Hoe het doorzettingsvermogen van NASA de geologische jackpot bereikte

waar Landen op Mars één voor een jaarNASA’s sonde heeft meer dan 3 kilometer afgelegd door rotsachtig terrein, De eerste vlucht op deze planeet opgenomen Per helikopter verzamelden ze zes monsters van het kostbare gesteente dat – als alles goed gaat – op een dag, samen met vele anderen, voor studie naar de aarde zal worden teruggebracht.

doorzettingsvermogen Geland bij Jezero Craternet ten noorden van de evenaar van Mars, op 18 februari 2021 Om te zoeken naar tekenen van het verleden leven. De onderzoekers gingen op de rover van $ 2,7 miljard op zoek naar deze tekens in een oude delta, waar de rivier die ooit de krater in stroomde, sediment en gesteente afzette – een omgeving waar leven mogelijk was. Maar de rover is nog niet gearriveerd.

In plaats daarvan bracht doorzettingsvermogen het hele jaar door rond de bodem van de krater, wat leidde tot een groot aantal verrassende ontdekkingen, waaronder dat de vloer van Jezero is gemaakt van stollingsgesteente. Deze werden gevormd toen gesmolten gesteente miljarden jaren geleden afkoelde en stolde. Sommige onderzoekers dachten dat de kraterbodem zou zijn gemaakt van sedimentair gesteente, dat zich vormde toen wind of water in de loop van de tijd sedimentlagen afzette. Maar de rover vond een andere geschiedenis van het landschap.

Stollingsgesteenten zijn belangrijk omdat wetenschappers het radioactieve verval van de elementen erin kunnen analyseren om de ouderdom van de rotsen te bepalen. Als en wanneer de persistentiemonsters terugkeren naar de aarde, zullen onderzoekers voor het eerst stenen van specifieke plaatsen op Mars kunnen dateren.

Voordat de rover landde, wisten de expeditiewetenschappers niet dat ze de vurige jackpot zouden winnen. “Ik heb Jezero afgeleverd”, zegt Katie Stack Morgan, plaatsvervangend missieprojectwetenschapper bij het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië.

vurig verleden

Wetenschappers ontdekten dat de vloer van Jezero niet was wat ze hadden verwacht toen de rover zich in augustus begon voor te bereiden op het graven van zijn eerste monster. Verken de geologie van het gebied en volhard in de grond in een stuk Marsrots om een ​​nieuw oppervlak te onthullen. Het zag eruit als een stollingsgesteente op de grond met in zout omlijste gaten erin – gaten die zich zouden kunnen hebben gevormd toen er water door de rots stroomde. Dit betekent dat de rover naar een oud vulkanisch gesteente keek dat reageerde met water, wat wijst op een levensvriendelijke omgeving zoals nog nooit eerder op Mars is gezien. “Dat was een geweldig moment voor de baan”, zegt Stack Morgan. “Dit zijn ideale plekken om te zoeken naar tekenen van oud leven dat wordt gehost door de rotsen.”

Maar toen ik volhield, probeerde ik een kern te graven, Het materiaal stortte in en gleed uit de sampler. Omdat de bemonsteringsprocedure geautomatiseerd was, eindigde de rover met een lege maar afgesloten buis, waar missiewetenschappers een positieve draai aan probeerden te maken, en noemden het een monster van de atmosfeer van Mars.

“Je kunt Mars niet echt een verlanglijstje geven”, zegt Tanya Bosak, een geoloog aan het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. “Mars geeft je wat het je wil geven.”

Een maand later, met succes volharden Graaf het eerste paar kernen, naar een soortgelijk stollingsgesteente veranderd door water (zie ‘Mars-bemonstering’). Deze rotsformatie, Maaz genaamd, bedekt een groot deel van Jezero’s vloer.

Het vaartuig reed vervolgens naar het zuiden en westen, in lijn met een gebied met zandduinen genaamd Setah, en verzamelde nog een paar monsters. (Combineert paren om de kans op terugkeer van een monster naar de aarde te vergroten.) Expeditiewetenschappers geloofden dat de Setah-rotsen sedimentair zouden zijn, omdat ze visueel uit verschillende lagen lijken te bestaan. Maar zodra Perseverance wegliep van enkele van de rotsen van de roem, deed zich een andere verrassing voor. Ook zij waren vurig.

Met behulp van verschillende hulpmiddelen om de chemische samenstelling van de rotsen te analyseren, vond Perseverance grote korrels van een mineraal genaamd olivijn, bedekt met een ander genaamd pyroxeen. Deze mineralen worden over het algemeen gevonden in stollingsgesteenten of vulkanische gebieden op aarde. Dit is een sterk bewijs dat de Sittah-rotsen werden gevormd toen een grote massa gesmolten gesteente afkoelde, zegt Stack Morgan. De olivijnkristallen zouden zich eerst hebben gevormd, naar de bodem van het afkoelende magma zinken, en vervolgens pyroxeen eromheen vormen – gelaagde rotsen vormend die sedimentair lijken te zijn.

De Seetah-rotsen vertonen, net als de Moaz-rotsen, ook tekenen van interactie met water in het verleden. Het kan zelfs – zoals gemeld op een bijeenkomst van de American Geophysical Union in december door Eva Schiller, een geoloog aan het California Institute of Technology in Pasadena – organische moleculen bevatten, mogelijk geproduceerd door niet-biologische processen, zoals die waargenomen bij sommige Marsbewoners. meteorieten.

druk stijgt

Ten slotte moet de Perseverance minstens 30 monsters van gesteente, vuil en lucht verzamelen. Het zal ze op een of meer locaties plaatsen om op te halen voor toekomstige missies, in wat het eerste monster zou kunnen zijn dat terugkeert van Mars. Het verplaatsen van de kernen naar de aarde zou een complex proces zijn waarvoor een andere rover nodig zou zijn om ze op te halen, een raket om ze in een baan om Mars te lanceren en een ruimtevaartuig om ze op te halen en terug te brengen naar de aarde; Dat zal niet vóór 2031 gebeuren. NASA en de European Space Agency werken samen aan het plan, en NASA kondigde deze maand aan dat het een aannemer heeft gekozen om de raket te bouwen die de monsters naar de baan van Mars zal brengen.

“Ik ben erg opgewonden dat we eindelijk de eerste stappen hebben gezet om monsters van Mars te verzamelen en hopelijk komen ze terug”, zegt Meenakshi Wadua, een planetaire wetenschapper aan de Arizona State University in Tempe en NASA’s hoofdwetenschapper voor het Mars-monster . terugkeer programma. “We hebben al een aantal echt coole monsters om de vraag te beoordelen of er oud leven was.”

Ondanks het succes van de rover tot dusver, neemt de druk toe om de langverwachte Delta te bereiken. Het doorzettingsvermogen vindt nu zo snel mogelijk zijn weg; Eerder deze maand vestigde het een record voor lange afstanden rijden op Mars, waarbij het meer dan 240 meter per dag aflegde. Het zal echter waarschijnlijk pas in april de delta bereiken.

Tijd is van essentieel belang, want doorzettingsvermogen heeft nog maar één aards jaar om te voldoen aan het schema om de lijst met hoofdtaken te voltooien: naar de delta gaan, daar monsters verzamelen, over de kraterrand rijden om ze ergens op te bergen. De rover volgt momenteel zijn stappen naar zijn landingsplaats: hij zal onderweg nog een paar kernen van Moaz verzamelen en vervolgens rond het duingebied cirkelen om de delta te bereiken. Doorzettingsvermogen werkt veel sneller dan het vorige ruimtevaartuig van NASA, Curiosity, dat de Gale Crater verkent sinds de landing in 2012. “We moeten in beweging blijven”, zegt Boussac.

Hoewel de operaties meestal soepel verliepen, waren er enkele kleine fouten, samen met de aanvankelijke mislukte poging om een ​​rotsachtige kern te verzamelen. In december viel er wat grind tijdens het graven en blokkeerde een aantal mechanismen in de bemonsteringsapparatuur van de rover. De ingenieurs slaagden er uiteindelijk in om door te zetten en het grind te schudden om het probleem op te lossen. Volgens Jose Antonio Rodriguez Manfredi, hoofdonderzoeker van het weerinstrument van de rover in het Astrobiology Center in Madrid, hebben harde wind, stof en kleine steentjes de afgelopen weken de vele windsensoren van de rover binnengedrongen, waardoor ze beschadigd zijn geraakt.

De kleine helikopter genaamd Ingenuity, de metgezel van doorzettingsvermogen, blijft opereren. De onderzoekers zijn van plan vijf vluchten te maken over een periode van 30 dagen. Maar tot nu toe heeft hij 19 ritten gemaakt en meer dan 3,8 kilometer afgelegd. Het bevindt zich momenteel vóór de sonde en zal, als het blijft blijven, worden gebruikt om de routes te verkennen die de rover zou kunnen nemen zodra hij de Jezero Delta bereikt om meer kernen te verzamelen.

“De deltamonsters zullen geweldig zijn”, zegt Boussack. “Ik kan niet wachten. Ik kan echt niet wachten.”