Астрономія
Астрономія

Китайський марсохід відшукав сліди водного минулого у рівнині Утопія

Перший китайський апарат, що приземлився на Марсі, «Чжужун», приніс перші результати своєї роботи за 60 солів на Червоній планеті. Він подолав більше 450 метрів рівнини Утопія та відшукав на її поверхні сліди вітрової ерозії та породи, які могла змінити вода. Як ровер покатався на Марсі та який ґрунт налипнув йому на колеса, команда «Чжужуна» повідомила у журналі Nature Geoscience.

CNSA / PEC

CNSA / PEC

Кого Китай відправив на Марс?

Китайський посадковий відділився від орбітального модуля місії «Тяньвень-1», увійшов в атмосферу Марса та висадився на планеті у рівнині Утопія 15 травня минулого року. Цей шестиколісний робот, що працює на сонячній енергії, став першим марсоходом, якому випала нагода попрацювати на північних рівнинах планети. 240-кілограмовий ровер зможе досліджувати її, рухаючись на швидкості до 200 метрів на годину. Також з собою «Чжужун» привіз шість наукових апаратів: камери, георадар, спектрометр та метеосенсори. Загалом місія марсохода була розрахована на 90 марсіанських днів (солів), однак у серпні її подовжили, щоб «Чжужун» міг продовжити свій рух у напрямку Півдня рівнини Утопія.

За 90 солів він проїхав 889 метрів, але вже передав понад сім гігабітів наукових даних за перших 60 марсіанських днів своєї роботи. Попередніми результатами обробки цих даних, переданих вченим через орбітальний апарат «Тяньвень-1», і діляться дослідники китайських наукових установ.

Де працює «Чжужун»?

Перед тим, як марсохід приземлився на планеті, орбітальний апарат «Тяньвень-1» детально досліджував місце посадки протягом трьох місяців за допомогою камери високої роздільної здатності (High Resolution Imaging Camera, HiRIC). З трьох кандидатів, місцем висадки марсохода обрали південну частину рівнини Утопія, у регіоні, який відносять до пізньогеспейріського періоду та датують віком у 3,32-3,36 мільярда років. Для Утопії характерні рівна поверхня, невеликі кратери і скелі, а також еолові гряди, що підтверджують панорамні знімки, які зробив «Чжужун» на свою камеру NaTeCam. На південному сході від посадкового модуля є кілька відкладень світлого піску та невеликий кратер, оточений декількома темними каменями, ймовірно, викинутими з нього. Деякі низовинні райони на рівнині могли утворитися в результаті деградації вічної мерзлоти, багатої льодом, а східна частина району посадки розташована на вулканічних утвореннях, що утворилися в результаті утворення гори Елізіум на сході у пізньоамазонський період.

Отриманий «Чжужуном» панорамний знімок. CNSA / PEC

Отриманий «Чжужуном» панорамний знімок. CNSA / PEC

Робота в цьому регіоні може дати нове уявлення про водне минуле Марса та його магматизм. Загалом завданнями «Чжужуна» спільно з орбітальним апаратом є скласти детальну геологічну мапу поверхні, дослідити особливості поверхневих ґрунтів та розподіл водяного льоду, проаналізувати склад поверхневого матеріалу, вивчити іоносферу, а також електромагнітні та гравітаційні поля Марса і надати характеристику марсіанському клімату та дізнатися більше про внутрішню будову Марса.

Як покатався «Чжужун»?

«Чжужун» рухається на південь, націлюючись на різні геологічні цілі, включаючи кратери, хребти, западини, еоловий рельєф та потенційну давню берегову лінію. За перші 60 солів він пройшов 450,9 метра та провів кілька досліджень на місці. Рух «Чжужуна» планують на Землі з урахуванням найбезпечнішого, але цінного для дослідження маршруту. Тому марсохід уникає піщаних насипів, але не втрачає цікавих текстурованих порід.

Оцінювати марсіанську поверхню можна також за рухом коліс ровера. Ми вже розповідали, як завдяки ґрунту, що налипнув на колеса китайського місячного апарату «Юйту-2», і знімкам слідів від них, вдалося отримати дані про реголіт на зворотному боці Місяця. Використовуючи зображення, зроблені задньою камерою «Чжужуна» для запобігання небезпеці (Hazard-avoidance Camera, HazCam), можна реконструювати поверхню ґрунту, порушену ґрунтозачіпними колесами, та оцінити просідання коліс.

Сліди коліс «Чжужуна». CNSA

Сліди коліс «Чжужуна». CNSA

У порівнянні з місяцеходом «Юйту-2», який зараз працює на зворотному боці нашого супутника, навантаження на кожне колесо «Чжужуна» набагато більше, однак просідання їх не набагато глибше, порівняно з «Юйту-2». Враховуючи розмір марсохода і площу коліс, можна зробити висновок, що марсіанський ґрунт у місці посадки «Чжужуна» має вищу несучу здатність. А якщо порівняти принесену на колесах інформацію, то ґрунт у місці посадки «Чжужуна» з-поміж усіх місій більш подібний до результатів дослідження «Вікінга-1», який працював у рівнині на заході «Золотої Рівнини» (Chryse Planitia), та «К'юріосіті», що досліджує кратер Ґейл.

Що ровер передав на Землю?

Однією з відмінних рис місця посадки «Чжужуна» є еолові гряди, які можна поділити за їхньою формою: поодинокі місяцеподібні, утворені двома рядами, що сходяться, чайкоподібні, та прямі гребені (можна роздивитися на зображенні нижче, частина a).

На цьому ж зображенні можна побачити мінікратер у 0,95 метра в діаметрі, утворений через приземлення модуля (f) та перші еолові утворення, з якими зіткнувся «Чжужун» на свій 50 сол (b, c). Ding et al. / Nature Geoscience, 2022 

На цьому ж зображенні можна побачити мінікратер у 0,95 метра в діаметрі, утворений через приземлення модуля (f) та перші еолові утворення, з якими зіткнувся «Чжужун» на свій 50 сол (b, c). Ding et al. / Nature Geoscience, 2022

Плоский характер місця посадки іноді переривається невеликими воронками, а на зображеннях камери HiRISE можна знайти понад дві тисячі кратерів біля модуля «Тяньвень-1». Діаметр вирв у цьому районі коливається від 1,1 до 287,6 метра при середньому діаметрі 5,2 метра. Більшість цих кратерів не перевищують у діаметрі 10 метрів і, ймовірно, є вторинними.

Розподіл марсіанських кратерів поблизу місця посадки ровера. L. Ding et al. / Nature Geoscience, 2022 

Розподіл марсіанських кратерів поблизу місця посадки ровера. L. Ding et al. / Nature Geoscience, 2022

Пройдений «Чжужуном» шлях в основному був вільний від великих валунів, але усіяний дрібним камінням та уламками. Більшість порід дрібнозернисті, від гострокутних до округлих, а деякі можна віднести до магматичних порід судячи з їхньої поверхні. Деякі, як передбачається, утворилися внаслідок процесів розчинення в холодних умовах планети. Подібні особливості гірських порід можуть дати уявлення про клімат та геологічні процеси на ділянці, де приземлилася місія. Завдяки знімкам зустрінутих ровером порід, вченим вдалося знайти підказки до водного минулого в рівнині Утопія.

Камені навколо місця посадки. L. Ding et al. / Nature Geoscience, 2022  

Камені навколо місця посадки. L. Ding et al. / Nature Geoscience, 2022

Деякі знайдені «Чжужуном» породи мали лускаті поверхні, подібні до знайденого марсоходом «Спіріт» у кратері Гусєва каменя «Мімі». Текстура цієї луски може бути пов'язана зі змінами внаслідок взаємодії з водою, коли рідина під дією сонячного випромінювання утворює тріщини та розшаровує породу, а сіль закріплює, «цементує», ці лусочки.

Знайдений «Спірітом» камінь «Мімі». R. E. Arvidson et al./ Journal of Geophysical Research, 2006

Знайдений «Спірітом» камінь «Мімі». R. E. Arvidson et al./ Journal of Geophysical Research, 2006

Крім того, близ місця посадки знайшлося багато змінених вітровою ерозією порід. Всі ці геологічні особливості потребують подальшого вивчення, що допоможе розширити наше розуміння водного минулого Марса та еволюцію його клімату.

Роботу роверів на Марсі важко переоцінити, адже вони єдині, хто може збирати дані безпосередньо «на місцях». Їх часто відправляють у місцини, у минулому яких можна запідозрити наявність води. Так, наприклад, ми розповідали, як свої плоди приніс відправлений нещодавно «Персеверанс», підтвердивши наводнене минуле кратера Єзеро, куди його відправили. Сприятливі кліматичні умови для річок і озер були і в кратері Ґейл, наприклад, де інший марсохід — «К'юріосіті» — знайшов сліди великої повені. Хоча зараз вчені підозрюють, що у кратері могло бути не озеро, а «ланцюжок калюж» зі змішаних з дощем осадкових порід.

кандидатів
марсохід міг також потрапити у «Золоту рівнину» (Chryse Planitia) чи в Амазонську (Amazonis Planitia). Утопія виявилася компромісом між науковою значимістю дослідження та особливостями рельєфу, щоб зробити можливою роботу на ній марсохода

Фото в анонсі: CNSA / PEC