Марсоход Curiosity изучает темные дюны
Долгие два года Curiosity не решался подступиться к горе Шарпа, хотя был послан для ее изучения. Мешали отложения темного песка, которые перегородили путь, поэтому их приходилось обходить стороной. Марсоход двигался вдоль горы, а черные дюны постоянно маячили у подножия, иногда напоминая застывшее море, иногда — старое шоссе.
Чем дольше они проплывали вдалеке, тем сильнее хотелось подобраться к ним ближе, рассмотреть макрокамерой MAHLI, пощупать спектрометром APXS, запустить в них ковш, поджарить в микроволновке хроматографа SAM и просветить рентгеном дифрактометра CheMin.
Марсоход с лета 2013 года двигался вдоль темной дюнной косы к разрыву в песках, там где по твердому грунту можно было пробраться к горным склонам и каньону, который когда-то был прорезан в горе потоками талой воды. Пока Curiosity был далеко ученым и нам приходилось довольствоваться спутниковыми снимками высокого разрешения MRO камеры HiRise. Снимки этой камеры передают изображение в «расширенных» цветах, в которых темный песок казался синим, или зеленоватым.
Отчасти такой эффект не случаен. Спутниковый гиперспектрометр CRISM показывал высокое содержание вулканических пород пироксена и оливина. Пироксен ответственен практически за все темные породы Марса, которые наблюдаются из космоса. Именно пироксеновые «моря» выглядят как темные пятна, если его рассматривать в телескоп.
Сине-зеленые оттенки темные дюны Марса приобретают благодаря оливину — тоже вулканической породе, получившей свое название, за зеленый цвет, как у оливок.
В первые месяцы пребывания Curiosity в кратере Гейла оставался вопрос о плотности этих песков. Являются ли они давно окаменелым монолитом, сохраняющим форму древней пустыни (или морского дна), либо являются обычным песком? Заехать и пощупать колесом марсохода инженеры поначалу не решались, чтобы не тратить время. Зато дюны стали наблюдать со спутника, и сравнивать со снимками, которые сделали за четыре года до посадки Curiosity. И ответ был получен — они «живые».
Движущиеся дюны в кратере Гейла не уникальны для Марса. Ученые уже несколько лет наблюдают за дюнами в нескольких регионах планеты.
Тут надо пояснить, что на Марсе нередки пылевые бури, но не песчаные. Разница в размерах и массе частиц. Тонкая атмосфера и слабый ветер способны высоко поднимать тонкую пыль, а песок получается перемещать только на сантиметры, в результате чего дюны ползут примерно на метр за год.
Обособленное положение этих дюн от другого песка и пыли объясняется размером, массой, а возможно и формой частичек. Несмотря на то, что кажется будто они собраны и удерживаются вместе какой-то магической силой, при взгляде сверху видно, что темные пески распространяются от дюн довольно далеко, и окрашивают в темные тона местность на подходах.
Отчасти это объясняет почему издалека дюны резко выделялись на фоне окружающей местности, а по мере приближения к ним, контраст сокращался. Возможен еще эффект «черно-синий/бело-золотой».
Пока Curiosity шел в обход вдоль горы, его перемещение было сравнительно резвым, по марсоходным меркам — примерно 6 километров в год. Когда его курс сменился и начался постепенный подъем, то скорость продвижения резко сократилось из-за длительных остановок для детального обследования грунтов.
Гора Шарпа привлекла внимание ученых уже давно благодаря своему слоистому строению. Движение Curiosity вверх, с анализом всех геологических слоев — это его приоритетная задача, для того он сюда и летел. Поэтому оставшихся двух километров от подножия до дюнных полей пришлось ждать еще около года.
Наконец, мы здесь!
На рабочий стол.
Дюнную косу, протянувшуюся у горы, назвали Дюны Багнолда, в честь исследователя Сахары. Две ближайшие кучи песка, за изучение которых принялся Curiosity, получили название Намиб, в честь земной пустыни.
Последние полкилометра до дюн Намиб водители марсохода, кажется, сами торопились, желая быстрее рассмотреть темные отвалы. Впрочем, спешка не помешала им обнаружить по пути интересные отложения грунта с высоким содержанием кремния. Как он там отложился еще предстоит узнать, а Curiosity уже перешел к исследованию песка.
Сбросив набранный грунт с высоким содержанием кремния, марсоход создал занимательный натюрморт из трех «сортов» Марса: серо-голубой грунт добытый буром с глубины 5 см, лег на твердые осадочные породы, покрытые слоем светлой рыжей пыли. Рядом видна осыпь темного песка, потревоженный колесами ровера.
Темный песок рассмотрели при помощи макрокамеры MAHLI.
Для сравнения можно вспомнить отложения другого песка — рыжего, который исследовался марсоходом еще в первый год своей экспедиции.
Можно увидеть, что темный песок более «гранулированный» размер частичек примерно одинаковый, с вкраплениями более крупных. Рыжий песок состоит из двух фракций — относительно крупных песчинок, перемешанных с пылью (точнее алевритом — переходной формой между пылью и песком).
Разница в физических свойствах песка и объясняет тот факт, что темные и рыжие дюны не перемешиваются. Хотя поведение песка взаимодействующего с ветром — это сейчас ведущее направление в исследованиях, и еще много неизвестных. Марсоход может простоять на одном месте несколько месяцев только для того чтобы самостоятельно, с поверхности увидеть как дюны ползут.
Поначалу Curiosity подобрался к небольшой низине, заполненной темным песком. Здесь были произведены первичные исследования, и стало ясно, что дюны тут самые обыкновенные, без признаков окаменения. Затем марсоход перешел к более внушительной дюне, высотой в несколько метров. Сначала был произведен ее внимательный осмотр, а потом Curiosity бесцеремонно потревожил спокойствие дюны и прокопал небольшую траншею своим колесом.
Это место признали достаточно перспективным, чтобы можно было приступить к углубленному изучению образцов. Марсоход воспользовался своим ковшом чтобы произвести поочередно три пробы грунта.
В процессе работы Curiosity сделал автопортрет, который можно осмотреть на впечатляющей панораме, которая была снята камерой на манипуляторе марсохода и сведена в интерактивную панораму фотохудожником Андреем Бодровым.
Первые пробы отправились в лабораторный прибор SAM для определения химического и изотопного состава минералов песка.
Но затем возникла проблема: кажется заело инструмент Chimra, который располагается в манипуляторе и используется для просеивания грунта. Просеивание грунта — это необходимая процедура перед загрузкой образцов во внутренние лабораторные приборы. Исследование приборами возможно только мелких частичек не более 0,15 мм. Чтобы отсеять лишние, более крупные песчинки, применяется Chimra — это набор нескольких полостей и решеток с различным размером ячеек, которые позволяют провести очистку грунта до необходимых показателей.
Неисправность возникла после того как Curiosity в третий раз зачерпнул ковшом темный песок и собрался подготовить его для исследований. Из-за «аномалии» Chimra марсоход прекратил исследование песка темной дюны и продолжил изучение окрестностей при помощи спектрометров APXS и ChemCam.
Пока рано говорить насколько неисправность может нанести вред научной миссии марсохода и когда удастся с ней справиться. Предыдущий опыт показывает, что инженеры творчески подходят к преодолению подобных сложностей, но пока не известна даже причина сбоя, поэтому остается только ждать, и надеяться на лучшее.
О том каковы результаты исследования темного песка, его состав и возможное происхождение мы тоже узнаем позже, когда геологи закончат обработку результатов.
