НАСА готовит запуск первой миссии с двумя спутниками к другой планете — ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers). Два идентичных аппарата, управляемые Калифорнийским университетом в Беркли, стартуют не ранее 9 ноября 2024 года с мыса Канаверал во Флориде на ракете New Glenn компании Blue Origin. Они полетят в строю, создавая первую 3D-карту магнитных полей, верхней атмосферы и ионосферы Марса — уникальной среды ближнего космоса Красной планеты.

Открытия помогут разгадать, как и когда Марс потерял атмосферу, и дадут данные о условиях, влияющих на будущих колонистов. "Понимание изменений в ионосфере критично для исправления радиопомех, необходимых для связи и навигации на Марсе", — говорит главный исследователь Роберт Лиллис из Лаборатории космических наук Беркли (SSL).

Спутники, названные Blue и Gold в честь цветов университета, прибудут на Марс в 2027 году. Управление — из центра SSL в Беркли. Приборы, антенны и компьютеры разработаны Беркли и партнерами, а аппарат — компанией Rocket Lab. Стоимость миссии — около 49 миллионов долларов, что в десять раз дешевле, чем десятилетие назад, благодаря коммерческому участию.

Марс без глобального магнитного поля и плотной атмосферы подвержен солнечным бурям. Колонисты должны защищаться от радиации, повреждающей ДНК. Лиллис отмечает: "Мы будем измерять космическую погоду, чтобы прогнозировать бури, вредные для астронавтов". В прошлом году марсоход Curiosity зафиксировал бурю, эквивалентную 100 дням фонового излучения.

ESCAPADE pioneer новую траекторию: сначала к точке Лагранжа, затем 12-месячный виток вокруг неё, возвращение к Земле и полёт к Марсу. Это позволит запускать миссии не только во время редких планетарных выравниваний каждые 26 месяцев, а в течение месяцев, облегчая будущие полёты сотен кораблей.

Беркли изучает Марс почти 60 лет: приборы для Mars Global Surveyor (1996) показали потерю глобального поля 4 миллиарда лет назад. Сейчас — для MAVEN (2013) и Emirates Mars Mission (2020), выявляющих полярные сияния и атмосферные утечки. Марс имеет локальные магнитные поля в коре, отталкивающие солнечный ветер на 1500 км.

Два спутника полетят по синхронизированным орбитам, отслеживая изменения каждые 2–30 минут — в 10 раз быстрее, чем раньше. Приборы Беркли измерят потоки ионов и электронов; NASA Goddard — магнитные поля; Embry-Riddle — плазму; Northern Arizona — пыль и сияния.

"ESCAPADE даст стереовид на атмосферные утечки, ключ к эволюции климата Марса и судьбе его воды", — добавляет Лиллис. Данные покажут, как солнечный ветер ускоряет частицы в космос, и помогут связи на поверхности.

Лиллис не рвётся на Марс: "Без скафандра кровь закипит, а жить придётся под землёй от радиации. Но люди живучи!" Миссия раскрывает тайны Красной планеты, прокладывая путь к её освоению.

Миллиарды лет назад вода текла по поверхности Марса. Однако у ученых до сих пор остается неполное представление о том, как функционировал водный цикл на красной планете.

Ситуация может измениться: два аспиранта Университета Техаса в Остине заполнили значительный пробел в знаниях о водном цикле Марса — в частности, о связи между поверхностной водой и подземными водами.

Студенты Мохаммад Афзал Шадаб и Эрик Хиатт разработали компьютерную модель, которая рассчитывает, сколько времени потребовалось воде на раннем Марсе, чтобы просочиться с поверхности до водоносного слоя, находящегося примерно на милю в глубину. Они установили, что этот процесс занял от 50 до 200 лет. На Земле, где уровень грунтовых вод в большинстве мест значительно ближе к поверхности, аналогичный процесс обычно занимает всего несколько дней.

Результаты были опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Исследователи также определили, что количество воды, просачивающейся между поверхностью и водоносным слоем, могло быть достаточным для того, чтобы покрыть Марс как минимум 300 футами воды. Это, вероятно, составляло значительную часть общего объема доступной воды на планете.

Это исследование помогает завершить понимание ученых о водном цикле на раннем Марсе, отметил Шадаб, который получил степень доктора в UT Austin и сейчас является доктором исследователем в Принстонском университете. Это новое понимание будет полезно для определения того, сколько воды было доступно для испарения и заполнения озер и океанов дождем, а в конечном итоге — для выяснения, куда эта вода делась.

"Мы хотим внедрить это в [интегрированную модель] того, как вода и земля эволюционировали вместе на протяжении миллионов лет до нынешнего состояния," — сказал Шадаб, являвшийся ведущим автором исследования. "Это приблизит нас к ответу на вопрос о том, что произошло с водой на Марсе."

Сегодня Марс в основном сухой, по крайней мере, на поверхности. Но 3-4 миллиарда лет назад — примерно в то время, когда жизнь начинала зарождаться на Земле — океаны, озера и реки вырезали долины в горах и кратерах Марса, оставляя следы береговой линии на его скалистой поверхности.

В конечном итоге вода на Марсе пошла другим путем, чем на Земле. Большая ее часть теперь либо заперта в коре, либо утеряна в космос вместе с атмосферой Марса. Понимание того, сколько воды было доступно близко к поверхности, может помочь ученым определить, находилась ли она в нужных местах достаточно долго, чтобы создать химические ингредиенты, необходимые для жизни.

Новые открытия дополняют альтернативную картину раннего Марса, на котором было мало воды, возвращающейся в атмосферу через испарение и осадки, чтобы снова наполнять океаны, озера и реки, как это происходило на Земле, отметил соавтор Хиатт, который недавно защитил докторскую диссертацию в Школе геонаук имени Джексона при UT.

"Я представляю себе ранний Марс как место, где любая поверхность воды — любые океаны или большие стоящие озера — были очень эфемерными," — сказал он. "Как только вода попадала в грунт на Марсе, она считалась потерянной. Эта вода никогда не вернется обратно."

Исследователи отметили, что результаты не являются исключительно плохими новостями для потенциальной жизни на Марсе. По крайней мере, вода, просачивавшаяся в кору, не терялась в космос, добавил Хиатт. Это знание в будущем может оказаться важным для исследователей, ищущих скрытые водные ресурсы для поддержания жизни на красной планете.

Работа проводилась, пока Шадаб получал докторскую степень в Институте вычислительной инженерии и наук Одена при UT Austin. Другими соавторами являются Рикбир Бахия и Элени Бохачек из Европейского космического агентства (в настоящее время в Космическом агентстве Великобритании), Вилмош Штайнманн из Университета Этвеша Лоранда в Венгрии и профессор Марк Хессе из кафедры наук о Земле и планетах Школы Джексона при UT Austin.

Приветствую, космические энтузиасты! Сегодня мы отправимся на нашу соседку по Солнечной системе — Венеру, где обширные, почти круговые образования откроют нам новые горизонты в понимании тектонической активности этой таинственной планеты. Исследования последних лет, опирающиеся на данные миссии NASA Magellan, показывают, что на Венере все еще могут происходить удивительные геологические процессы. Давайте разберёмся, что же скрывается за этими загадочными коронами.

На нашей планете подобные структуры не наблюдаются, но в молодые годы Земли они могли вполне существовать. Как подсказывает ведущий автор исследования Гаэль Касчиоли, многие короны Венеры могут рассказать нам о геологической активности, которая также могла иметь место на Земле, прежде чем возникли тектонические плиты.

Исследование миссии Magellan.

Миссия NASA Magellan, которая облетала Венеру в 1990-х годах, предоставила наиболее полные данные о гравитации и топографии планеты. Используя данные этой миссии, исследователи смогли проанализировать, как именно короны связаны с внутренними геологическими процессами.

"Мы имеем возможность интегрировать данные о гравитации и топографии, и это даёт нам ценные идеи о том, что именно формирует поверхность Венеры," — говорит Касчиоли. Это словно детективная работа, где нужно соединить кусочки мозаики, чтобы увидеть полную картину!

Тектонические процессы на Венере!

Ученые выделили несколько возможных процессов, которые могут происходить вокруг корон. Например, субдукция — процесс, знакомый нам по Земле, когда одна тектоническая плита погружается под другую. Однако на Венере эта картина может быть немного иной: восходящие потоки горячей породы поднимают поверхностный материал, который далее расходится и сталкивается, образуя новые структуры.

Также говорят о "капле литосферы", когда уплотненные участки холодного материала погружаются в горячую мантию. И совсем не исключен поток расплавленной породы, который может вызывать вулканическую активность.

Это исследование — лишь один из примеров того, как обучение на опыте Венеры помогает нам лучше понять и нашу собственную планету. В последние годы ученые уже зафиксировали вулканические извержения на Венере, которые демонстрируют, что в глубоких недрах планеты все еще происходит удивительная активность.

Для дальнейшего изучения этих процессов команда поработает с данными будущей миссии NASA VERITAS, которая должна запуститься не ранее 2031 года. Новый космический аппарат обещает значительно повысить разрешение гравитационных карт, что позволит ученым глубже понять, какие именно процессы формируют короны и другие геологические структуры на Венере.

Когда речь заходит о Венере, неизменно остается множество вопросов. Как именно тектонические процессы раскрывают тайны ее внутреннего строения? Каковы были параллели с ранней Землей? Эти загадки — лишь вершина айсберга, но как показали последние исследования, Венера продолжает удивлять нас и открывать новые перспективы. Так что, оставайтесь на связи, космические исследователи! Научный мир ждет следующего крупного открытия на нашей загадочной соседке.

Новые данные о коре Венеры включают в себя неожиданные аспекты геологии этой горячей сестры Земли, согласно свежему исследованию, описывающему движения коры планеты.

Ученые предполагали, что внешняя оболочка коры Венеры будет со временем утолщаться, учитывая кажущееся отсутствие сил, способствующих погружению коры обратно в недра планеты. Однако статья, опубликованная в журнале Nature Communications, предлагает процесс метаморфизма коры, основанный на плотности горных пород и циклах плавления.

Составляющие земную кору массивные плиты медленно перемещаются, формируя складки и разломы в процессе, известном как тектоника плит. Например, когда две плиты сталкиваются, более легкая плита скользит поверх более плотной, заставляя ее погружаться в нижележащий слой — мантию.

Этот процесс, известный как субдукция, помогает контролировать толщину земной коры. Горные породы, составляющие нижнюю плиту, подвергаются изменениям, вызванным увеличением температуры и давления по мере их погружения в недра планеты. Эти изменения известны как метаморфизм, который является одной из причин вулканической активности.

В отличие от Земли, кора Венеры представляет собой единое целое, без каких-либо признаков субдукции, вызванной тектоникой плит, как на нашей планете, объясняет Джастин Филиберто, заместитель руководителя Исследовательского и научного отдела астроматериалов NASA в Центре космических полетов имени Джонсона в Хьюстоне и соавтор статьи. В работе использовалось моделирование, чтобы определить, что кора в среднем имеет толщину около 40 километров (25 миль) и в максимуме достигает 65 километров (40 миль).

"Это удивительно тонко, учитывая условия на планете," — отметил Филиберто. "Оказалось, что согласно нашим моделям, по мере утолщения коры её нижняя часть становится настолько плотной, что либо отламывается и становится частью мантии, либо нагревается до состояния плавления." Таким образом, хотя на Венере нет движущихся плит, её кора действительно испытывает метаморфизм. Эта находка является важным шагом к пониманию геологических процессов и эволюции планеты.

"Этот процесс разлома или плавления может вернуть воду и элементы обратно в недра планеты и способствовать вулканической активности," — добавил Филиберто. "Это предоставляет нам новую модель того, как материал возвращается в недра планеты и еще один способ образования лавы и инициирования вулканических извержений. Это меняет наши представления о том, как геология, кора и атмосфера Венеры взаимодействуют."

Следующим шагом, по его словам, является сбор прямых данных о коре Венеры для проверки и уточнения этих моделей. Несколько предстоящих миссий, включая DAVINCI (Глубокое исследование атмосферы Венеры с целью изучения благородных газов, химии и визуализации) и VERITAS (Эмиссионные характеристики Венеры, радионаучные исследования, ИнСАР, топография и спектроскопия), а также в сотрудничестве с ESA (Европейским космическим агентством) — Envision, направлены на более детальное изучение поверхности и атмосферы планеты.

Эти усилия могут помочь подтвердить, активно ли процессы, такие как метаморфизм и переработка, формируют венерианскую кору в настоящее время, и выявить, как такая деятельность может быть связана с вулканической и атмосферной эволюцией.

"Мы на самом деле не знаем, насколько велика вулканическая активность на Венере," — сказал Филиберто. "Мы предполагаем, что её много, и исследования говорят об этом, но нам нужны дополнительные данные, чтобы знать это точно."

Публикация взята с сайта: https://www.nature.com/articles/s41467-025-58324-1