Марсоход Perseverance собрал два образца марсианского реголита

Ученые хотят изучить марсианские образцы с помощью мощного лабораторного оборудования на Земле, чтобы найти признаки древней микробной жизни и лучше понять процессы, сформировавшие поверхность Марса. Большинство сэмплов будут камнями; но исследователи также хотят изучить реголит — не только из-за того, что он может рассказать о геологических процессах и окружающей среде на Марсе, но и для смягчения некоторых проблем, с которыми астронавты столкнутся на Красной планете. Реголит может воздействовать на все, от скафандров до солнечных батарей, поэтому он так же интересен инженерам, как и ученым.

Как и в случае с кернами горных пород, эти последние образцы были собраны с помощью сверла на конце роботизированной руки. Но для образцов реголита команда Perseverance использовала сверло, похожее на шип с маленькими отверстиями на одном конце, чтобы собрать свободный материал.

^{Рис. 1. Марсоход НАСА Perseverance сделал этот снимок реголита 2 декабря 2022 года.} 

Инженеры разработали специальное буровое долото после обширных испытаний с имитацией реголита, разработанное JPL. Названный Mojave Mars Simulant, он сделан из вулканической породы, измельченной в частицы различных размеров, от мелкой пыли до крупной гальки, на основе изображений реголита и данных, собранных предыдущими марсианскими миссиями.

«Все, что мы узнаем о размере, форме и химическом составе зерен реголита, помогает разрабатывать и тестировать более совершенные инструменты для будущих миссий», — сказала Иона Тирона из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. Тирона руководила операциями по сбору недавнего образца реголита. «Чем больше у нас данных, тем более реалистичными могут быть наши симуляторы».

Изучение реголита вблизи может помочь инженерам в разработке будущих марсианских миссий, а также оборудования, которое будет использоваться будущими марсианскими астронавтами. Пыль и реголит могут повредить как космические аппараты, так и научные приборы. Реголит может блокировать чувствительные детали и замедлять марсоходы на поверхности. Крупинки также могут создавать уникальные проблемы для астронавтов: было обнаружено, что лунный реголит достаточно острый, чтобы прорезать микроскопические дыры в скафандрах во время миссий Аполлон на Луну.

^{Рис. 2. Optimism, полномасштабная копия марсохода Perseverance, тестирует модель реголитового долота Perseverance в куче имитированного реголита в JPL.}

Реголит может быть полезен, если его использовать, чтобы защитить астронавтов от радиации, но он также несет в себе риски: поверхность Марса содержит перхлорат - токсичное химическое вещество, которое может угрожать здоровью астронавтов, если случайно вдохнуть или проглотить большое количество вещества.

«Если у нас будет более постоянное присутствие на Марсе, нужно знать, как пыль и реголит будут взаимодействовать с нашим космическим кораблем и средой обитания», — сказала Эрин Гиббонс, которая использует симуляторы марсианского реголита как часть работы с испаряющим камни лазером марсохода SuperCam.

«Некоторые из этих пылинок могут быть такими же мелкими, как сигаретный дым, и могут попасть в дыхательный аппарат астронавта», — добавил Гиббонс, ранее участвовавший в программе НАСА по исследованию Марса человеком и роботом. «Мы хотим получить более полное представление о том, какие материалы могут нанести вред исследователям, будь то люди или роботы».

^{Рис. 3. Буровые коронки, используемые марсоходом НАСА Perseverance,. Слева направо: реголитовое долото, шесть долот, используемых для бурения кернов породы, и два абразивных долота.}

Помимо ответов на вопросы об опасностях для здоровья и безопасности, пробирка марсианского реголита может вдохновить ученых на чудо. Глядя на него под микроскопом, можно обнаружить калейдоскоп крупинок разных форм и цветов. Каждый из них подобен кусочку головоломки, все они были соединены ветром и водой за миллиарды лет.

«В марсианском реголите смешано так много разных материалов», — говорит Либби Хаусрат из Университета Невады в Лас-Вегасе. «Каждый образец представляет собой интегрированную историю поверхности планеты».

Как эксперт по земным почвам, Хаусрат больше всего заинтересована в поиске признаков взаимодействия между водой и горными породами. На Земле жизнь встречается практически везде, где есть вода. То же самое могло быть верно и для Марса миллиарды лет назад, когда климат планеты был намного больше похож на земной.