Анализ, проведенный приборами на борту марсохода, показывает, что порода обладает качествами, которые соответствуют определению возможного индикатора древней жизни. В породе обнаружены химические сигнатуры и структуры, которые могли быть сформированы жизнью миллиарды лет назад, когда в исследуемой марсоходом области была текущая вода. Научная группа рассматривает другие объяснения наблюдаемых особенностей, и потребуются дальнейшие исследовательские шаги, чтобы определить, является ли древняя жизнь допустимым объяснением.
Ученые марсохода NASA Perseverance обнаружили интересный марсианский камень. Шестиколесный геолог нашел интересную породу, которая, по некоторым данным, могла быть средой обитания микробной жизни миллиарды лет назад.
Камень, заполненный жилами, привлекает внимание научной группы марсохода NASA Perseverance. Прозванный группой «Водопадами Чеява», этот камень в форме наконечника стрелы содержит в себе черты, которые могут ответить на вопрос о том, был ли Марс домом для микроскопической жизни в далеком прошлом.
Камень — 22-й образец горной породы, отобранный марсоходом — был собран 21 июля, когда марсоход исследовал северный край долины Неретва, древней речной долины шириной четверть мили (400 метров), которая была прорезана водой, устремившейся в кратер Джезеро много лет назад.
«Мы разработали маршрут Perseverance, чтобы убедиться, что он проходит по областям с потенциалом для интересных научных образцов», — сказала Никола Фокс, заместитель администратора Управления научных миссий в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. «Это путешествие по руслу реки Неретва-Валли окупилось, поскольку мы нашли то, чего никогда раньше не видели, и это даст нашим ученым так много материала для изучения».
«Водопады Чеява» показывает отметины, похожие на пятна леопарда. 18 июля. NASA
Многочисленные сканирования водопадов Чеява, проведенные прибором SHERLOC (сканирование обитаемых сред с помощью Рамана и люминесценции для обнаружения органических и химических веществ) марсохода, указывают на то, что в нем содержатся органические соединения. Хотя такие молекулы на основе углерода считаются строительными блоками жизни, они также могут быть образованы небиологическими процессами.
«Водопад Чеява — самая загадочная, сложная и потенциально важная скала, когда-либо исследованная Perseverance», — сказал Кен Фарли, научный сотрудник проекта Perseverance из Калифорнийского технологического института в Пасадене. «С одной стороны, у нас есть первое убедительное обнаружение органического материала, отличительные цветные пятна, указывающие на химические реакции, которые микробная жизнь могла бы использовать в качестве источника энергии, и явные доказательства того, что вода — необходимая для жизни — когда-то проходила через скалу. С другой стороны, мы не смогли точно определить, как образовалась скала и в какой степени близлежащие скалы могли нагревать водопад Чеява и способствовать этим особенностям».
Группу также заинтересовали другие подробности о камне, размеры которого составляют 3,2 на 2 фута (1 на 0,6 метра) и который был назван в честь водопада в Гранд-Каньоне.
В поисках признаков древней микробной жизни миссия Perseverance сосредоточилась на камнях, которые могли быть созданы или изменены давным-давно присутствием воды. Вот почему команда сосредоточилась на водопадах Чеява.
«Именно для таких ключевых наблюдений и был создан SHERLOC — для поиска органической материи, поскольку она является важнейшим компонентом поиска прошлой жизни», — сказал главный исследователь SHERLOC Кевин Хэнд из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, которая руководит миссией.
По всей длине скалы тянутся крупные белые жилы сульфата кальция. Между этими жилами находятся полосы материала, красноватый цвет которого предполагает присутствие гематита, одного из минералов, который придает Марсу его характерный ржавый оттенок.
Марсоход NASA Perseverance использовал свой инструмент Mastcam-Z, чтобы запечатлеть эту 360-градусную панораму региона на Марсе под названием «Bright Angel», где миллиарды лет назад текла древняя река. «Cheyava Falls» был обнаружен в области немного правее центра, примерно в 361 футе (110 метрах) от марсохода. NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Когда Perseverance более внимательно изучил эти красные области, он обнаружил десятки неправильной формы, размером в миллиметр, не совсем белых пятен, каждое из которых окружено черным материалом, похожим на пятна леопарда. Инструмент PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) Perseverance определил, что эти черные гало содержат как железо, так и фосфат.
«Эти пятна стали большим сюрпризом», — сказал Дэвид Флэннери, астробиолог и член научной группы Perseverance из Технологического университета Квинсленда в Австралии. «На Земле подобные особенности в породах часто связаны с окаменелыми следами микробов, живущих в недрах».
Пятна такого типа на осадочных земных породах могут возникать, когда химические реакции с участием гематита превращают породу из красной в белую. Эти реакции также могут высвобождать железо и фосфат, что может приводить к образованию черных ореолов. Реакции такого типа могут быть источником энергии для микробов, что объясняет связь между такими особенностями и микробами в земной среде.
В одном из сценариев, который рассматривает научная группа Perseverance, водопады Чеява изначально были отложены в виде грязи с органическими соединениями, которые в конечном итоге зацементировались в скалу. Позже второй эпизод потока жидкости проник в трещины в скале, что позволило отложениям минералов создать большие белые жилы сульфата кальция, которые мы видим сегодня, и привести к появлению пятен.
Хотя и органическое вещество, и пятна леопарда представляют большой интерес, это не единственные аспекты породы водопада Чеява, которые сбивают с толку научную группу. Они были удивлены, обнаружив, что эти жилы заполнены кристаллами оливина размером в миллиметр, минерала, который образуется из магмы. Оливин может быть связан с породами, которые образовались выше по краю речной долины и которые могли быть получены путем кристаллизации магмы.
Если это так, то команде предстоит ответить на еще один вопрос: могли ли оливин и сульфат попасть в породу при недопустимо высоких температурах, вызвав абиотическую химическую реакцию, которая привела к появлению пятен леопарда?
«Мы облучали эту породу лазерами и рентгеновскими лучами и фотографировали ее буквально днем и ночью практически со всех мыслимых углов», — сказал Фарли. «С научной точки зрения Perseverance больше ничего не может дать. Чтобы полностью понять, что на самом деле произошло в той марсианской речной долине в кратере Джезеро миллиарды лет назад, мы хотели бы привезти образец из водопада Чеява на Землю, чтобы его можно было изучить с помощью мощных инструментов, имеющихся в лабораториях».
Ключевой целью миссии Perseverance на Марсе является астробиология , включая кэширование образцов, которые могут содержать признаки древней микробной жизни. Марсоход будет характеризовать геологию планеты и прошлый климат, чтобы помочь проложить путь для исследования Красной планеты человеком и стать первой миссией по сбору и кэшированию марсианских пород и реголита.
Программа NASA по возврату образцов с Марса, реализуемая в сотрудничестве с ЕКА (Европейским космическим агентством), направлена на отправку космических аппаратов на Марс для сбора запечатанных образцов с поверхности и их возвращения на Землю для углубленного анализа.
Миссия Mars 2020 Perseverance является частью программы NASA по исследованию Марса с Луны, которая включает миссии Artemis на Луну, которые помогут подготовиться к исследованию Красной планеты человеком.
Лаборатория реактивного движения НАСА, которой для агентства управляет Калифорнийский технологический институт, построила и управляет работой марсохода Perseverance.
Образец марсианской породы, полученный с марсохода Perseverance, может содержать лучшее доказательство возможной древней жизни. Ведущий научный сотрудник марсохода NASA Perseverance воодушевлен материалом, хранящимся в пробирках для образцов марсохода, которые были сброшены на поверхность Марса и находились внутри самого марсохода во время его движения в кратере Джезеро.
Учитывая образцы с Марса, собранные Perseverance на данный момент, может ли один из этих образцов оказаться тем, на поиски чего изначально был отправлен марсоход: доказательством существования микробной жизни на Красной планете в прошлом?
Предварительные результаты исследования подчеркивают необходимость возвращения образцов с Марса на Землю, чтобы эти ценные экспонаты с Красной планеты можно было отправить в лаборатории для более тщательного анализа.
Образец, собранный с тегом Lefroy Bay в Margin Unit, мог быть отложен либо в озере, либо в системе грунтовых вод. Оба варианта очень важны для понимания обитаемости Марса и обитания в кратере Jezero. NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Кеннет Фарли из Калифорнийского технологического института, научный сотрудник проекта марсохода NASA Perseverance, выступил с брифингом для Группы анализа внеземных материалов (ExMAG) во время встречи, состоявшейся 13–15 мая в Хьюстоне, штат Техас.
Под тегом «Lefroy Bay» Фарли привлек внимание к этому образцу, собранному марсоходом Perseverance, в котором обнаружен гидратированный кремний. Здесь, на Земле, этот минерал имеет самый высокий потенциал для сохранения признаков древней жизни.
Но была ли эта вода поверхностной водой в озере или реке, или грунтовой водой, остается неясным, добавил Фарли. И то, и другое может представлять собой древнюю (более 3,4 млрд лет) пригодную для жизни марсианскую среду, сказал он.
Следующая цель для исследования Perseverance называется «Bright Angel». NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Фарли отметил, что эти образцы содержат фазы, которые на Земле очень полезны для установления «палеоэкологических» условий, и они также могут сохранять биосигнатуры. «Поэтому эти образцы имеют уникальное значение для возвращения на Землю для дальнейшего изучения», — сказал Фарли.
Perseverance «вот-вот совершит действительно фундаментальный переход в исследовании среды, в которой мы работаем», — объяснил Фарли в своем брифинге для ExMAG. «Одна из проблем, с которой мы сталкиваемся, — сказал он, — это не очень хорошая местность для движения вездехода».
На данный момент марсианская техника преодолела около 17 миль (27 километров) после того, как 18 февраля 2021 года ее спустили в этот район с помощью крана. Цель робота неизменна: «Искать признаки древней жизни и собирать образцы горных пород и реголита для возможного возвращения на Землю», — поясняет НАСА.
Но почему кратер Джезеро шириной 28 миль (45 км) был выбран в качестве места разведки для марсохода? Ученые полагают, что эта область когда-то была затоплена водой и была домом для древней речной дельты. Ожидается, что кратер Джезеро буквально «выплеснет» всю информацию о своей то возобновляющейся, то прекращающейся природе влажного прошлого Марса. Более 3,5 миллиардов лет назад речные русла перелились через стену кратера и создали озеро.
Марсоход NASA Perseverance ждет сложная местность в кратере Джезеро. NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Возможно, что микробная жизнь могла существовать в Джезеро в течение одного или нескольких из этих влажных периодов. Если это правда, то следы остатков этих маленьких существ могут быть обнаружены в озерных или береговых отложениях.
Что касается общего состояния марсохода Perseverance, Фарли отметил несколько проблем: во-первых, потеря датчиков ветра, которые являются частью Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), созданного международной группой под руководством испанского Centro de Astrobiología. «Мы в значительной степени потеряли датчики ветра. Они, по сути, больше не функционируют», — сообщил он.
Кроме того, спектроскопические части роботизированной руки Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals, сокращенно SHERLOC, подвергаются сомнению. Это связано с тем, что крышка объектива больше не работает должным образом. Тем не менее, есть некоторые предварительные работы, предполагающие, что ученые могут восстановить спектроскопические возможности SHERLOC. «Мы узнаем больше об этом в ближайшие месяцы», — сказал Фарли.
На этом фотомонтаже показана каждая из пробирок с образцами, доставленных марсоходом NASA Perseverance в хранилище образцов Three Forks, как их видит камера WATSON на конце роботизированной руки марсохода. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Дежурный робот отобрал образцы магматических пород, аргиллита, песчаника/галечного конгломерата, карбоната, кремния и оливина, а также верхнего марсианского песка и уловил запах марсианской атмосферы.
Ранее в своем походе на Марс Perseverance сбросил 10 запечатанных трубок с образцами в месте хранения, названном «Три вилки» в кратере Джезеро. Предполагается, что миссия Mars Sample Return (MSR) в будущем подберет трубки с образцами для отправки этих кусочков и кусков Марса на Землю.
Однако в настоящее время этот совместный проект НАСА и Европейского космического агентства проходит детальное переосмысление из-за предполагаемой стоимости в 11 миллиардов долларов и ожидаемых, но неудовлетворительных сроков реализации столь сложного проекта.
Фарли сообщил группе ExMAG, что операторы марсохода работают над тем, чтобы Perseverance мог преодолеть расстояние в 55 миль (90 километров), что позволит ему исследовать живописные ландшафты.
Искусственный интеллект помогает ученым идентифицировать минералы в породах, изученных марсоходом Perseverance.
Некоторые ученые мечтают исследовать планеты с помощью «умных» космических аппаратов, которые точно знают, какие данные искать, где их найти и как их анализировать. Хотя воплощение этой мечты в реальность займет время, успехи, достигнутые с марсоходом NASA Perseverance, предлагают многообещающие шаги в этом направлении.
Почти три года миссия марсохода тестировала форму искусственного интеллекта, которая ищет минералы в породах Красной планеты. Это первый случай использования ИИ на Марсе для принятия автономных решений на основе анализа состава пород в реальном времени.
Программное обеспечение поддерживает PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), спектрометр, разработанный Лабораторией реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. Картографируя химический состав минералов на поверхности породы, PIXL позволяет ученым определить, образовалась ли порода в условиях, которые могли бы поддерживать микробную жизнь в древнем прошлом Марса.
Названное «адаптивным отбором проб», программное обеспечение автономно размещает инструмент вблизи целевого камня, а затем просматривает сканы цели PIXL, чтобы найти минералы, которые стоит изучить более глубоко. Все это делается в реальном времени, без общения марсохода с диспетчерами миссии на Земле.
«Мы используем искусственный интеллект PIXL, чтобы сосредоточиться на ключевой науке», — сказала главный исследователь инструмента Эбигейл Оллвуд из JPL. «Без него вы бы увидели намек на что-то интересное в данных, а затем пришлось бы повторно сканировать породу, чтобы изучить ее более подробно. Это позволяет PIXL прийти к выводу без людей, изучающих данные».
Данные с приборов Perseverance, включая PIXL, помогают ученым определить, когда следует бурить керн породы и запечатывать его в титановую металлическую трубку, чтобы его вместе с другими высокоприоритетными образцами можно было доставить на Землю для дальнейшего изучения в рамках кампании NASA по возвращению образцов с Марса.
PIXL, белый инструмент слева вверху, является одним из нескольких научных инструментов, расположенных на конце роботизированной руки на борту марсохода Perseverance NASA. Левая навигационная камера марсохода сделала снимки, которые составляют эту композицию, 2 марта 2021 года. NASA/JPL-Калтех
Адаптивный отбор проб — не единственное применение ИИ на Марсе. Примерно в 2300 милях (3700 километрах) от Perseverance находится Curiosity от NASA, который стал пионером в форме ИИ, позволяющей марсоходу автономно поражать камни лазером в зависимости от их формы и цвета. Изучение газа, который сгорает после каждого лазерного удара, позволяет определить химический состав камня. Perseverance обладает той же способностью, а также более продвинутой формой ИИ, которая позволяет ему перемещаться без специального указания с Земли. Оба марсохода по-прежнему полагаются на десятки инженеров и ученых для планирования ежедневного набора из сотен отдельных команд, но эти цифровые интеллекты помогают обеим миссиям делать больше за меньшее время.
«Идея адаптивной выборки PIXL заключается в том, чтобы помочь ученым найти иголку в стоге сена данных, освободив время и энергию для того, чтобы сосредоточиться на других вещах», — сказал Питер Лоусон, который руководил внедрением адаптивной выборки до ухода из JPL. «В конечном итоге это помогает нам быстрее собирать лучшие научные данные».
ИИ помогает PIXL двумя способами. Во-первых, он позиционирует инструмент точно так, как только он оказывается вблизи каменной цели. Спектрометр, расположенный на конце роботизированной руки Perseverance, установлен на шести крошечных роботизированных ногах, называемых гексаподами. Камера PIXL многократно проверяет расстояние между инструментом и каменной целью, чтобы помочь с позиционированием.
Это изображение каменной цели под названием «Пик грома» было создано марсоходом NASA Perseverance с помощью PIXL, который определяет минеральный состав горных пород, облучая их рентгеновскими лучами. Каждая синяя точка на изображении представляет собой место, куда попал рентгеновский луч. NASA/JPL-Caltech/DTU/QUT
Температурные колебания на Марсе настолько велики, что рука Perseverance будет расширяться или сжиматься на микроскопическую величину, что может сбить прицел PIXL. Гексапод автоматически регулирует инструмент, чтобы он находился исключительно близко, не соприкасаясь с камнем.
«Нам приходится вносить коррективы в шкалу микрометров, чтобы получить необходимую точность», — сказал Оллвуд. «Он подходит к камню настолько близко, что у инженера волосы на затылке встают дыбом».
Как только PIXL оказывается на месте, другая система ИИ получает шанс проявить себя. PIXL сканирует область камня размером с почтовую марку, испуская рентгеновский луч тысячи раз, чтобы создать сетку микроскопических точек. Каждая точка раскрывает информацию о химическом составе присутствующих минералов.
Минералы имеют решающее значение для ответа на ключевые вопросы о Марсе. В зависимости от породы ученые могут охотиться за карбонатами, которые скрывают подсказки о том, как вода могла сформировать породу, или они могут искать фосфаты, которые могли бы обеспечить питательными веществами микробов, если таковые присутствовали в прошлом Марса.
Ученые не могут заранее знать, какой из сотен рентгеновских импульсов выявит тот или иной минерал, но когда прибор находит определенные минералы, он может автоматически остановиться, чтобы собрать больше данных — действие, называемое «длительной выдержкой». По мере того, как система совершенствуется с помощью машинного обучения, список минералов, на которых PIXL может сфокусироваться с помощью длительной выдержки, растет.
«PIXL — это своего рода швейцарский армейский нож, поскольку его можно настраивать в зависимости от того, что ищут ученые в данный момент времени», — сказал Дэвид Томпсон из JPL, который помогал разрабатывать программное обеспечение. «Марс — отличное место для тестирования ИИ, поскольку у нас есть регулярные ежедневные коммуникации, что дает нам возможность вносить коррективы по ходу дела».
Когда будущие миссии будут продвигаться глубже в солнечную систему, они будут вне связи дольше, чем нынешние миссии на Марсе. Вот почему существует большой интерес к разработке большей автономности для миссий, поскольку они странствуют и проводят научные исследования на благо человечества.
В каждом образце породы и почвы, собранном марсоходом Perseverance, таится потенциальная находка для ученых, изучающих атмосферу.
Ученые, изучающие атмосферу, все больше воодушевляются с каждым керном породы, который марсоход NASA Perseverance запечатывает в титановые пробирки для образцов, которые собираются для последующей доставки на Землю в рамках кампании по возвращению образцов с Марса. На данный момент было взято двадцать четыре образца.
Большинство этих образцов состоят из кернов горных пород или реголита (обломков горных пород и пыли), которые могут раскрыть важную информацию об истории планеты и о том, существовала ли микробная жизнь миллиарды лет назад. Но некоторые ученые так же взволнованы перспективой изучения «headspace» или воздуха в дополнительном пространстве вокруг горного материала в трубках.
Они хотят узнать больше о марсианской атмосфере, которая в основном состоит из углекислого газа, но может также включать следовые количества других газов, которые могли присутствовать на планете с момента ее образования.
«Образцы воздуха с Марса расскажут нам не только о текущем климате и атмосфере, но и о том, как они менялись с течением времени», — сказала Брэнди Кэрриер, планетолог из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. «Это поможет нам понять, как развиваются климаты, отличные от нашего».
Среди образцов, которые могут быть доставлены на Землю, есть одна трубка, заполненная исключительно газом, отложенным на поверхности Марса как часть хранилища образцов. Но гораздо больше газа в коллекции марсохода находится в свободном пространстве образцов горных пород. Они уникальны, потому что газ будет взаимодействовать с горными породами внутри трубок в течение многих лет, прежде чем образцы можно будет открыть и проанализировать в лабораториях на Земле. То, что ученые из них почерпнут, даст представление о том, сколько водяного пара парит вблизи поверхности Марса, один из факторов, определяющих, почему лед образуется там, где он это делает на планете, и как водный цикл Марса развивался с течением времени.
Ученые также хотят лучше понять следовые газы в воздухе Марса. Наиболее интересным с научной точки зрения было бы обнаружение благородных газов (таких как неон, аргон и ксенон), которые настолько нереактивны, что они могли бы быть вокруг, неизменными в атмосфере, с момента образования миллиарды лет назад. Если их захватить, эти газы могли бы показать, была ли у Марса атмосфера. (У древнего Марса была гораздо более плотная атмосфера, чем сегодня, но ученые не уверены, была ли она там всегда или образовалась позже). Также есть большие вопросы о том, как древняя атмосфера планеты сравнивалась с ранней земной.
Кроме того, воздушная прослойка даст возможность оценить размер и токсичность частиц пыли — информация, которая поможет будущим астронавтам на Марсе.
«Образцы газа могут многое предложить ученым, изучающим Марс», — сказал Джастин Саймон, геохимик из Космического центра имени Джонсона в Хьюстоне, входящий в группу из более чем дюжины международных экспертов, которые помогают решать, какие образцы должен собрать марсоход. «Даже ученые, которые не изучают Марс, были бы заинтересованы, потому что это прольет свет на то, как формируются и развиваются планеты».
В 2021 году группа исследователей планет, включая ученых из НАСА, изучала воздух, привезенный с Луны в стальном контейнере астронавтами «Аполлона-17» около 50 лет назад.
«Люди думают, что Луна безвоздушна, но у нее очень разреженная атмосфера, которая со временем взаимодействует с лунными поверхностными породами», — сказал Саймон, изучающий различные планетарные образцы в Джонсоне. «Сюда входят инертные газы, вытекающие из недр Луны и собирающиеся на лунной поверхности».
Способ, которым команда Саймона извлекла газ для исследования, похож на то, что можно было бы сделать с образцами воздуха Perseverance. Сначала они поместили ранее неоткрытый контейнер в герметичную оболочку. Затем они проткнули сталь иглой, чтобы извлечь газ в холодную ловушку — по сути, U-образную трубу, которая простирается в жидкость, например, азот, с низкой температурой замерзания. Изменяя температуру жидкости, ученые захватили некоторые газы с более низкими температурами замерзания на дне холодной ловушки.
«В мире, возможно, есть 25 лабораторий, которые манипулируют газом таким образом», — сказал Саймон. Помимо использования для изучения происхождения планетарных материалов, этот подход может быть применен к газам из горячих источников и тем, которые выделяются из стен действующих вулканов, добавил он.
Конечно, эти источники обеспечивают гораздо больше газа, чем Perseverance имеет в своих трубках для образцов. Но если одна трубка не несет достаточно газа для конкретного эксперимента, ученые Марса могут объединить газы из нескольких трубок, чтобы получить более крупный совокупный образец — еще один способ, которым свободное пространство дает бонусную возможность для науки.
В июне, после шести месяцев усилий прибор, который помогает марсоходу искать потенциальные признаки древней микробной жизни, снова заработал. Инструмент SHERLOC (сканирование обитаемой среды с помощью Рамана и люминесценции для органических и химических веществ) на борту марсохода NASA Perseverance впервые проанализировал каменную цель с помощью спектрометра и камеры с момента возникновения проблемы в январе прошлого года. Инструмент играет ключевую роль в поиске миссией признаков древней микробной жизни на Марсе. Инженеры Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии подтвердили 17 июня, что инструмент успешно собрал данные.
«Шесть месяцев диагностики, тестирования, анализа изображений и данных, устранения неполадок и повторного тестирования не могли привести к лучшему выводу», — сказал главный исследователь SHERLOC Кевин Хэнд из JPL.
SHERLOC, установленный на роботизированной руке марсохода, использует две камеры и лазерный спектрометр для поиска органических соединений и минералов в породах, которые были изменены в водной среде и могут содержать признаки прошлой микробной жизни. 6 января подвижная крышка объектива, предназначенная для защиты спектрометра прибора и одной из его камер от пыли, замерзла в положении, которое не позволило SHERLOC собирать данные.
Анализ, проведенный командой SHERLOC, указал на неисправность небольшого двигателя, отвечающего за перемещение защитной крышки объектива, а также за регулировку фокуса для спектрометра и камеры Autofocus and Context Imager (ACI). Протестировав потенциальные решения на дубликате инструмента SHERLOC в JPL, команда начала долгий и тщательный процесс оценки, чтобы выяснить, можно ли и как можно переместить крышку объектива в открытое положение.
Это изображение марсохода NASA Perseverance, собирающего данные об абразии «Walhalla Glades», было получено в районе «Bright Angel» кратера Джезеро одной из передних камер обнаружения опасностей марсохода 14 июня. Камера WATSON на приборе SHERLOC расположена ближе всего к поверхности Марса. NASA/JPL-Калтех
«Роботизированная рука марсохода удивительна. Ей можно управлять маленькими шагами в четверть миллиметра, чтобы помочь нам оценить новое положение фокуса SHERLOC, и она может с высокой точностью поместить SHERLOC на цель», — сказал Укерт. «После испытаний сначала на Земле, а затем на Марсе мы выяснили, что наилучшее расстояние для роботизированной руки, чтобы поместить SHERLOC, составляет около 40 миллиметров» или 1,58 дюйма. «На таком расстоянии данные, которые мы собираем, должны быть такими же точными, как и всегда».
Подтверждение точного позиционирования ACI на марсианской каменной цели поступило 20 мая. Проверка от 17 июня, которая показала, что спектрометр также функционирует, подтвердила последний пункт команды, подтвердив, что SHERLOC работоспособен.
«Марс — это сложно, а вернуть инструменты с края пропасти еще сложнее», — сказал руководитель проекта Perseverance Арт Томпсон из JPL. «Но команда никогда не сдавалась. С возвращением SHERLOC в строй мы продолжаем наши исследования и сбор образцов с полным набором научных инструментов».
Perseverance находится на последних стадиях своей четвертой научной кампании , занимаясь поиском свидетельств отложений карбоната и оливина в «Margin Unit», области вдоль внутренней части края кратера Jezero . На Земле карбонаты обычно образуются на мелководье пресноводных или щелочных озер. Предполагается, что это также может быть в случае Margin Unit , который образовался более 3 миллиардов лет назад.
Космический аппарат, который должен будет поймать образец поверхности Марса, движущийся по марсианской орбите, и доставить его на Землю, прошел проверку проекта.
В то время как часть миссии NASA по возврату образцов с Марса находится в бюджетном подвешенном состоянии, Европейское космическое агентство (ЕКА) продолжает работу над своей частью головоломки по сбору образцов с Красной планеты: аппаратом Earth Return Orbiter (ERO).
ERO обеспечит важную транспортировку образцов Марса, собранных марсоходом NASA Perseverance, с Красной планеты на Землю. Для этого он встретится с образцом на марсианской орбите, поймает капсулу размером с баскетбольный мяч, проносящуюся вокруг планеты, и, наконец, вернет ее на Землю.
Космический корабль только что прошел проверку конструкции, которая подтвердила его технические детали и переводит проект на стадию производства и испытаний. «Надежная конструкция является основой для строительства, испытаний и сборки оборудования в полноценный космический корабль», — сказал в своем заявлении руководитель проектной группы ERO Тиаго Лоурейро .
Художественное представление орбитального аппарата Earth Return Orbiter (ERO). Airbus/ESA
«Находясь на ошеломляющем расстоянии в несколько сотен миллионов километров, наземные команды будут ставить сложные орбитальные танцы вокруг Марса», — сказал Орсон Сазерленд, менеджер марсианской программы ЕКА.
Хотя программа ERO Европейского космического агентства (ESA) продвигается вперед, часть миссии NASA, которая включает транспортировку образца на поверхность Марса и использование ракеты Mars Ascent Vehicle для его вывода на марсианскую орбиту, все еще находится на рассмотрении после того, как ее бюджет в размере 11 миллиардов долларов был признан слишком дорогим.
Таким образом, в ближайшем будущем он может столкнуться с многочисленными изменениями в конструкции. Фактически, NASA недавно заказало десять исследований , чтобы уменьшить масштаб (и, следовательно, стоимость) миссии.
Инженерная квалификационная модель удаленного интерфейсного блока (RIU) для Earth Return Orbiter. RIU соединяет большую часть оборудования космического корабля, такого как датчики и приводы, включая химические двигательные клапаны, маховики, реле управления и датчики температуры, с главным компьютером. Это реплика летной модели, и она используется для ее тестирования в условиях, которые должны быть более жесткими, чем те, которые инженеры ожидают увидеть в межпланетном полете на Марс. Airbus/ESA
Но ESA подтверждает, что ERO сможет адаптироваться к любым изменениям в миссии Mars Sample Return. «Конфигурация космического корабля достаточно прочная, чтобы быть гибкой с грузом и помогать находить решения для новой архитектуры. ESA и наши промышленные партнеры адаптировались к новому сценарию, оставаясь изобретательными и находчивыми, оставаясь надежным партнером для NASA», — сказал Тиаго. «Мы подтвердили, что Earth Return Orbiter работает для того, что было запланировано, и даже больше, какими бы ни были альтернативы».
Новый марсоход Rosalind Franklin под руководством ЕКА (Европейского космического агентства) отправится на Марс не ранее 2028 года.
Анализатор органических молекул Марса (MOMA) — масс-спектрометрический прибор на борту марсохода — будет анализировать образцы, собранные с помощью буровой установки, и отправлять результаты обратно на Землю, где они будут использованы в алгоритме для идентификации органических соединений, обнаруженных в образцах.
Если марсоход обнаружит какие-либо органические соединения, алгоритм может значительно ускорить процесс их идентификации, сэкономив ученым время при принятии решения о наиболее эффективном использовании времени пребывания марсохода на Красной планете.
Когда роботизированный марсоход приземляется на другой планете, у ученых остается ограниченное количество времени для сбора данных из множества исследуемых материалов из-за короткой продолжительности миссии и длительности времени, необходимого для проведения сложных экспериментов.
Вот почему исследователи из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, изучают использование машинного обучения для ускоренного анализа данных, полученных с образцов марсохода, и оказания помощи ученым на Земле в разработке стратегии наиболее эффективного использования времени пребывания марсохода на планете.
«Этот алгоритм машинного обучения может помочь нам, быстро фильтруя данные и указывая, какие данные, вероятно, будут наиболее интересными или важными для изучения», — сказал Сян «Шон» Ли, ученый по масс-спектрометрии в лаборатории планетарной среды в NASA Goddard.
Сначала алгоритм будет протестирован на данных с Марса, запустив его на наземном компьютере с использованием данных, собранных прибором Mars Organic Molecule Analyzer (MOMA).
Анализатор является одним из основных научных инструментов предстоящей миссии ExoMars Rosalind Franklin Rover , возглавляемой ЕКА (Европейским космическим агентством). Марсоход, запуск которого запланирован не ранее 2028 года, стремится определить, существовала ли когда-либо жизнь на Красной планете.
После того, как Розалинда Франклин соберет образец и проанализирует его с помощью MOMA, данные будут отправлены обратно на Землю, где ученые будут использовать полученные данные для принятия решения о наилучшем курсе дальнейших действий.
«Например, если мы измерим образец, который покажет признаки крупных сложных органических соединений, смешанных с определенными минералами, мы можем захотеть провести более глубокий анализ этого образца или даже рекомендовать марсоходу собрать еще один образец с помощью буровой установки», — сказал Ли.
Алгоритм может помочь определить химический состав под поверхностью Марса. В области искусственного интеллекта машинное обучение — это способ, с помощью которого компьютеры обучаются на основе данных (больших объемов данных), выявляя закономерности и принимая решения или делая выводы.
Этот автоматизированный процесс может быть эффективным, когда закономерности могут быть неочевидны для исследователей-людей, просматривающих те же данные, что типично для больших и сложных наборов данных, таких как те, которые используются при визуализации и спектральном анализе.
Специалист по обработке данных NASA Виктория Да Пойан представляет алгоритм машинного обучения MOMA на конференции Supercomputing 2023 в Денвере, штат Колорадо. НАСА/Донован Матиас
В случае MOMA исследователи собирали лабораторные данные более десяти лет, по словам Виктории Да Пойан, специалиста по данным в NASA Goddard, которая является одним из руководителей разработки алгоритма машинного обучения. Ученые обучают алгоритм, предоставляя ему примеры веществ, которые могут быть найдены на Марсе, и маркируя их. Затем алгоритм будет использовать данные MOMA в качестве входных и выходных прогнозов химического состава изучаемого образца на основе его обучения.
«Чем больше мы делаем для оптимизации анализа данных, тем больше информации и времени будет у ученых для интерпретации данных», — сказал Да Поян. «Таким образом, мы можем быстро реагировать на результаты и планировать следующие шаги, как будто мы находимся там с марсоходом, гораздо быстрее, чем раньше».
Что делает марсоход Rosalind Franklin уникальным — и что, как надеются ученые, приведет к новым открытиям — так это то, что он сможет пробурить поверхность Марса на глубину около 6,6 футов (2 метра). Предыдущие марсоходы достигали лишь около 2,8 дюймов (7 сантиметров) под поверхностью.
«Органические материалы на поверхности Марса с большей вероятностью будут разрушены под воздействием радиации на поверхности и космических лучей, которые проникают в недра», — сказал Ли, — «но двух метров глубины должно быть достаточно, чтобы защитить большую часть органического вещества. Таким образом, MOMA имеет потенциал для обнаружения сохранившейся древней органики, что станет важным шагом в поиске прошлой жизни».