Na starożytnym Marsie rzeźbione przez wodę kanały i transportowane osady tworzyły delty jezior. Badanie danych spektralnych uzyskanych z orbity pokazuje, że niektóre z tych osadów mają minerały wskazujące na zmianę chemiczną wody. W delcie krateru Jezero osady zawierają glinki i węglany. Obraz łączy informacje pochodzące z instrumentów NASA Mars Mars Reconnaissance OrbiterŹródło: NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University

NASA wybrała Krater Jezero jako miejsce lądowania dla nadchodzącej misji łazika Mars 2020 po pięcioletnich poszukiwaniach, podczas których wszystkie dostępne szczegóły ponad 60 lokalizacji, były analizowane i dyskutowane przez zespół misji i społeczność naukową.

Misja Mars 2020 planowana jest na lipiec 2020 roku. Ma to być kolejny krok NASA w eksploracji Czerwonej Planety. Nowy robot NASA będzie szukał nie tylko śladów dawnych, nadających się do zamieszkania warunków i przeszłego życia mikroorganizmów. Łazik Mars 2020 będzie również zbierać próbki skał oraz gleby. Zachowa je w specjalnym pojemniku. NASA i ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) opracowują koncepcje przyszłej misji, mające na celu powrót tych próbek na Ziemię. Ma być to tak zwana „sample return mission”.

Dlaczego krater Jezero?

Miejsce lądowania w Kraterze Jezero oferuje geologicznie bogaty teren, z formami terenu sięgającymi już 3,6 miliarda lat, które mogłyby potencjalnie odpowiedzieć na ważne pytania dotyczące planetarnej ewolucji i astrobiologii. Pobranie próbek z tego unikalnego obszaru zrewolucjonizuje sposób, w jaki myślimy o Marsie i jego zdolności do ukrywania życia.

– powiedział Thomas Zurbuchen, główny administrator Programów i Misji Naukowych NASA.

Krater Jezero znajduje się na zachodnim skraju Isidis Planitia, gigantycznego basenu uderzeniowego na północ od marsjańskiego równika. Western Isidis przedstawia jedne z najstarszych i najbardziej interesujących naukowo krajobrazów Marsa. Badacze misji uważają, że krater o szerokości 45 kilometrów, który kiedyś był domem dla starożytnej delty rzecznej, mógł zebrać i zachować starożytne cząsteczki organiczne i inne potencjalne oznaki życia mikroorganizmów z wody i osadów, które wpłynęły do kraterów ​​miliardy lat temu.

Starożytny system delty krateru Jezero oferuje wiele obiecujących celów do pobrania próbek, z co najmniej pięciu różnych rodzajów skał, w tym glinów i węglanów, które mają duży potencjał do zachowania sygnatur z przeszłości. Ponadto materiał przenoszony z dużego obszaru wodnego może zawierać wiele różnych minerałów z wnętrza i na zewnątrz krateru.

Udoskonalony system lądowania Mars 2020

Różnorodność geologiczna, która sprawia, że ​​Jezero jest tak atrakcyjne dla naukowców z misji Mars 2020, czyni go także wyzwaniem dla inżynierów odpowiadających za lądowanie łazika. Wraz z pobliską deltą rzeki i niewielkimi kraterami, na terenie znajduje się od wschodu wiele głazów i skał, a na zachodzie klify i zagłębienia wypełnione piaskami, które mogłyby zatrzymać łazik w kilku miejscach. Jednak to, co kiedyś było nieosiągalne, jest teraz możliwe dzięki postępowi technologicznemu.

Po rozpoczęciu poszukiwań miejsca lądowania, inżynierowie misji udoskonalili system lądowania, dzięki czemu udało im się zmniejszyć strefę lądowania na Marsie o 50 procent – w porównaniu do strefy lądowania łazika Curiosity w kraterze Gale w 2012 roku. Dzięki temu można rozważyć bardziej wymagające lądowiska. System EDL (wejścia, zejścia i lądowania) został ulepszony i wzbogacony o technologię TRN (Terrain-Relative Navigation), która pozwala inżynierom analizować parametry lądowania, wykrywanie i unikanie zagrożeń w terenie. TRN jest obecnie testowana. Ostateczny raport na temat jej możliwości i niezawodności, opracowany przez niezależną komisję, zostanie przedstawiony NASA jesienią 2019 roku. Wtedy to zostanie wybrane konkretne miejsce lądowania w Jezero.

Animacja lądowania łazika Curiosity w kraterze Gale w 2012 roku.

Jak trudne jest lądowanie na Marsie przekonali się inżynierowie misji ExoMars, kiedy lądownik rozbił się podczas lądowania w kraterze Schiaparelli w 2016 roku. Konflikt danych w komputerze pokładowym doprowadził do przerwania zbyt wcześnie sekwencji lądowania. Lądownik w 3 minuty po wejściu w atmosferę doznał szybkiej rotacji, zbyt dużej by została ona prawidłowo zmierzona. Ten błąd doprowadził do złego oszacowania wysokości lądownika, pogubiły się instrumenty nawigacyjne, naprowadzające i ich oprogramowanie. Źle oszacowana wysokość wpłynęła na dalsze pomiary radarowe, z których wynikło, że lądownik znalazł się poniżej poziomu gruntu. Reakcja na taki stan rzeczy była następująca – odrzucony został spadochron i osłona, a silniki hamujące zadziałały jedynie przez 3 sekundy, zamiast pół minuty. Potem Schiaparelli swobodnie spadał by uderzyć w powierzchnię Marsa z prędkością aż 540 km/h.

W robotycznych eksploracjach planet nie ma nic trudniejszego niż lądowanie na Marsie. Zespół inżynierów Mars 2020 wykonał ogromną pracę, aby przygotować nas do tej decyzji. Zespół będzie kontynuował pracę nad systemem TRN i związanym z nim ryzykiem, a my dokonamy przeglądu wyników niezależnie, aby upewnić się, że zmaksymalizowaliśmy nasze szanse na sukces.

– powiedział Thomas Zurbuchen.

Wybór miejsca lądowania na tak wczesnym etapie pozwala zoptymalizować plany eksploracji Krateru Jezero, gdy łazik znajdzie się bezpiecznie na powierzchni. Korzystając z danych pochodzących z orbiterów marsjańskich, które mapują teren bardziej szczegółowo i identyfikują obszary zainteresowania, NASA jest w stanie wybrać miejsca z najciekawszymi cechami geologicznymi – takie, gdzie Mars 2020 może zbierać najlepsze próbki naukowe.

Marsjańskie kratery

Dzisiaj większość wody na Marsie jest uwięziona w zamarzniętych czapach lodowych. Ale miliardy lat temu swobodnie płynęła po powierzchni, tworząc gwałtowne rzeki, które wpływały do kraterów, tworząc jeziora i morza. Nowe badania prowadzone przez University of Texas w Austin wykazały, że czasami jeziora przyjmowały tyle wody, że wylewały powodując katastrofalne powodzie, które bardzo szybko rzeźbiły kaniony, być może w ciągu kilku tygodni. Takie procesy geologiczne mogły mieć znaczącą rolę w kształtowaniu krajobrazu Marsa i innych światów bez tektoniki płyt.

Krater Jezero to potencjalne miejsce lądowania dla misji łazika NASA Mars 2020. Kanion wylotowy wyrzeźbiony przez zalewanie jest widoczny w górnej prawej części krateru. Starożytne rzeki rzeźbiły wloty po prawej stronie krateru. Credit: NASA/Tim Goudge.

Korzystając z wysokiej rozdzielczości zdjęć wykonanych przez satelitę NASA Mars Reconnaissance Orbiter, naukowcy zbadali topografię wylotów i obrzeży krateru i znaleźli korelację między wielkością wylotu a ilością wody, która ma zostać uwolniona podczas dużego wydarzenia powodziowego. Gdyby z czasem wylot stopniowo się wygładzał, związek między objętością wody a wielkością wylotu prawdopodobnie by się nie utrzymywał.

Chociaż duże powodzie na Marsie i Ziemi są zarządzane przez tę samą mechanikę, pasują do różnych modeli geologicznych. Na Ziemi powolny i stały ruch płyt tektonicznych dramatycznie zmienia powierzchnię planety na przestrzeni milionów lat. W przeciwieństwie do tego, brak tektoniki płyt na Marsie oznacza, że ​​kataklizmy – jak powodzie i uderzenia asteroidy – szybko powodują permanentne zmiany w krajobrazie.