Два странных спутника Красной планеты привели ученых в недоумение

У Красной планеты много неразгаданных загадок, но возглавляемый японцами проект по исследованию марсианских лун будет сосредоточен исключительно на двух самых больших необычных объектах, вращающихся поблизости от Красной планеты. Фобос и Деймос долгое время ставили в тупик ученых, которые присматривались к маленьким, бугристым спутникам в поисках информации о ранних днях существования Марса.

© COVER Images/ZUMAPRESS.com/Global Look Press

“Это похоже на одну из главных загадок формирования Солнечной системы, происхождение Фобоса и Деймоса, поэтому нам действительно нужна миссия, подобная MMX, чтобы разобраться в этом”, — отмечает доктор Дэниел Главин, старший научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.

Предыдущие миссии на Марс наблюдали необычную пару, когда это было удобно, рассказывает CNN. Орбитальные аппараты, вращающиеся вокруг красной планеты, на протяжении многих лет делали снимки скалистых спутников, в то время как марсоходы, в том числе Curiosity и Perseverance, запечатлели несколько фантастических затмений, когда Фобос перемещался между Марсом и Солнцем. Но даже после десятилетий наблюдений ученые до сих пор не знают, как появились Фобос и Деймос.

“Что это за маленькие космические картофелины? сейчас мы не можем объяснить существование Фобоса или Деймоса. Их не должно быть, но они существуют, — утверждает доктор Эбигейл Фрайман, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене. – Они очень странные, они очень маленькие и они очень загадочные”.

Аппарат MMX стартовал на борту ракеты H3 со стартового комплекса «Есинобу» в космическом центре Танегасима Японского агентства аэрокосмических исследований в префектуре Кагосима на юго-западе Японии.

Роботизированная миссия — плод международного сотрудничества, включающий научные приборы НАСА, Европейского космического агентства, Национального центра космических исследований Франции и Немецкого аэрокосмического центра, целью которого является сбор более 10 граммов материала с Фобоса и возвращение его на землю в 2031 году.

Подробные наблюдения и образцы, полученные с помощью MMX, могут раскрыть недостающие фрагменты истории происхождения Фобоса и Деймоса и даже раскрыть секреты самой Красной планеты. Если образцы содержат частицы Марса, то MMX потенциально может стать первой миссией, которая успешно доставит марсианский материал ученым на землю, соревнуясь с Китаем.

Американский астроном Асаф Холл обнаружил необычные спутники Красной планеты в 1877 году. Он назвал их в честь двух мифологических сыновей римского бога Марса: Фобоса, что означает «страх«, и Деймоса, что означает «ужас».

Фобос — обреченный спутник, приближающийся к Марсу на 1,8 метра каждые 100 лет, подчеркивает CNN. Ученые ожидают, что примерно через 50 миллионов лет обломочная скала врежется в планету или распадется на каменистое кольцо, которое останется на орбите. Отличительной чертой объекта является кратер Стикни — зияющая впадина шириной около 9,7 километров, которая занимает примерно половину поверхности крошечного спутника. Со временем на Фобосе также появились шрамы от тысяч падений метеоритов.

Тем временем, более удаленный и миниатюрный Деймос медленно удаляется от Марса по спирали. поверхность луны более гладкая, чем у Фобоса, но все еще сильно изрыта оспинами и покрыта невероятным количеством пыли.

Ученые рассматривают две основные гипотезы о том, как эти странные объекты оказались на орбите вокруг Марса. По одной из версий, в Марс врезался крупный объект, выбросив скалистый материал, из которого образовались Фобос и Деймос, — сказал Главин. Другая гипотеза предполагает, что две луны — это астероиды, которые подошли слишком близко к Марсу и были притянуты его гравитацией.

“Ни одна из наших данных не соответствует ни одной из гипотез”, — отмечает Фрайман. Японская экспедиция к загадочным лунам может найти новые данные, которые подтвердят одну из существующих гипотез или прольют свет на совершенно иную предысторию формирования, добавляет Эбигейл Фрайман.

Миссия в первую очередь будет сосредоточена на разведке и посещении Фобоса, более крупного и близкого к Марсу спутника, но по пути она также сделает снимки Деймоса, чтобы помочь ученым лучше понять сходства и различия между двумя спутниками.

Космический аппарат MMX, оснащенный небольшим марсоходом Idefix и состоящий из трех модулей для приведения в движение, исследования и возвращения на землю, проведет около года в полете к Марсу, а затем около трех лет будет вращаться вокруг Фобоса.

Набор приборов на борту спускаемого аппарата космического корабля, называемый исследовательским модулем, позволит ученым собирать различные данные, включая измерения рельефа местности, минералов, химических элементов и космической радиации. Две камеры Super Hi-Vision позволят получать изображения Марса и его спутников в высоком разрешении в разрешениях 4K и 8K.

Космический аппарат впервые запустит марсоход Idefix, разработанный Немецким аэрокосмическим центром и Национальным центром космических исследований Франции, в начале 2029 года. Робот-исследователь проведет первоначальные наблюдения, которые помогут ученым и инженерам миссии определить места, где четвероногий посадочный модуль MMX сможет собрать образцы непосредственно на Фобосе.

Марсоход опустится примерно на 40-100 метров до поверхности Фобоса; слабая гравитация крошечной луны должна смягчить его падение и позволить марсоходу подпрыгнуть, прежде чем совершить посадку.

После автономного освобождения колес и солнечных панелей и приведения Idefix в вертикальное положение он приступит к 100-дневной миссии. Гравитация на Фобосе настолько слабая, что «Идефикс», который весит примерно 25 килограммов, при работе на поверхности будет весить всего около 15 граммов.

Марсоход размером с ящик для напитков проведет разведку областей, представляющих научный Интерес, и потенциальных безопасных мест посадки. Затем команда миссии выберет две отдельные площадки для приземления посадочного модуля MMX.

По словам Дэниела Главина, снимки, сделанные современными орбитальными аппаратами, показывают, что Фобос имеет одну более светлую сторону и одну более темную — как будто у него два разных типа поверхностей. Вот почему план состоит в том, чтобы собрать образцы из каждого из этих двух регионов — со стороны Фобоса, обращенной к Марсу, и с противоположной стороны, обращенной в сторону от планеты, — рассказывает доктор Томохиро Усуи, ученый из Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA).

“Мы собираемся сначала выбрать место для посадки, затем выполнить несколько посадочных операций, а после этого мы взлетим и вернемся на орбиту”, — сказал CNN профессор кафедры наук о солнечной системе Японского института космоса и астронавтики Усуи. “Поиск следующего места посадки займет еще несколько месяцев. Операции по посадке очень рискованны”.

У посадочного модуля MMX есть два различных способа сбора камней и пыли с Фобоса. Устройство для отбора керна просверлит скважину глубиной 2 сантиметра и поместит материал в пробирку на борту капсулы для возврата образцов космического аппарата. Отдельный пневматический пробоотборник будет использовать сжатый газ для подъема материала с поверхности и сбора его в пробирку.

После того, как образцы будут помещены на борт посадочного модуля MMX, он стартует, проведет наблюдения за Деймосом и отправится обратно на землю в 2030 году.

По словам Усуи, информация, полученная в ходе экскурсии MMX по марсианским спутникам, может даже помочь при планировании полетов на Марс с экипажами в будущем.

Спускаемый аппарат MMX подобен швейцарскому армейскому ножу, состоящему из множества различных компонентов, которые предоставляют ученым различные возможности для расшифровки таинственного происхождения Фобоса и Деймоса.

Прежде чем образцы вернутся на землю, исследователи смогут ознакомиться с первоначальными данными дистанционного зондирования, полученными в режиме реального времени с помощью приборов MMX, таких как спектрометр для исследования Марса и Луны гамма-лучами и нейтронами (MEGANE).

Данные MEGANE могут выявить признаки присутствия летучих элементов или химических элементов с низкой температурой кипения и плавления, таких как водород, натрий и хлор, например, на Фобосе и Деймосе. По словам Дэвида Лоуренса, планетолога из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса и научного руководителя компании MEGANE, эти измерения элементного состава могут дать ключевые подсказки, которые придадут достоверность одной гипотезе о происхождении планеты, а не другой.

“Если произошло мощное столкновение, то материалы сильно нагреваются, и эти летучие элементы сгорают”, — указывает Лоуренс. “Напротив, на многих астероидах, которые мы видим, содержание этих летучих элементов выше”.

Несмотря на то, что марсианские спутники являются приоритетными для миссии, ученые ожидают, что данные MMX также раскроют ранее неизвестные аспекты прошлого Марса.

“Если Фобос состоит из частиц Марса, которые были выброшены на поверхность, а затем вновь соединились, это может дать нам несколько важных новых подсказок о составе планеты и о том, какой она была, когда была намного моложе”, — отмечает Фрайман.

Даже если скалистый сосед не содержит остатков Марса, Фобос был бы не менее интересен, если бы это был захваченный астероид или комета, которые могли переносить воду и другие летучие элементы с окраин Солнечной системы в окрестности Марса, подчеркивает Фрайман.

Если бы Фобос и Деймос были обогащены водой и органикой, “это могло бы стать зачатком жизни на Марсе”, — сказал Дэниел Главин. “Это то, что меня особенно интересует: происхождение жизни. Мы одни? Это произошло на Марсе?” добавил он. — Изучение образцов с Фобоса, а также анализ Деймоса “ это часть всей этой истории”.

Ученый работал над предыдущими миссиями по сбору образцов, такими как OSIRIS-REx, которая обнаружила неожиданное количество органического материала с астероида Бенну, сближающегося с Землей. В случае MMX его команда также будет искать аминокислоты, молекулы, из которых формируются белки, и другие химические строительные блоки жизни в образцах с Фобоса. “Аминокислоты, кажется, есть буквально везде, куда бы мы ни посмотрели в Солнечной системе”, — сказал Главин. “Мы собираемся рассмотреть различия в количестве и сложности аминокислот, а также их относительную распространенность, которая может рассказать нам об их происхождении”.

Фобос и Деймос, вероятно, существуют миллиарды лет, а это значит, что спутники могут быть свидетелями эволюции Марса. Учитывая свою близость, Фобос служил небольшим совком для сбора мусора, который выбрасывался из тонкой атмосферы планеты. “На поверхность Фобоса могли упасть кусочки Марса, во многом похожие на те, что упали на землю”, — отмечает Фрайман. “Когда мы привезем образцы с Фобоса, там могут быть смешанные кусочки Марса”.

MMX — не единственный космический аппарат, стремящийся к красной планете. Китайская миссия «Тяньвэнь-3», запуск которой запланирован на 2028 год и которая доставит образцы непосредственно с Марса на землю, также, как ожидается, вернется в 2031 году.

 

Источник