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

    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 км². 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».