Детали космического аппарата, которые должны были стать отработавшими элементами миссии NASA Mars 2020, неожиданно помогли учёным изучить свойства марсианского грунта. После входа аппарата в атмосферу планеты часть конструкции упала на поверхность и оставила пять новых ударных кратеров, передает МойГород со ссылкой на Oboz.ua.
Исследователи изучили их с помощью снимков орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter и пришли к выводу, что поверхность Марса в этом районе оказалась значительно более рыхлой и хрупкой, чем предполагали некоторые модели.
Что упало на поверхность Марса
Во время полёта к Марсу аппарат с марсоходом Perseverance находился примерно в 1300 километрах над поверхностью планеты и двигался со скоростью около 4,7 километра в секунду.
В этот момент он сбросил два вольфрамовых уравновешивающих груза. Каждый из них весил около 77 килограммов. Эти элементы использовались для стабилизации аппарата во время полёта.
Кроме того, на поверхность Марса упали фрагменты перелётной ступени общей массой около 540 килограммов.
По мнению исследователей, именно эти детали оставили пять ударных следов на поверхности планеты. Исследование кратеров опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
Пять новых кратеров обнаружили с орбиты
Учёные использовали изображения, полученные камерой орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Сравнение снимков позволило установить, что обнаруженные образования появились уже после прибытия миссии Mars 2020.
На более ранних фотографиях этих кратеров не было. Кроме того, их внешний вид соответствовал свежим ударным образованиям.
Так исследователи получили редкую возможность изучить последствия столкновения с Марсом объектов, характеристики которых заранее известны.
Почему эти удары оказались полезными
Обычные метеоритные кратеры также используются для изучения поверхности Марса. Однако при исследовании естественных столкновений учёные зачастую не знают точную массу, размеры, форму и скорость объекта до удара.
С деталями космического аппарата ситуация принципиально отличается. Исследователи заранее знают характеристики груза и могут сопоставить их с размерами и особенностями образовавшегося кратера.
Это позволяет использовать последствия падения как своеобразный естественный эксперимент.
Где появились кратеры
Пять кратеров обнаружили примерно в 70 километрах к северо-западу от края кратера Езеро — района, который представляет особый интерес для учёных.
Именно в кратере Езеро работает марсоход Perseverance. В далёком прошлом здесь существовало озеро, а в районе сохранились следы древней речной дельты.
Учёные считают эту местность перспективной для поиска свидетельств того, что в прошлом на Марсе существовали условия, пригодные для жизни.
Детали аппарата вошли в поверхность под небольшим углом — примерно 10 градусов. При этом точки падения находились на участках с разными характеристиками грунта, в том числе с рыхлым реголитом.
Два кратера оставили вольфрамовые грузы
Анализ размеров кратеров, выброшенного при ударах материала и смоделированных траекторий позволил исследователям предположить, какие именно элементы оставили обнаруженные следы.
По их оценке, кратеры, получившие обозначения CBMD-c и CBMD-e, вероятнее всего, образовались после падения двух вольфрамовых уравновешивающих грузов.
Оставшиеся три кратера, предположительно, появились после падения фрагментов перелётной ступени.
Марсианский грунт оказался очень рыхлым
Одним из главных результатов исследования стала оценка прочности поверхности в районе падения.
Учёные пришли к выводу, что материал оказался значительно более хрупким, чем предполагалось в некоторых стандартных моделях образования кратеров. Оценка когезионной прочности поверхностного слоя составила около 7 килопаскалей.
Проще говоря, верхний слой грунта оказался достаточно рыхлым и легко деформируемым.
Исследователи отмечают, что при столкновении плотных объектов с поверхностью под небольшим углом стандартные расчёты могут давать существенные погрешности. В отдельных случаях разница между расчётными и фактическими значениями может достигать порядка величины.
Подобные проблемы уже возникали на Марсе
Полученные результаты согласуются с некоторыми предыдущими наблюдениями на Красной планете.
Похожая проблема возникла у посадочного аппарата NASA InSight. Его тепловой зонд HP3, получивший название «крот», должен был самостоятельно погрузиться в марсианский грунт. Однако из-за особенностей поверхности устройству не хватало необходимого сцепления с почвой, чтобы продолжать работу на расчётной глубине.
Новое исследование также показывает, насколько сильно свойства верхнего слоя грунта могут отличаться от предположений, сделанных на основе дистанционных наблюдений.
Космический мусор превратился в научный эксперимент
Таким образом, элементы миссии Mars 2020, которые после выполнения своей основной функции стали частью космического мусора на поверхности Марса, неожиданно оказались полезными для науки.
Учёные получили возможность провести своеобразный контролируемый эксперимент и использовать последствия ударов для изучения грунта планеты.
Подобный подход уже применялся и намеренно. Например, японская миссия Hayabusa2 создала искусственный кратер на астероиде Рюгу, а аппарат NASA DART врезался в астероидный спутник Диморф, чтобы изучить последствия столкновения и изменение его орбиты.
Авторы исследования считают, что в будущем падения отработавших элементов космических аппаратов также можно использовать для изучения поверхностей других небесных тел.
