Марсіанський орбітальний зонд ExoMars-TGO не знайшов метану в атмосфері Червоної планети

Космічний апарат Trace Gas Orbiter (TGO) європейсько-російської місії ExoMars працює на орбіті Червоної планети вже рік. За цей час він встиг виконати багато корисних справ: склав більш деталізовану карту розподілу води під поверхнею планети, вивчив вплив глобальних пилових бур на атмосферу Марса, а так само… не виявив жодних слідів присутності метану в його атмосфері, що поглибило загадку його відкриття інструментами марсохода «Кьюріосіті» американського аерокосмічного агентства NASA і датчиками зонда Mars Express Європейського космічного агентства (ЄКА), про які повідомлялося раніше.

Відкриття метану на Марсі стало справжньою сенсацією. На Землі майже всі запаси цього газу в атмосфері мають біологічне походження (частина, проте пов’язана з геохімічними процесами), і він швидко руйнується в результаті взаємодії його молекул з сонячними променями і киснем. З цієї причини багато вчених виступили з припущенням про те, що джерелом марсіанського метану можуть бути марсіанські мікроби.

Буквально минулого тижня НАСА та ЄКА оголосили, що марсохід «Кьюріосіті» і орбітальний апарат Mars Express виявили великі викиди метану з інтервалом в один день, в 2013 році і навіть змогли провести тріангуляцію найбільш вірогідного джерела викидів. Проте опубліковані журналом Nature свіжі результати спостережень космічним апаратом TGO демонструють зовсім іншу картину вмісту цього газу в атмосфері Червоної планети.

Дослідники проаналізували дані апарату Trace Gas Orbiter (TGO), зібрані між квітнем і серпнем минулого року. Щоб підвищити точність вимірювання слідових концентрацій газів, TGO використовує метод сонячних затемнень — вимірює спектр поглинання атмосфери на заході і світанку. Це дозволяє знизити рівень шуму в знятому спектрі і в десять разів збільшити оптичний шлях променів (тобто обсяг атмосфери, в якому вимірюється концентрація газу). Ці вимірювання орбітальний зонд проводить з допомогою спектрометрів ACS і NOMAD.

Читайте також  Австралійські вчені пропонують лікувати деменцію ультразвуком

Незважаючи на відносно малу тривалість спостережень, зонду вдалося виміряти концентрацію метану майже в ста точках над поверхнею Червоної планети. Велика частина цих вимірювань належать до приполярным областях, однак кілька точок захоплюють і екваторіальні широти, зокрема область кратера Гейла, де марсохід «Кьюріосіті» виявив великий викид газу в атмосферу. Аналіз отриманих даних показує, що у всіх цих точках TGO зазначив концентрацію не більше 0,15 мільярдних часток обсягу з урахуванням похибок. Це в сто разів менше даних Mars Express і в десять разів менше даних «Кьюріосіті».

Карта місцевості, дослідженням якої займався TGO для розрахунку концентрації метану в атмосфері

«Ми підвищили точність вимірів на декілька порядків у порівнянні з інструментом SAM на борту марсохода «Кьюріосіті». Нам вдалося знайти сліди води в надзвичайно сухий атмосфері Марса, але ми так і не виявили навіть мінімальних кількостей метану, які були б вище рівня фонового шуму, не кажучи вже про тих кількостях, які були зафіксовані ровером NASA», — коментує один з наукових керівників місії ExoMars-TGO Олег Корабльов з Інституту космічних досліджень РАН.

«Ми не критикуємо виміри, що проводилися іншими командами – потрібно розуміти, що ми вели спостереження минулим влітку і восени, а марсохід і зонд – п’ять років тому. З іншого боку, тепер нам ще складніше пояснити те, куди могла зникнути цей метан, враховуючи ті механізми, які можуть його знищити», — додає вчений.

В середині 2018 року на Марс опустилася глобальна пилова буря, що коштувала життя одному з марсоходів аерокосмічного агентства NASA — «Оппортьюніті». Спостерігаючи за цією подією зверху, орбітальний апарат TGO отримав відмінну можливість для того, щоб розібратися, який вплив подібні гігантські бурі впливають на атмосферу планети. Аналіз даних проводився іншою групою вчених під керівництвом Анн Вандале. Результати їх дослідження опубліковані в журналі Nature.

Читайте також  #відео | Тестовий постріл з гармати зонд «Хаябуса-2» за твердим каменям

Об’ємні концентрації води і «напівважкій» води і їх відношення в залежності від висоти. Лінії різного кольору описують різні моменти щодо шторму 30 травня

Вчені провели заміри вертикального розподілу пилу, води і «напівважкій» води (в її молекулах міститься по одному атому водню і дейтерію) до висоти 90 кілометрів над поверхнею. Аналіз даних показав, що перед пиловою бурею 30 травня 2018 року «полутяжелая» вода практично зникла з висот понад 40 кілометрів, що вказує на процес формування водно-крижаних хмар. Однак під час шторму ця концентрація знову підвищувалась, що говорить про те, що тільки що сформувалися хмари нагрівалися, танули і руйнувалися. Вчені відзначають, що ці процеси можуть ще більше прискорити циркуляцію речовин в атмосфері.

Вода міститься не тільки в атмосфері Червоної планети, але і під її поверхнею. За допомогою інструменту FREND зонд TGO з травня по вересень минулого року провів кілька сканувань поверхні Марса, завдяки чому вченим вдалося оновити глобальну карту розподілу води в ґрунті на глибині до 1 метра. За допомогою інструменту проводилося спостереження за тим, як космічні промені взаємодіють з поверхнею. Зокрема, апарат вимірював швидкість відображення (відскоку) нейтронів від поверхні – в ній містяться у формі льоду водень, а також гідратовані мінерали їх уповільнюють, дозволяючи апарату визначати кількісний вміст води в тому чи іншому регіоні.

Карта розподілу підповерхневого води на Марсі, створена з допомогою апарату TGO

Результати виявилися схожими з висновками попередніх спостережень. Найбільша концентрація води знаходиться в полярних регіонах (зокрема, поруч з Північним полюсом планети), в той час як інші частини планети покриті чергуються «вологими» і «сухими» регіонами. Робота інструменту FREND ще не завершена, проте вчені вже отримали найбільш деталізовану карту розподілу води на планеті.

«Всього за 131 день роботи інструменту ми змогли у багато разів більш деталізовану карту, порівняно з тією, що була створена на базі 16-річних даних спостережень космічним апаратом Mars Odyssey», — коментує Ігор Митрофанов, провідний автор дослідження з деталізації розподілу води на Марсі.

«Дані постійно поповнюються. З часом ми отримаємо повну карту розподілу підповерхневих марсіанських вод. Це важливо не тільки для визначення багатих водою регіонів планети, але і для розуміючи загальної еволюції Марса. Крім того, дані обов’язково знадобляться для майбутніх місій з дослідження Червоної планети», додає вчений.

 

Читайте також  #відео | Компанія Boston Dynamics навчила свого робота «паркуру»

Степан Лютий

Обожнюю технології в сучасному світі. Хоча частенько і замислююся над тим, як далеко вони нас заведуть. Не те, щоб я прям і знаюся на ядрах, пікселях, коллайдерах і інших парсеках. Просто приходжу в захват від того, що може в творчому пориві вигадати людський розум.

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *