127,8
рейтинг
14 декабря 2012 в 10:17

Что в кратере тебе моём?

Как и обещал, публикую материал о том месте, которое сейчас исследует марсоход Curiosity. Кратер Гейла и гора Шарпа (Эолида), по мнению NASA – самые перспективные объекты для исследования на поверхности Марса. Оттуда мы сможем получить самую богатую научную информацию, которою в состоянии собрать такой совершенный робот-геолог как Curiosity.
image


Для того чтобы выбрать удачное место для исследований на Марсе, необходимо было как следует изучить планету дистанционно – с орбиты. Для этого в 2005 году был запущен Mars Reconnaissance Orbiter – выдающийся прибор, достойный своего сухопутного последователя. Этот спутник – фактически телескоп, обращенный вниз, который имеет несколько камер, позволяющих снимать поверхность Марса с детализацией до 25 см на пиксель. Он вращается по круговой орбите на высоте 300-275 км над планетой и непрестанно сканирует поверхность своими оптическими приборами
image

Стараниями MRO и его предшественников было определено несколько участков, которые представляют наибольший интерес для исследования и обещают интересные открытия. Практически все они связаны с деятельностью воды на поверхности Марса, и только кратер Гейла с горой в центре представляет собой более сложное образование.


Гора Шарпа или официально «Эолида» интересна хотя бы тем, что ученые всего мира просто не в состоянии понять, как же она образовалась. Помимо этой загадки, Эолида прежде всего привлекательна для ученых своим строением. Ее слоистая структура – это уникальное обнажение, которое удобно для исследования доступными техническими средствами. Эти факторы обусловили решение геологов NASA, которые после активных дискуссий выбрали кратер Гейла как цель для MSL Curiosity.
image

Кратер Гейла – это очень древний геологический объект на поверхности Марса. По сегодняшним оценкам ему 3,5-3,8 млрд. лет. То есть он захватывает древнейший – Нойский (Noachian) период известной на сегодняшний день марсианской геологической истории. Свои первые 100 тыс. лет кратер существовал во времена, когда условия на Марсе были очень похожи на условия Земли в период зарождения первой жизни. Он возник после падения огромного астероида диаметром несколько километров. От удара образовался 150-километровый кратер. Сила взрыва сравнима с ударом, который 65 млн. лет назад погубил на Земле динозавров. Несмотря на масштабы удара, этот кратер далеко не самый большой на Марсе. Подобных ему десятки, а рекордсмены: Эллада, Аргир, Исидис, – превосходят Гейла в десять и более раз.

Особенностью образования кратера Гейла является высокое центральное поднятие. Подобные пики не редкость в кратерах такого масштаба. При ударе планетарная кора ведет себя практически так же, как поверхность жидкости при падении капли, а появление центрального пика зависит от строения коры и количества выделившейся во время удара энергии – успеет гора застыть или расползется, оставив дно кратера плоским.
image

Отличие горы Шарпа от прочих марсианских кратеров в том, что она не осталась в одиночестве, а начала собирать вокруг себя осадочную «юбку» — слой за слоем расползаться в стороны к краю кратера, но при этом отложения не наполнили кратер по самые края, оставив глубоким дно.

После того как кратер Гейла привлек внимание NASA, его еще более пристально изучили с орбиты. Исследования проводились как в оптическом диапазоне – камерой HiRise MRO, так и в инфракрасном. Анализ, проведенный камерой THEMIS спутника Mars Odyssey, позволил определить геологические различия в структуре грунта, который выглядит однообразным для обычного человеческого взгляда.

THEMIS позволяет определять различия в марсианской породе благодаря исследованию термальной инерции. Говоря простым языком, камера видит, как быстро остывает поверхность после нагрева и как быстро нагревается после охлаждения. В зависимости от своего геологического строения, поверхность ведет себя по-разному: песок быстро нагревается и быстро остывает, камень долго копит тепловую энергию и долго отдает ее в течение ночи. Чтобы определить разницу нагрева-охлаждения, съемку проводили в дневном и ночном режиме.
image

Похожий прибор был установлен еще на советском аппарате «Фобос-2». Занимаясь исследованием поведения марсианского грунта под тенью Фобоса, он успел породить отечественную уфологическую легенду про «веретенообразный НЛО» и «инверсионный след» на Марсе. Хотя всего лишь снял остывший в тени Фобоса грунт инфракрасной камерой. К сожалению, проработал он всего пару месяцев, а Mars Odyssey трудится уже почти десятилетие, а после недавней «пересадки мозга» — перехода на резервный компьютер – готов работать еще столько же.
image

Исследование HiRise и THEMIS определили точку посадки в самом кратере Гейла. Подробно изучая гору Шарпа, ученые обнаружили два глубоких каньона, которые рассекли толщу горы и создали удобный участок для осмотра ее внутреннего строения. Неподалеку от одного из них термальная съемка определила еще один интересный участок поверхности Эолида Паллс – равнины Эолида. Поток воды с северо-запада размыл кольцевой вал кратера и вынес на равнину веер (fan) аллювиальных пород. Этот веер имеет разные характеристики грунта с низкой и высокой термальной инерцией, то есть одна часть рыхлая, вторая очень плотная.
image
(Фиолетовый — рыхлые отложения, зеленый — твердые. Красный цвет — каньон и русла. Расположение Curiosity обозначено белым крестиком)

Помимо этого на равнине имеются достаточно распространенные для Марса детали рельефа, которые встречаются не только в кратере Гейла, но сухопутными средствами они еще не изучались. Речь идет об inverted channels «руслах навыворот» (на схеме отмечены желтым).
image

Считается, что это речные русла, в которых грунт изменил свою структуру и оказался крепче окружающей поверхности, которая была разрушена ветровой эрозией. То есть ветер снял берега рек ниже их дна, но донные отложения оказались более устойчивы к выветриванию. Альтернативная теория их формирования говорит о том, что инвертированные русла возникали, когда речные потоки выносило в стоячие водоемы. Потоки замедлялись и песок, который переносило водой, опускался на дно озер и морей. Подобным образом формируются речные дельты на Земле, и также формировались на Марсе, но насчет возникновения inverted channels единства мнений пока нет. Рабочие инструменты Curiosity могут помочь разобраться и в этом, но марсоход приземлился вдали от этих «каналов» и вряд ли ради них сделает крюк в несколько километров.

Там, где приземлился марсоход, наибольшее внимание ученых приковал к себе участок с тремя типами грунта.
image

Место, названное Гленелг, стало первой крупной целью Curiosity, которая даже вынудила его слегка отклониться от первоначального маршрута. В данном месте сходятся три типа поверхности: конус выноса с низкой термальной инерцией; участок, который NASA обозначает как HTI — high thermal inertia – с высокой термальной инерцией; и более древний участок, густо усыпанный кратерами.

Исследование первого типа грунта проходило во время пути до Гленегла. Именно здесь была обнаружена окатанная галька, которая указала на воздействие потока воды.
image

Гораздо больший интерес геологов вызывает порода HTI. Сейчас это самая главная загадка, с которой собирается разобраться Curiosity. По логике, высокая термальная инерция характерна для скальных пород, но располагается этот тип поверхности только в одном месте кратера Гейла — в конусе выноса из размытой стенки кратера. Первоначальная версия геологов была в том, что эта порода была размыта водой и сцементировалась, когда поток высох. Вид из космоса подсказывал, что такой сценарий вполне правдоподобен – поверхность выглядит как дно пересохшего озера, которое потрескалось. Однако марсоход взглянул на это место снизу, и все меньше надежд остается на то, что эта поверхность подобна засохшему илу.
image
Форматы больше ВК

После того как Curiosity вышел с конуса выноса к Гленелгу, все больше его камеры стали фиксировать напоминающие вулканические породы камни, и почти совсем исчезла окатанная галька. Поначалу на свое вулканическое происхождение указывали отдельные камни. Самый первый доказанный вулканический булыжник – «Джейк Матиевич».
image

Потом их число стало расти.
image

Наконец, когда некоторые слои стали напоминать целые застывшие потоки лавы, я понял, что пора искать вулкан.
image

Ближайший известный вулкан – в нагорье Элизиум в 1200 км от кратера Гейла. Отдельные камни как-то можно было представить прилетевшими в ходе мощнейших извержений. На Земле Кракатау раскидывал камни на сотни километров, а из-за низкого притяжения на Марсе дальность могла возрасти в несколько раз. Но лавовую реку так далеко забросить невозможно, тем более она должна еще преодолеть кольцевой вал кратера. Вывод напрашивался очевидный – где-то поблизости был вулкан. При этом вероятность того, что гора Шарпа – вулкан, практически нулевая. Со спутника не видно никаких признаков вулканической активности на самой горе. NASA ничего не упоминает о вулкане.

Пришлось самостоятельно вооружиться стереоочками и отправиться в путешествие по анаглифичному снимку кратера и его окрестностей.
image
(NASA предлагает всем владельцам красно-синих очков погрузиться в мир марсианских 3D-анаглифов)

И вулкан нашелся довольно быстро. Точнее гора, которая может быть интерпретирована как вулкан. Возвышение в виде полумесяца можно найти к северо-западу от места посадки. Как раз там, откуда вытекал поток воды, прорезавший вал кратера и выносивший потоки породы на равнину.
image

Предположение, что эта гора – вулкан, объясняет многие наблюдения. Во-первых, речное русло могло сформироваться, когда извержения приводили к таянию ледников, которые могли лежать у подножия вулкана. Во-вторых, находят объяснения все эти куски пемзы, вулканического туфа и лавовые натеки вокруг марсохода. В-третьих, именно лава могла оказаться той твердой породой с высокой степенью термальной инерции. Правда, если сравнить карту термальной инерции пород с нынешним местоположением марсохода, то видно, что до HTI он еще не доехал, а лавы кругом уже целые пласты. Так что окончательно загадка не разгадана.
image
(Красные точки — маршрут марсохода)

NASA, как кажется, об этом вулкане даже не догадывается, по крайней мере о нем нет ни одного упоминания в научной документации, описывающей место посадки, и нет ни одного кадра этого места камерой высокого разрешения HiRise спутника MRO, которой сам кратер Гейла и русло реки изучались весьма пристально.

Но в кратере хватает и других загадок. Еще два месяца назад, когда Curiosity забрался в свое каменное гнездо (Rocknest) и провел в нем 40 дней, в объективы его камер попался очень интересный участок.
image

Эти слои, названные Shaler, располагаются как раз на границе двух типов поверхности и могут раскрыть подробности происхождения самого древнего участка Гленелга. Обычно такие слои из песчаника формируются при сезонном воздействием воды. Причем строго горизонтальные слои – на дне водоемов, а косые – в прибрежной зоне – фактически на пляжах.

Вот, к примеру, песчаник Аризоны:
image

Но материал этих марсианских слоев еще не известен, поэтому возможно и другое его происхождение. Дело в том, что марсоход сейчас целенаправленно движется к точке Point Lake, где предполагается провести первые буровые работы на Марсе.
image

В своем движении он только незначительно отвлекается на интересные объекты. Возможно, команда Curiosity предполагает возвращаться тем же маршрутом, поэтому обходит стороной даже такие привлекательные места как Shaler.
Но место это удивительное. На это намекает и название, данное в честь американского палеонтолога. Явно, NASA ждет там что-то интересное.
image

Я с нетерпением жду когда они вернутся к исследованию этих слоев.
image

По мере спуска в низину, названную Yellowknifle Bay, под колеса марсохода стали попадаться странные «пузыри».
image

Это еще одна загадка, которую NASA, судя по всему, отложило на потом, поскольку за время всего пробега внимание им практически не уделялось. Только один из них был снят цветной камерой, и, кажется, даже ни одного не обстреляли Chem Cam, чтобы узнать химический состав. О том, что это за «пузыри», можно только строить предположения. Если под колесами лава, то это могут быть следы упавших камней, которые попали в густеющий поток и оставили такие вмятины. Если это песчаник или другие древние отложения, то подобным образом могут формироваться железистые конкреции.
image
(Это фото с Земли)

Учитывая недавний ажиотаж вокруг обнаружения-необнаружения органики в марсианской почве, надо рассказать, когда же нам ждать сенсации. Вулканические породы не богаты органикой даже на Земле, тем более органики биологического происхождения там быть не может. Плохо сохраняется биологическая органика и в аллювиальных отложениях. Наибольшие надежды астробиологов NASA, да и всего мира, связаны с одним тоненьким слоем, обнаруженным в кратере Гейла, – филлосиликатами или смектитами.

image

Практически только ради них и снарядили прибор SAM, способный обнаруживать органику биологического происхождения. Филлосиликаты — это древняя глина, образованная водой, размывшей вулканические отложения в Нойское время. Такая порода широко распространена на Земле и очень редка на Марсе. Особенность ее формирования в том, что вода в этот период была благоприятна для жизни, то есть не содержала большое количество сульфатов и перхлоратов, которые отравили ее в следующую геологическую эпоху Гесперид.
image

Выше этого слоя уже идут сульфаты, то есть восхождение на гору Шарпа, с точки зрения астробиологии, уже не так интересно, как исследование подножия. Зато исследовав эти смектиты, Curiosity сможет дать практически окончательный ответ на сакраментальный вопрос — была ли жизнь на Марсе или нет. Вот только доберется он до них еще не скоро.
image

Если марсоход будет двигаться по ранее запланированному маршруту, то до филлосиликатов ему ехать примерно восемь километров. Пока же он преодолел примерно 500 метров, причем практически в противоположную сторону. После того как геологи сформируют общее представление о строении равнины, движение марсохода ускорится, но прибытия к подножию горы Шарпа нам все равно ждать не менее 8-10 месяцев.
image

(Обращение к репостерам: мне не важен копирайт, но не убивайте исходящие ссылки, если я их привел, значит считаю, что они нужны. Спасибо.)
Виталий Егоров @Zelenyikot
карма
1334,2
рейтинг 127,8
Zelenyikot
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (58)

  • +16
    Эх, как я люблю посты про Марс! Спасибо.
    Жаль только, что Любопытство так медленно все делает…
    • +5
      Каждый раз читаю и каждый раз хочется плюсовать и статью и карму. Отличная работа!
      • +19
        Спасибо. Человеческие отзывы дороже кармы.
      • +6
        Любят тут благодарности. Кто-то слил мне карму за этот комментарий. Давайте жить дружно, а?
        Я автора и в личку благодарил, если что. И здесь тоже захотелось. В чем проблема-то?
        Если бы мог плюсовать пост — выражал бы восхищение по возможности молча, но теперь я от такой возможности еще дальше.
  • +2
    Каждый «ход» Curiosity как новая серия из сериала про Марс. Спасибо за такое описание.
  • –23
    Знающие люди, подскажите, почему все марсоходы тщательно избегают всех тех мест, на которых орбитальные станции сфотографировали разные лица и пирамиды?
    image
    Лицо на Марсе
    Марсианский сфинкс
    Фотографий много, и все они анализируются с весьма разными выводами, порой противоположными. Но ехать туда и проверить на месте никто не решается. Есть этому какое то цивилизованное объяснение?
    • +12
      Анализ со спутников показал, что это обычные холмы и для марсоходов находятся более интересные объекты. Вы же сами пишете «фотографий много» вот и посмотрите их внимательно. Сколько можно мусолить этот один единственный кадр тридцатилетней давности?

      image
    • +4
      С сайта: «Смотри так же: Руины древнего города на Марсе, Инопланетный Корабль на Марсе». Я бы вообще всерьез этот сайт не воспринимал.
      Лица и пирамиды — просто игра теней на обычных холмах.
      • –7
        Ну, вот совсем не соглашусь с такой формулировкой.
        Именно разные точки зрения, порождающие бурные дебаты, в том числе и на совсем фантастические темы, очень активно двигают вперед прогресс.
        Даже по ссылке выше (по второй) видно, что именно споры о «Сфинксе» стали причиной повторных экспедиций и снимков «Лица», которые уже дали изображения в другом разрешении и с другим освещением.
        Если бы сразу решили что «все, это игра теней», то вообще никто никуда не полетел бы. Сомнение — это очень хороший стимул для поиска истины.

        Но если быть до конца откровенным, то и на самых современных снимках Марса с орбиты тени и освещение весьма специфическое, вполне возможно, что обычные холмы — это тоже просто игра теней…
        И что бы вы не говорили, но истину в данном споре можно установить только на месте.
        • +7
          А вы романтик, завидую вам.
        • +9
          «Пирамиды» дали нам "Вспомнить все", а «Лицо» — "Миссию на Марс". Уже за это спасибо. Но уже пора вернуться от фантазий к реальности. Это просто игра природы.

          image

          image
          • –9
            Я не разделяю вашу агрессивность, даже будучи технологом ракетостроения.
            Ваша «реальность» без фантазии вообще ничего не значит, поскольку именно фантазия и только побуждает из раза в раз смотреть глубже в микроскоп, все сильнее сталкивать элементарные частицы и из кожи вон лезть, чтобы добраться до другой планеты, чтобы проверить гипотезу.
            Вся ядерная физика, это фантазия на тему «а как оно могло бы быть на самом деле?...» подтверждаемая или опровергаемая экспериментами.

            Природа вашего негатива для меня загадка.
            Будь вас много, то упомянутых выше фильмов могло бы и не быть, что в свою очередь значительно сократило бы количество молодых выпускников технических вузов, одержимых небом. Вот такие у меня фантазии на вашу реплику.
            • +10
              В своих фантазиях вы здравый смысл за агрессию принимаете. Это похоже на утрату чувства реальности.
              • –20
                Молодой человек, переход на личности — первый признак одержимости и отсутствия аргументов.
                Вы известны здесь своими статьями на очень узкую тему. Каждая Ваша статья — произведение искусства, наполненное красочными фактами высокого разрешения. Та скрупулезность, с которой вы создаете посты говорит о том, что вы ждете сенсаций от этой экспедиции, боле чем кто бы то ни был, вероятно, даже больше чем я.

                Т.ч. первенство за полетом мысли, я всецело отдаю Вам.
                Но в следующий раз, когда увидите фотографию «Марсианского Сфинкса», не набрасывайтесь уж на нее с такой остервенелостью, посмотрите на себя в зеркало, и дайте другим людям получить от своих фантазий такое же удовольствие, какое получаете Вы, и удовлетворить свой творческий потенциал на своем пути, возможно отличном от вашего. Это пойдет исключительно на пользу нашему общему делу и памяти А. Королева, который умел мечтать. «Космонавтика имеет безграничное будущее, и ее перспективы беспредельны, как сама Вселенная». (С)
                • –2
                  *С.П. Королева
                • +24
                  Сегодня «лицо» это такой же устаревший повод для фантазии как и «каналы» позапрошлого века. Я не говорю «не мечтайте», я говорю «мечтайте о реальном». Сегодняшний повод для надежд — это марсианский метан. Что его производит не известно: электрические разряды в смерчах над ледниками, геотермальная активность, бактерии или...image
                  • –10
                    Ну, о чем мечтать, пусть каждый примет решение самостоятельно.
                    Как минимум лирический мир без ваших советов будет куда богаче, а там и физики подтянутся, на том и спасибо.
      • +2
        <irony>то есть Сидонии на Марсе на самом деле нету? :(</irony>
    • +7
      В Google Earth можно переключиться на марс, ввести в строке поиска «face» и стразу увидеть, что там на самом деле.
      Незачем гонять туда дефицитные марсоходы.
    • +2
      Посмотрите на фото с Mars Reconnaissance Orbiter. Лицом и не пахнет

      upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/Face_on_Mars_with_Inset.jpg
      • +9
        Любителей теорий заговора не остаровить. Это легко объясняется: или НАСА зафотошопило, или марсиане ровняют эту гору, чтобы мы не понаехали.
        • 0
          Все просто — за 30 лет пылью замело.
          • 0
            Кто тогда его построил? Нет, такой вариант не проканает: истерии в нем не то, что мало — совсем нет.
      • +7
        А если перевернуть, выяснится, что от нас опять что-то скрывают!

        image
        • 0
          Ох, зря вы это… ох, зря…
          • +2
            Люди имеют право знать!
    • +4
      А как же знаменитое в узких кругах озеро Онтарио на Титане?? Ведь это гигантский сасквоч оставил своей след…

      image image
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        • +2
          Возможно, учитывая масштаб. Есть также вариант его одноногости )
      • +1
      • 0
        Давайте сначала планетоход до Титана запустим. После этого за относительно небольшое (по сравнению с полётом туда) время он многое объяснил бы.
        • +2
          Титаноход я бы даже сказал.
  • +1
    Последняя гифка Неверхуд чем-то напоминает.
  • 0
    Спасибо за интересный пост
  • 0
    А ещё раз, чем закончилась история с «мы нашли что-то крутое, это войдёт в учебники, расскажем на конференции»?

    Я правильно понимаю, что там дальше кто-то слил инфу «Органика!!11», потом это полуопровергли, а на конференции рассказали что-то про примитивные вещества, которые мало того, что о жизни не свидетельствуют, так ещё и идут под оговоркой «мб мы их с собой привезли»?

    Где обещанные строчки для учебников?
    • 0
      Марсиане пригрозили, что Любопытству башку открутят, и наши быстренько все замяли =)
    • +2
      Curiosity на Марсе — это достойно записи в учебники.
      www.youtube.com/watch?v=vJXfhdyFpPU
  • 0
    Спасибо. Очень интересно.
    Поразили панорамные фотографии. Даже и не верится, что это другая планета.
  • +1
    Кто сфотографировал марсоход со стороны (первый коллаж)?
  • +28
    Я ждааал этого вопроса :)
    image

    На самом деле так: habrahabr.ru/post/157181/
    • 0
      Раз уж поднята эта тема, я не понимаю, почему не видно штангу, на которой крепится выносная камера. Результат ретуши при склейке или какая-то другая причина?
      • +1
        Дима, посмотри ролик в конце топика по ссылке. Там хорошо показан весь трюк.

        Для ленивых
        спойлер
        Верхнюю часть себя он снял, когда штанга была снизу, нижнюю часть себя — когда штанга была сверху. Т. е. положение штанги менялось в процессе съемки, а положение камеры с некоторой точностью сохранялось.
        .
        • 0
          Хорошо, сочленения, находящиеся на штанге, таким образом какое-то время не были в поле зрения камеры. Но почему исчезло место крепления штанги к корпусу марсохода?
          • +1
            Достаточно заметно?
            image
            • 0
              Обведенный «артефакт»?
              image
              • 0
                Выше.
  • 0
    Больше интересует данный предмет «похожий» на доску
    image

    marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/press/opportunity/20040524a/site_B115_navcam_180_cyl_L-B118R1.jpg

    • +1
      Чего там только нет...image
  • +1
    Простите нуба, но какая разница есть на Марсе органика или нет? Что от этого изменится?
    • +1
      Прогресс в исследовании появления жизни.
      Понятие многих процессов формирования оной на Земле.
      Это долгоиграющие исследования, которые могут дать выхлоп через 10-50-100 лет, но они всё равно важны.
      • +1
        Понятно, что если там обнаружатся амебы, то сразу станет ясно, что жизнь на Марсе и на Земле зародилась из одного источника. Но если вдруг там найдется что-то совершенно другое? Сможем ли мы понять, что перед нами живой организм, если он будет устроен иначе чем наша органика? Возможно ли там найти принципиально другую органическую жизнь, чем на Земле?
    • +1
      Органика сама по себе не очень интересна. Ее вроде по Солнечной системе хватает, но Curiosity может определить именно органику биологического происхождения. Доказательство, что на Марсе была жизнь позволит лучше понять и вообще вопрос зарождения жизни и вопрос распространения жизни во Вселенной. Если найдут биологическую органику, тогда следующие исследования направят на то, чтобы определить была ли она родственна земной или зародилась и начала развитие самостоятельно.
  • 0
    Интересно. Что, устоявшийся русский перевод слова «Noachian» — это калька «ноачианский»?
    Глаз режет с непривычки.
    • 0
      Предложите лучше.
      • 0
        Ну, «Ноев», наверно, или что-то в этом роде. Noah это, все-таки, Ной.
        Я просто спросил. Вполне допускаю, что «ноачианский» это широко принятый в узких кругах термин, и менять его нереально.
        • 0
          Да, похоже вы правы, правильнее будет использовать термин «Нойский период». Спасибо за замечание.
          • 0
            Ковчег Ноев, и период тогда тоже Ноев должен быть.
            • +1
              «Ноев ковчег» — Noah's Ark

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.