила соединения магния, железа и кальция, а натрий, алюминий и кремний остались. Вероятно,
это самый древний из подобных образцов - породы, образовавшиеся позже, несут следы воды с большой кислотностью. «Воды было достаточно не только
для реакций, в которых сформировался глинистый материал, - отметил Скотт МакЛеннан из Университета Нью-Йорка в Стони-Брук, - но и для того, чтобы
удалить ионы, которые стали свободными в результате этих реакций».
Марс в 2012—2014 гг.
|
30 сентября 2012 г. - равноденствие (начало осени в северном полушарии)
24 января 2013 г. - Марс в перигелии 24 февраля 2013 г. - солнцестояние (начало зимы в северном полушарии)
17 апреля 2013 г. - соединение с Солнцем
1 августа 2013 г. - равноденствие (начало весны в северном полушарии)
2 января 2014 г. - Марс в афелии
15 февраля 2014 г. - солнцестояние (начало лета в северном полушарии)
8 апреля 2014 г. - противостояние Марса
18 августа 2014 г. - равноденствие (начало осени в северном полушарии)
12 декабря 2014 г. - Марс в перигелии
|
Марс в 2012—2014 гг.
|
Стивен Сквайрз, научный руководитель проекта, охарактеризовал полученные результаты как одни из самых важных в его истории
и добавил, что образец Эсперанс претерпел намного большие изменения, чем породы изученного ранее района Уайтуотер-Лейк: «Интенсивная альтерация [образца]
Эсперанс [шла] вдоль трещин, которые обеспечивали пути тока воды. Вода, которая проходила сквозь трещины на протяжении истории этого камня, была бы
наиболее благоприятной средой для биологии в сравнении со всеми другими водными средами, следы которых записаны в изученных ранее с помощью Opportunity
образцах».