_ Studiul determină originalul orientările rocilor forate pe Marte

În timp ce se rotește în jurul unui vechi albie de lac de pe Marte, roverul Perseverance al NASA adună o colecție de roci unică. Exploratorul de dimensiunea unei mașini forează metodic suprafața Planetei Roșii și scoate miezuri de rocă de bază pe care le depozitează în tuburi de titan robuste. Oamenii de știință speră să returneze într-o zi tuburile pe Pământ și să le analizeze conținutul pentru a găsi urme de viață microbiană încorporată.

De când a aterizat pe suprafața lui Marte în 2021, roverul a umplut 20 din cele 43 de tuburi ale sale cu miezuri de rocă de bază. Acum, geologii MIT au determinat de la distanță o proprietate crucială a rocilor colectate până în prezent, care îi va ajuta pe oamenii de știință să răspundă la întrebări cheie despre trecutul planetei.

Într-un studiu publicat astăzi (4 martie) în jurnalul Earth and Space Science, o echipă MIT raportează că au determinat orientarea inițială a majorității probelor de rocă de bază colectate de rover până în prezent. Folosind propriile date de inginerie ale roverului, cum ar fi poziționarea vehiculului și a forajului acestuia, oamenii de știință au putut estima orientarea fiecărui eșantion de rocă de bază înainte ca acesta să fie forat din pământul marțian.

Rezultatele reprezintă prima dată când oamenii de știință au orientat mostre de rocă de bază pe o altă planetă. Metoda echipei poate fi aplicată la mostrele viitoare pe care roverul le colectează pe măsură ce își extinde explorarea în afara bazinului antic. Punerea laolaltă a orientărilor mai multor roci în diferite locații poate oferi oamenilor de știință indicii despre condițiile de pe Marte în care s-au format inițial rocile.

„Există atât de multe întrebări științifice care se bazează pe capacitatea de a cunoaște orientarea. din mostrele pe care le aducem înapoi de pe Marte”, spune autorul studiului Elias Mansbach, un student absolvent la Departamentul de Științe Pământului, Atmosferice și Planetare al MIT.

„Orientarea rocilor vă poate spune ceva despre orice câmp magnetic care ar fi putut exista pe planetă”, adaugă Benjamin Weiss, profesor de științe planetare la MIT. „De asemenea, puteți studia modul în care apa și lava curgeau pe planetă, direcția vântului antic și procesele tectonice, cum ar fi ceea ce a fost ridicat și ce s-a scufundat. Așa că este un vis să poți orienta roca de bază pe o altă planetă, pentru că va merge. pentru a deschide atât de multe investigații științifice.”

Co-autorii lui Weiss și Mansbach sunt Tanja Bosak și Jennifer Fentress de la MIT, împreună cu colaboratori la mai multe instituții, inclusiv Jet Propulsion Laboratory de la Caltech.

Schimbare profundă

Roverul Perseverance, poreclit „Percy”, explorează podeaua craterului Jezero, un crater mare de impact stratificat cu roci magmatice, care ar putea fi depus din erupțiile vulcanice anterioare, precum și roci sedimentare care probabil s-au format din râuri uscate de mult timp care se alimentează în bazin.

„Marte a fost cândva cald și umed și există posibilitatea să existe viață acolo la un moment dat”, spune Weiss. „Acum este rece și uscat și trebuie să se fi întâmplat ceva profund pe planetă.”

Mulți oameni de știință, inclusiv Weiss, bănuiesc că Marte, la fel ca Pământul, a adăpostit cândva un câmp magnetic care a protejat planeta de soarele. vântul solar. Condițiile pot fi atunci favorabile pentru apă și viață, cel puțin pentru o vreme.

„Odată ce acel câmp magnetic a dispărut, vântul solar al soarelui – această plasmă care fierbe de pe soare și se mișcă mai repede decât viteza. de sunet – tocmai s-a lovit în atmosfera lui Marte și este posibil să fi eliminat-o de-a lungul a miliarde de ani”, spune Weiss. „Vrem să știm ce s-a întâmplat și de ce”.

Rocile de sub suprafața marțiană dețin probabil o înregistrare a câmpului magnetic antic al planetei. Când rocile se formează pentru prima dată pe suprafața unei planete, direcția mineralelor lor magnetice este stabilită de câmpul magnetic din jur. Orientarea rocilor poate ajuta astfel la retragerea direcției și intensității câmpului magnetic al planetei și a modului în care acesta s-a schimbat în timp.

Întrucât roverul Perseverance colecta mostre de rocă de bază, împreună cu solul de suprafață și aer, așa cum parte a misiunii sale de explorare, Weiss, care este membru al echipei științifice a roverului, și Mansbach au căutat modalități de a determina orientarea inițială a mostrelor de rocă de bază ale roverului, ca prim pas către reconstrucția istoriei magnetice a lui Marte.

„A fost o oportunitate uimitoare, dar inițial nu a existat o cerință de misiune pentru a orienta roca de bază”, notează Mansbach.

Roll with it

De-a lungul mai multor luni, Mansbach și Weiss s-au întâlnit cu NASA inginerii să elaboreze un plan cu privire la modul de estimare a orientării inițiale a fiecărui eșantion de rocă de bază înainte de a fi forat din pământ. Problema a fost un pic ca și cum ai prezice direcția în care se îndreaptă un mic cerc de prăjitură, înainte de a răsuci un tăietor rotund pentru a scoate o bucată. În mod similar, pentru a eșantiona roca de bază, Perseverance înfășoară un burghiu în formă de tub în pământ la un unghi perpendicular, apoi trage burghiul direct înapoi, împreună cu orice rocă pe care o pătrunde.

Pentru a estima orientarea stâncă înainte de a fi forată din pământ, echipa a realizat că trebuie să măsoare trei unghiuri, hade, azimutul și ruliu, care sunt similare cu înclinarea, viciul și rostogolirea unei bărci. Hade este în esență înclinarea probei, în timp ce azimutul este direcția absolută în care eșantionul este îndreptat față de nordul adevărat. Rolul se referă la cât de mult trebuie să se întoarcă o probă înainte de a reveni la poziția inițială.

În discuție cu inginerii de la NASA, geologii MIT au descoperit că cele trei unghiuri de care aveau nevoie erau legate de măsurătorile pe care le face roverul. proprii în cursul operațiunilor sale normale. Ei și-au dat seama că pentru a estima hadul și azimutul unui eșantion ar putea folosi măsurătorile roverului cu privire la orientarea burghiului, deoarece ar putea presupune că înclinarea burghiului este paralelă cu orice eșantion pe care îl extrage.

Pentru a estima un eșantion. roll, echipa a profitat de una dintre camerele de la bord ale roverului, care realizează o imagine a suprafeței pe care se pregătește să fie prelevată burghiul. Ei au motivat că ar putea folosi orice caracteristică distinctivă a imaginii de suprafață pentru a determina cât de mult ar trebui să se întoarcă proba pentru a reveni la orientarea inițială.

În cazurile în care suprafața nu prezintă caracteristici distinctive, Echipa a folosit laserul de la bord al roverului pentru a face un semn în stâncă, în forma literei „L”, înainte de a găuri o probă – o mișcare la care a fost menționată în glumă la acea vreme primul graffiti de pe o altă planetă.

Combinând toate datele de poziționare, orientare și imagini ale roverului, echipa a estimat orientările inițiale ale tuturor celor 20 de eșantioane de rocă marțiană colectate până acum, cu o precizie care este comparabilă cu orientarea rocilor de pe Pământ.

„Cunoaștem orientările cu o incertitudine de 2,7 grade, ceea ce este mai bun decât ceea ce putem face cu rocile de pe Pământ”, spune Mansbach. „Colaborăm cu ingineri acum pentru a automatiza acest proces de orientare, astfel încât să poată fi realizat cu alte mostre în viitor.”

„Următoarea fază va fi cea mai interesantă”, spune Weiss. „Roverul va conduce în afara craterului pentru a obține cele mai vechi roci cunoscute de pe Marte și este o oportunitate incredibilă de a putea orienta aceste roci și, sperăm, de a descoperi multe dintre aceste procese străvechi.”

Această poveste. este republicat datorită MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site popular care acoperă știri despre cercetare, inovare și predare MIT.

(Fluierul)