Американские марсоходы Spirit и Opportunity отметили двойной юбилей своей работы на поверхности Марса. В ноябре и декабре 2005 г. исполнился один марсианский год, а в январе 2006 г. – два земных года с того времени, когда два ровера были десантированы в кратер Гусев и на Равнину Меридиана. Рассчитаны они были, напомним, на 90 суток на Марсе, и работают девятый срок. Страдая от «старческих болезней» и от нехватки электропитания, Spirit и Opportunity продолжают ползать по Красной планете и изучать записанную в камне историю этого удивительного мира.


    Наш предыдущий отчет охватывал период до конца июля 2005 г. К этому моменту марсоход Opportunity успел подробно исследовать кратеры Игл и Эндьюранс на Равнине Меридиана, пробежал более 3 км на юг и был на подходе к более крупному кратеру Эребус. Идти приходилось по впадинам между дюнами – после апрельского попадания в Чистилище испытывать судьбу, пересекая коварные марсианские пески, больше как-то не хотелось.
    К 31 июля до самого Эребуса оставалось около 250 м, и всего 130 м до «шоссе Эребус» – области обнажения коренных пород, где ожидались более легкие условия движения и интересные научные перспективы. Состояние аппарата несколько ухудшилось – панели солнечных батарей запылились, и поутру марсоход достигал нужной степени зарядки лишь к 09:48 по местному времени. 3 августа 2005, на 543-й марсианский день (сол), аппарат вышел к каменистым выступам – первым за несколько месяцев после кратера Восток. Операторы Скотт Максвелл и Джен Йен сумели так спланировать последний 8-метровый «бросок» Opportunity, что ровер остановился точно над камнем Мороженое (Ice-Cream-Cone). В нем высверлили углубление, которое ветер всего за трое суток почти совсем занес каменной крошкой!
    Тем не менее материал камня был исследован обоими спектрометрами (мёссбауэровским MS и альфа-рентгеновским APXS) и с помощью микроскопа. Не ускользнули от внимания ученых многочисленные мелкие темные камушки и вездесущая «черника» – небольшие округлые образования, рассыпанные тут и там. Оказалось, что здесь «шариков» больше, но многие из них очень малы и не все имеют сферическую форму. При сверлении Мороженого были рассечены конкреции диаметром всего 1–2 мм. В ходе движения 10 августа «сработала» программная защита от буксования в песке, введенная после попадания в ловушку 25 апреля: токопотребление двигателя переднего правого колеса поднялось выше 0.4 А, и ровер остановился. Тем не менее уже 12 августа, в 551-й сол, Opportunity вышел на Каменное поле – участок с торчащими из грунта острыми камнями – и остался на нем на 10 суток. Работы было много – ровер изучил камень Арканзас и участок грунта Рейнер-гамма, обнажение Корзина Фруктов (Fruit Basket), камень Земляника (Strawberry) и Лимонную Корку (Lemon Rind) на нем. Корка оказалась немного темнее и краснее нижележащего камня и более стойкой к эрозии. Что же до острых камней, то предположение об их метеоритном происхождении не подтвердилось. Скорее всего, они образовались при взрыве той или иной природы и упали вблизи Эребуса.

В августе 2005 ровер наконец достиг каменных обнажений и сразу приступил к исследованиям. 13 августа его целью стала Лимонная корка (на фото "Rind").

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    В эти дни роверу не хватало емкости бортовой памяти – часть ее была занята старыми данными, которые не удалось передать вовремя из-за отвлечения станции Mars Odyssey на эксперимент по бистатическому зондированию Марса.


    А 21 августа у Opportunity начались проблемы с бортовым компьютером – утром он по неизвестной причине перезагрузился, и суточный план работы не был выполнен. На полное восстановление после сбоя ушло почти три недели, в ходе которых ровер медленно полз на восток, к «шоссе Эребус». Шел 582-й день с момента посадки на Марс (12 сентября), когда Opportunity наконец достиг его. Следующий день был потерян из-за сбоя в Сети дальней связи NASA – как оказалось, крысы прогрызли изоляцию кабеля и вызвали замыкание. Еще несколько солов ушло на обзор местности с помощью панорамной камеры и термоэмиссионного спектрометра Mini-TES. Затем за трое суток (солы 588–590) ровер прошел по «шоссе» 84 метра на юг и вышел к валу 300-метрового кратера Эребус.

Картинка в искусственных цветах получена на 561 сол (22 августа 2005). На фото Лимонная корка.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

МАРС в 2005–2007 ГГ.

17 июля 2005 г. – Марс в перигелии     16 августа 2005 г. – солнцестояние (начало зимы в северном полушарии)     7 ноября 2005 г. – противостояние Марса     21 января 2006 г. – равноденствие (начало весны в северном полушарии)     26 июня 2006 г. – Марс в афелии     8 августа 2006 г. – солнцестояние (начало лета в северном полушарии)     23 октября 2006 г. – соединение с Солнцем     7 февраля 2007 г. – равноденствие (начало осени в северном полушарии)     В экваториальных районах, где трудятся роверы, температура не так сильно меняется от смены времен года, как от удаления и приближения Марса к Солнцу. Правда, кратер Гусев находится почти в 15° южнее экватора, и там температура зимой снижается довольно заметно.

МАРС в 2005–2007 ГГ.

На фото "Шоссе Эребус", 13 сентября 2005.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    На юго-восточной части вала ровер увидел утес Вермиллион, относительно доступный, но не очень высокий. Западная сторона представляла собой утес Моголлон – на вид более сложный для движения, но и более многообещающий. Решено было обходить кратер против часовой стрелки, то есть с западной стороны, и попробовать выйти на выступ Моголлона – обширное обнажение Пейсон.

Обнажения рядом с кратером Эребус, вал кратера вдалеке, 21 сентября 2005 (590 сол).

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    23–25 сентября Opportunity изучал очередную цель с забавным именем Обман (Deception), а 26-го испытал новый сбой – внезапную перезагрузку компьютера с уходом в защитный режим. Произошло это непосредственно во время вечернего сеанса связи через Mars Odyssey, и потому причину определили сразу – известная ошибка в ПО с конфликтом двух команд на запись в память, из-за которой в мае и августе 2004 г. регистрировались перезагрузки на «Спирите». Утренний сеанс тоже не состоялся, так как аппарат был погружен в «глубокий сон»; еще двое суток ушло на восстановление, и лишь в 599-й сол (30 сентября) ровер смог продолжить съемку.

Высокие песчаные дюны рядом с кратером Эребус, 9 октября 2005.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    Отсюда он двинулся к западу вдоль вала Эребуса. В день 603-й движение ровера было автоматически прервано из-за сильного (44.5%) проскальзывания; оказалось, что Oportunity сошел с «шоссе» и зарылся передними колесами на 4–5 см в дюну Теллурид. Пришлось вылезать задним ходом на «твердое покрытие». Как раз в эти дни ровер прошел очередную «круглую» отметку, и к 6 октября длина пройденного им пути достигла 6009.88 м. 11 октября произошел третий сбой, очень похожий на первый, и он отнял вместе с проблемами «наземки» еще четыре дня. За следующие семь суток (солы 615–621) ровер прошел еще 155 м, тщательно выбирая дорогу между песчаными дюнами.


    23 октября (сол 622) ровер испытал четвертую перезагрузку, 25 октября вновь двинулся в путь… но ненадолго. 29 октября (сол 627) на Равнину Меридиана обрушилась пылевая буря, и в течение дня показатель прозрачности атмосферы t поднялся до 1.6. Прозрачность измеряется по шкале, где 0 соответствует совершенно чистому воздуху, а 1.0 – хорошему смогу в Лос-Анжелесе. До сих пор рекордным значением t было 2.0 (в 489-й сол, в июне 2005 г.), но и при степени запыленности 1.6 солнечные батареи ровера дали лишь 593 А·час, на 100 А·час меньше, чем средний приход за предыдущие дни.

Обнажение "Олимпия", расположено вдоль северо-западной окраины кратера Эребус. Осадочные породы обнажения богаты сульфатами. Сформировалось под действием выветривания и воды.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    В ночь с 627-го сола на 628-й аппарат погрузился в «глубокий сон». «Проснувшись» наутро, он должен был первым делом включить нагреватель спектрометра Mini-TES. Однако ток от батарей нарастал настолько медленно, что ровер «проспал» до 07:38:50 местного времени и обнаружил, что эту операцию следовало выполнить пять минут назад. В соответствии с заложенной логикой аппарат перешел в автономный режим и суточный план выполнять не стал. И правильно: в этот день приход электроэнергии упал до 479 Вт·час, а на следующий даже до 470. Лишь в 630-й сол (1 ноября) солнечные батареи произвели 496 Вт·час, и этого хватило на съемку местности и передачу данных через спутник. К 4 ноября приход вырос уже до 528 Вт·час.
    2 ноября аппарат закончил обходной маневр и вышел на обширное обнажение коренной породы Олимпия. До 9 ноября он изучал точки Калаврита и Зиакас; один день был потрачен на съемку Mini-TES'ом. 638-й день (9 ноября) был отмечен очередным «визитом мойщика стекол» – верхняя панель внезапно очистилась от пыли, и приход электроэнергии сразу подскочил до 720 А·час! Операторы полагают, что это происходит, когда аппарат оказывается на пути у марсианского смерча, «пылевого дьявола». Утащить или даже опрокинуть ровер он не в состоянии из-за очень разреженной атмосферы, а вот со сдуванием пыли справляется неплохо.

Эти изображения получены 3 и 4 ноября 2005 (632 и 633 сол). Показана точка Калаврита (Kalavrita).

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    12–15 ноября Opportunity провел за исследованием камня Антистати, а 16 ноября передвинулся на 20 метров, чтобы заснять всю Олимпию панорамной камерой. 18–19 ноября аппарат исследовал обоими спектрометрами и микроскопом еще несколько камней и 20 ноября (сол 649) сместился еще на 43 м к югу с целью изучить интересное слоистое образование.

Верхние два изображения получены панорамной камерой на 644 сол (15 ноября), нижнее - навигационной камерой на 645 сол. Ровер в это время направил камеры на восток, на большую песчаную рябь "Сцилла", усыпанную темными камнями. Изображение в верхнем левом углу получено с использованием фильтров L4, L5, L6. Синие тона на этой картинке связаны с наличием базальтового песка смешанного с гематитовыми шариками.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

УЧЕНЫЕ СПОРЯТ: А БЫЛО ЛИ МОРЕ?

29 ноября в журнале Earth and Planetary Science Letters опубликована серия из девяти статей 60 исследователей, посвященная научным результатам марсохода Opportunity. Один из важных выводов ученых состоит в следующем: жизнь могла бы в принципе приспособиться к условиям, существовавшим в прошлом на Равнине Меридиана, если бы проникла туда «в готовом виде», но зародиться «в местах боевой славы» Opportunity вряд ли могла. Специалисты считают, что на Равнине Меридиана было иногда мокро, но среда была сильно кислой и обладала высоким окислительным потенциалом. «Те типы химических реакций, которые, как мы думаем, были важны для появления жизни на Земле, просто не могли происходить на Равнине Меридиана», – говорит соавтор одной из статей д-р Эндрю Кнолл.     Основой для этих выводов являются исследования, проведенные еще в 2004 г. в кратерах Игл и Эндьюранс. В последнем были выявлены три слоя осадочных пород суммарной толщиной 7 м: нижний горизонт – с характеристиками сухих песчаных дюн, средний – выветренные слои песка с песчинками, происхождение которых обязано испарению жидкой воды, верхний – аналогичный породам в кратере Игл и указывающий на отложение непосредственно в жидкой воде. Образовались они, по-видимому, 3.5–4 млрд лет назад. Исследователи полагают, что местом их рождения был соленый периодически высыхающий водоем, окруженный песками, – некий аналог района Уайт-Сэндз в штате Нью-Мексико. При движении кислых растворов через слои происходило, в частности, образование богатой гематитом «черники».     При моделировании ситуации на Земле модельные образцы марсианских пород подвергались действию кислых растворов, и затем просчитывалось, какие минералы могут образоваться после испарения жидкости. Данные измерений в области исследований Opportunity соответствовали этой расчетно-экспериментальной модели. Определенное сходство в химии и минералогии с Равниной Меридиана имеет район реки Рио-Тинто в Испании. Микроорганизмы живут в этой кислотной реке и вблизи ее, но они происходят от популяций, живших в менее жестких условиях.     Что интересно, к концу октября 2005 г. с пути Opportunity совсем пропала марсианская «черника». Вероятно, ровер незаметно поднялся в следующий геологический слой, который не был представлен в кратере Эндьюранс и где условия для образования конкреций отсутствовали. По текстуре, однако, этот слой напоминал самый нижний слой на обрывах Эндьюранса – окаменевшие песчаные дюны. Отсюда предположение, еще не вошедшее в научные публикации, но доложенное 5 декабря на сессии Американского геофизического союза в Сан-Франциско: сухие и влажные условия на Равнине Меридиана могли меняться циклически. Впрочем, не все специалисты согласны с «водной» интерпретацией. Так, Томас МакКоллом из Центра астробиологии Университета Колорадо полагает, что Равнина Меридиана напоминает скорее вулканические области Йеллоустона, Гавайских островов или Неаполя, нежели район Большого Соленого озера. Эта точка зрения представлена в номере Nature за 22 декабря.     Если принять водную гипотезу – осаждение сульфатов из рассола, то камни должны содержать в больших количествах катионы железа, кальция и магния, чего, однако, не наблюдается. Выявленные Opportunity химические признаки, полагает МакКоллом, являются следствием реакции паров SO2 с вулканическим пеплом при температуре 100°C и выше, а вода хоть и должна была присутствовать, но не миллионы лет, а максимум несколько столетий. Следовательно, указанный район еще менее благоприятен для возникновения жизни, чем считает группа Кнолла. Впрочем, в серных источниках кратера Сольфатара вблизи Неаполя микроорганизмы живут. Кстати, съемка с борта КА Mars Express показывает сходство химического состава отложений во всей области вокруг Равнины Меридиана с изученными ровером Opportunity. Если это действительно вулканический пепел, то занимаемая им площадь значительно больше, чем в любой аналогичной области Земли.     Третий вариант интерпретации предлагает Пол Кнаут из Университета штата Аризона с коллегами. Они связывают выявленные Opportunity свойства пород и отложений с постоянной бомбардировкой района метеоритами и последующим выветриванием поднятого на поверхность вещества. Кнаут и коллеги согласны, что в истории Марса была влажная и теплая эпоха с водой на поверхности. Однако за прошедшие эпохи удары метеоритов должны были совершенно перемешать отложившиеся тогда породы, образовав слой «мегареголита». Кстати, мощные взрывы (вулканические и ядерные) могут порождать и фестоны, и однородные сферические глобулы («чернику»).     «Если бы [на Равнине Меридиана] медленно испарялось большое озеро, – говорит соавтор Кнаута Дональд Бёрт, – отложения солей были бы более однородными: от наименее растворимых в начале (сульфат кальция, ярозит) до самых растворимых в конце (галиды и сульфат магния)… Но у них на Марсе наиболее растворимые соли перемешаны с наименее растворимыми». Если на Марсе была жизнь, считает Кнаут, то ее остатки целесообразно искать в материале, отложившемся в трещинах марсианских камней. К сожалению, аппаратура марсоходов MER на это не способна.

УЧЕНЫЕ СПОРЯТ: А БЫЛО ЛИ МОРЕ?

    25 ноября, когда операторы на Земле отпраздновали День благодарения и вернулись к работе, обнаружилось, что плечевой сустав манипулятора IDD – с его помощью к исследуемым объектам подносятся фреза RAT, датчики спектрометров и микроскоп – застрял и не хочет двигаться. Так как этот сустав имел дефектный обогреватель, наиболее вероятной причиной неисправности сочли загустение смазки и решили увеличить длительность первоначального усилия привода, чтобы преодолеть трение покоя. Однако в 659-й сол (30 ноября) удалось добиться лишь небольшого шевеления «руки». В 666-й день, когда рискнули увеличить ток, сустав удалось провернуть, но стало ясно, что причина не в смазке, а в обрыве в одной из обмоток мотора, ответственного за разворот «руки» по азимуту. Вероятно, обрыв произошел вследствие термоциклирования – многократных и значительных по величине изменений температуры.

В центре видна часть вала кратера Эребус. Снимок сделан 28 ноября 2005 (657 сол).

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    Без плечевого сустава манипулятор невозможно было использовать, и пришлось ограничиться зондированием атмосферы, съемкой круговой панорамы (с 23 ноября по 5 декабря) и потенциальных целей с волнующими названиями – Дрейк, Чайно-Вэлли, Белльмонт, Камп-Верде, Янг, Черри и Паулден. Чрезвычайно интересной оказалась пара кадров одних и тех же камней за 652-й и 661-й солы: песок в ложбине между ними успел за это время лечь иначе. Так Opportunity встретил 12 декабря – в этот день исполнился один марсианский год с момента посадки. 13 декабря (сол 671), подав на бедный мотор двойное напряжение, операторы смогли в первый раз после аварии поднести микроскоп к изучаемому камню Уилльямс. Из четырех снимков удалось сделать только два, потому что при перенацеливании мотор встал опять. Тремя днями позже вместо микроскопа удалось задействовать альфа-рентгеновский спектрометр, но теперь операторов больше беспокоила другая проблема.

Панорама "Erebus Rim", получена с 652 по 663 сол (23 ноября - 5 декабря 2005). Панорама состоит из 635 отдельных снимков с использованием 4х цветовых фильтров.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    До сих пор манипулятор во время движения ровера фиксировался на штыре под его днищем. Но чтобы завести туда «руку», нужно было повернуть «больное» азимутальное сочленение на 90° и на столько же в обратном направлении, чтобы вновь вернуть IDD в рабочее положение. Было очевидно, что риск полного застревания манипулятора в фиксированном положении очень велик, и операторы стали просчитывать варианты движения ровера с незапаркованным манипулятором. Пусть он, например, идет, «выставив локоть вперед», а головка с инструментами болтается сверху или даже опирается на верхнюю плоскость ровера…

Фестоны на камне Овергаард (2 января 2006 г.)

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    Ну а пока варианты отрабатывали на наземном аналоге, Opportunity встречал Рождество и Новый год в окрестностях Эребуса – вел съемку большой стереопанорамы, изучал камни и даже использовал фрезу, хотя ее зубья почти совсем затупились. Здесь же ровер провел совместно с КА Mars Express зондирование атмосферы и пронаблюдал прохождение Деймоса по диску Солнца. Долгое стояние в районе Олимпии с интенсивной фотосъемкой принесло неожиданное, но приятное открытие. 2 января 2006 ровер с расстояния около 2.4 м сделал детальные снимки фестонов на камне Овергаард. Такую форму имеют подводные песчаные гребни, и, скорее всего, их обнаженные и застывшие навеки формы и встретились на Марсе земному аппарату – не в первый раз, но это определенно были самые наглядные и доказательные образцы. По результатам дистанционной съемки ученые наметили для детального изучения точки Скотч, Бурбон и Брэнчуотер.

Панорама "Payson" (744 сол, 26 февраля 2006 г) показывает западный край кратера Эребус. Стена кратера высотой достигает 1 метра.

МАРСОХОД OPPORTUNITY НА МАРСЕ

    В 704-й сол была предпринята попытка «запарковать» манипулятор – но не получилось. Сделать это удалось в 706-й день, хотя ток «азимутального» мотора и увеличился с 58 до 65 Ом. 17 января, в 707-й сол, ровер сдвинулся с места впервые почти за два месяца и встал точно над камнем Овергаард. 21 января при съемке Скотча чуть-чуть не дошел до заданного положения привод №2 манипулятора (угол места). Пока Земля разбиралась в новом замечании, марсоход отснял прохождение Фобоса. 26 января манипулятор попытались подвести к Бурбону, но на этот раз отказал азимутальный мотор плечевого соединения (привод №1). В следующие два дня микроскопические наблюдения были успешными, а вот 31 января (сол 719) при съемке точки Зальцбург манипулятор сбойнул снова. Невеселая статистика…
    За два года на Марсе Opportunity прошел 6505 м и передал более 66000 снимков. Но удастся ли ему продолжить эффективную работу, несмотря на раненую руку? Сможет ли он закончить обход Эребуса и идти дальше на юг и восток, к 600-метровому кратеру Виктория?