Гипотетический вид «влажного» Марса в Нойский период. NASA
svs.gsfc.nasa.gov
Изучение камня Адирондак показало, что это оливиновый базальт вулканического происхождения. 9 февраля, на 36-й сол, «Спирит» отправился дальше, в сторону полуторасотметрового кратера Боннвилль (Bonneville), а 17 февраля преодолел отметку в 108 м, побив рекорд своего предшественника — марсохода «Соджорнер».
По дороге, в начале марта, «Спирит» исследовал камень Хамфри (Humphrey): сначала проспектрометрировал его «как есть», затем высверлил RAT отверстие глубиной 2 мм и ввёл туда один спектрометр за другим. В тёмном камне удалось обнаружить следы воздействия воды: в его внутренних полостях и трещинах виднелся яркий материал, похожий на отложения соли. На пресс-конференции доктор Рэй Арвидсон из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, заместитель научного руководителя миссии, заявил:
«Найди мы такую породу на Земле, то сказали бы, что это вулканическая порода, через которую просочилось некоторое количество жидкости. Если интерпретация верна, жидкость — вода с растворёнными в ней минералами, — могла быть унесена магмой, сформировавшей породу, или взаимодействовала с породой позже».
5 марта «Спирит» продолжил путь, вскоре вышел на гребень кратера Боннвилль и направился по его периметру, производя съёмку, в том числе ночную: наблюдал созвездие Ориона и пролёт неопознанного объекта (падающего метеорита или одного из десяти искусственных спутников Марса). С 22 по 31 марта марсоход обследовал большой камень Мазацал (Mazatzal), который поразил учёных. Прежде всего, он оказался слоистым: под светлой запылённой поверхностью находился тёмно-серый материал, ещё глубже — светло-серый, а оба пересекала яркая полоса, напоминавшая трещину, по которой давным-давно текла минерализованная вода, оставившая на её стенках слой солей. В глубине камня необычно высоким было отношение брома к хлору, что также указывало на действие воды.
Таким образом, научная группа, изучая данные со «Спирита», за два месяца получила достаточно косвенных свидетельств в пользу того, что в кратере Гусев некогда присутствовала вода. Однако новое открытие не стало сенсацией, ведь марсоход «Оппортьюнити», работавший в другой части планеты, нашёл более надёжные доказательства.
Рекордная колея
Межпланетная посадочная станция MER-B вошла в атмосферу Марса 25 января 2004 года и совершила посадку в точке с координатами 1°57' ю.ш. и 354°28′ в.д. Первые же картинки, полученные с борта, показали: плато Меридиана (Meridiani Planum), где предстояло работать «Оппортьюнити», не похоже ни на что, виденное ранее в Солнечной системе. Перед учёными предстала ровная поверхность, на которой совсем не было камней, но кое-где вместо них присутствовали обнажения породы, напоминающие древнюю плитку или кости динозавра. Кроме того, хорошо были различимы отпечатки, оставленные подушками-амортизаторами, а в десятке метров находился высокий вал. Потрясённый Стив Сквайрс высказал догадку, что станция угодила в кратер.
Ближе к вечеру MER-B передала новые кадры, и догадка подтвердилась: вал окружал станцию со всех сторон. Сквайрс оценил диаметр кратера, позднее получившего название Игл (Eagle), в 20 м, глубину — в 2 м. «Оппортьюнити» смотрел «носом» почти на север. За гребнем находился другой кратер, значительно большего диаметра. Он мог стать следующей целью миссии, но для начала нужно было выбраться из природной «ловушки».
28 января место посадки получило название Мемориальная станция «Челленджера» (Challenger Memorial Station) в память о катастрофе этого шаттла восемнадцатью годами ранее. Теперь на Марсе были увековечены оба погибших американских космических корабля с их экипажами.
31 января «Оппортьюнити» благополучно сошёл с посадочного устройства и остановился в метре от него. Тогда же он с помощью спектрометра Mini-TES подтвердил наличие в кратере серого гематита — минерала, который образуется в присутствии воды.
«Марсианские сыщики» с энтузиазмом принялись изучать новые снимки. Они выявили тончайшие образования, заснятые микроскопом «Оппортьюнити» и напоминающие волосы. На прямой вопрос журналистов, что это такое, Стивен Сквайрс заявил, что, вероятнее всего, замеченные нити — волокна с подушек-амортизаторов. При этом он добавил, что мнение, будто бы нити занесены марсоходом, — лишь одна из гипотез. «Оппортьюнити» будет искать похожие образования в других местах и если найдёт, то первоначальную гипотезу придётся отбросить.
Куда больший интерес у публики, наблюдавшей за ходом миссии, вызвал другой объект, прозванный «Кроликом» (Bunny). Желтоватое образование размером от 4 до 5 см, похожее на улитку с огромными рожками, марсоход снял в первые дни после посадки. «Кролика» заметил Джефф Джонсон, сотрудник Геологической службы США (United States Geological Survey, USGS), работавший с камерой PanCam.
Он вывел его на дисплей своего компьютера и громко спросил у присутствующих в зале коллег: «Что это такое?» Операторы и учёные собрались вместе, пытаясь понять природу загадочного объекта. Большинство членов группы пришли к мнению, что «кролик» — какой-то фрагмент марсохода или его посадочного устройства. Цвет объекта наводил на мысль, что это часть материала всё тех же подушек-амортизаторов. Вспомнили о том, что во время миссии «Марс Патфайндер» тоже был замечен аномальный объект, окрещённый «Пинки» (Pinky). Хотя его происхождение так и не смогли определить, было решено считать объект куском каптоновой клейкой ленты (Kapton tape), часто используемой при создании космических аппаратов.
Несмотря на мнение коллег, Джонсон решил заснять «кролика» в более высоком разрешении, чтобы разглядеть детали. Однако объект уже исчез. Заинтригованный учёный стал разыскивать его на других снимках и обнаружил, что в 1-й сол «кролик» находился в метре от станции, а потом переместился на расстояние 4,5 м вверх по наклонной стенке кратера. Джонсон предположил, что «кролика» сдул лёгкий ветер. В итоге учёный сравнил изображения аномального объекта, полученные через разные фильтры PanCam, с аналогичными для подушек-амортизаторов — они оказались идентичны, и вопрос был закрыт.
В то же время геологов больше волновали другие «аномалии»: изучение грунта на дне кратера с помощью камеры-микроскопа показало, что он прямо-таки усеян многочисленными сферическими камушками. При этом часть из них была с острыми краями, что говорило как минимум о разном происхождении. Шарики же могли образоваться в ходе аккреции под водой, в результате ударов метеоритов или вулканических извержений.
Утром 5 февраля, в 12-й сол, «Оппортьюнити» двинулся в направлении правого конца обнажённой породы. 8 февраля он добрался до выступа, названного Гора-Камень (Stone Mountain), изучил его через микроскоп и «обнюхал» спектрометрами. И опять удивительное открытие: небольшие сферические образования, выступающие между слоями камня («как изюм в булке») и разбросанные вблизи него на грунте. Вероятно, они оказались на поверхности в результате выветривания.
9 февраля «Оппортьюнити» выглянул за край кратер, убедился, что там расстилается ровная поверхность, и повернул налево, двигаясь вдоль обнажения, затем вырыл колёсами небольшую канаву. С 21 по 23 февраля (с 27-го по 29-й солы) марсоход занимался детальной съёмкой куска коренной породы, названного Эль-Капитан (El Capitan). Микроструктура камня оказалась весьма удивительной: учёные увидели множество длинных канавок и тонких щелей. 23-24 февраля, в свой 30-й сол, «Оппортьюнити» просверлил в Эль-Капитане отверстие на глубину 4 мм и по очереди вставил туда спектрометры. Следующее отверстие он сделал на 34-й сол, повторив манипуляции для сравнения вышележащих и нижележащих слоёв породы, которые отличались структурой и уровнем выветривания.
Результаты исследования превзошли самые смелые ожидания. 2 марта в штаб-квартире NASA была созвана срочная пресс-конференции. Стивен Сквайрс и его коллеги объявили, что камни в районе посадки «Оппортьюнити» подвергались, без сомнения, длительному воздействию воды, которая изменила их текстуру и химический состав. Спектрометр APXS нашёл очень высокое содержание серы в виде солей — сульфатов магния и железа, что прямо указывает на образование обнажённых пород в воде или на длительный контакт с ней. Содержание серы растёт с глубиной, как бывает при испарении. Там же мёссбауэровский спектрометр обнаружил минерал ярозит — гидратированный сульфат железа, наличие которого подтверждает факт формирования породы в кисло-солёном водоёме или горячем источнике.
Обычная и микроскопическая съёмка обнажения Эль-Капитан выявила на нём три вида деталей, которые рассказывают о «водной истории». Первый вид — извилистые канавки длиной порядка 10 мм и шириной до 2 мм со случайной ориентацией — на их месте первоначально залегали сульфатные минералы, впоследствии растворившиеся в менее соленой воде. Второй вид — слои, которые лежат под углом к основной породе и обычно возникают под действием ветра или воды; их малые размеры и вогнутые формы говорят в пользу именно водного происхождения. Третий вид — постоянно попадающиеся округлые частицы («сферулы», «шарики»), не связанные с какими-то определённым слоем, а потому вряд ли появившиеся в результате метеоритного удара или извержения вулкана. Приходится признать, что это конкреции, которые возникли в растворе вокруг «центров роста».
Вероятно, заявил Сквайрс, обнажения кратера Игл не просто находились долгое время в воде, а образовались как типичная осадочная порода на дне солёного озера или моря. Конечно, это утверждение предстоит подтвердить сбором дополнительных данных, но в любом случае можно считать доказанным: природные условия на Марсе когда-то были намного более благоприятными для жизни, чем сейчас.
Получается, что ещё в самом начале миссии главная научная задача (установление наличия воды в прошлом Марса) была выполнена. Однако роверы были на ходу, оборудование работало, и можно было продолжать исследования. 22 марта (57-й сол) «Оппортьюнити» выбрался из Игла и направился к соседнему кратеру, получившему название Эндьюранс (Endurance). В свою очередь, «Спирит» закончил обследовать камень Мазацал и поехал на юго-запад к Холмам Колумбии (Columbia Hills), которые возвышались на горизонте.
Оба марсохода намного перекрыли плановый ресурс (90 солов). «Спирит» выходил на связь до 22 марта 2010 года (до 2208-го сола), даже после того как из-за поломок потерял возможность двигаться; он прошёл в общей сложности 7,73 км. Работа с «Оппортьюнити» была официальна завершена 12 февраля 2019 года (5352-й сол), когда он, пережив пылевую бурю, перестал откликаться на запросы с Земли. В прессе появилось сообщение, будто бы марсоход прислал последнее сообщение, которое гласило: «Моя батарея разряжена, темнеет» (My battery is low and it's getting dark), однако в действительности его придумал научный журналист Джейкоб Марголис для придания драматизма ситуации, вызвавшей большой эмоциональный отклик у публики. «Оппортьюнити» прошёл 45,16 км, побив рекорд, установленный «Луноходом-2» (42,2 км).
Исследование Марса, в котором приняли участие телеуправляемые роверы MER, в очередной раз изменило наши представления о соседней планете. Сегодня считается установленным, что в её истории был тёплый и влажный Нойский период (Noachian), который закончился 3,7 млрд лет назад. По времени он приблизительно совпадает с земными катархейским и ранним архейским эонами, когда на Земле появились первые формы жизни. Воды на Марсе в ту эпоху было столько, что она могла покрыть всю его поверхность слоем толщиной 137 м. Однако с учётом рельефа более вероятно, что она занимала северные равнины Марса, причём площадь местного океана составляла 19% от всей поверхности планеты, а глубина в отдельных точках превышала 1,5 км. Хотя с тех пор бóльшая часть воды планетой была потеряна, а остатки сконцентрировались в виде льда под слоем грунта, в экваториальных районах до сих пор сохраняются условия, которые благоприятствуют образованию в течение ночи небольших количеств жидкости на поверхности, высыхающей после восхода Солнца. К сожалению, определённого ответа по вопросу существования каких-либо форм жизни на древнем или современном Марсе получить не удалось.
Помимо вклада в науку, «Спирит» и «Оппортьюнити» продемонстрировали: уровень земной техники вырос достаточно для проведения многолетних дистанционных исследований в дальнем космосе. Именно такие и ещё более совершенные роботы проложат путь человеку.