Cinci cratere pe Marte apărute din echipamente aruncate de o misiune NASA s-au transformat într-un experiment științific neplanificat. Analiza lor arată că solul marțian din zona respectivă este mult mai slab decât prevedeau formulele standard folosite până acum.
Cum au apărut cele cinci cratere pe Marte
În timp ce misiunea Mars 2020 ducea roverul Perseverance spre suprafață, vehiculul de intrare a ajuns la aproximativ 1.300 de kilometri altitudine, cu o viteză relativă față de planetă de 4,7 kilometri pe secundă. În acel moment a eliberat două dispozitive de balast din tungsten, fiecare cântărind 77 de kilograme, folosite pentru stabilizarea ansamblului.
Aceste mase, împreună cu fragmente ale etajului de croazieră care cântărea aproape 540 de kilograme, s-au prăbușit pe suprafață și au săpat cinci cratere. Punctul de impact se află la circa 70 de kilometri nord-vest de marginea craterului Jezero, într-o zonă de văi șerpuitoare care converg spre delta Jezero, un peisaj cândva umed.
De ce sunt mai utile decât craterele naturale
Impacturile provocate de meteoriți oferă de mult indicii despre rezistența solului marțian, însă au un neajuns major: dimensiunea, masa și traiectoria pietrelor căzătoare rămân, de regulă, necunoscute. În cazul resturilor NASA, inginerii cunoșteau exact caracteristicile obiectelor.
Craterele au fost identificate cu două camere aflate la bordul sondei Mars Reconnaissance Orbiter. Cercetătorii știu că sunt noi pentru că lipsesc din imaginile realizate înainte de 2020 și pentru că prezintă tiparele de prospețime și de reflectivitate specifice unui impact recent.
Un unghi de doar 10 grade
Dispozitivele de balast și fragmentele etajului de croazieră au lovit terenul sub un unghi foarte mic, de 10 grade, ceea ce a produs urme diferite, și pentru că au nimerit tipuri diverse de material, inclusiv regolit afanat.
Pe baza simulărilor, a dimensiunilor craterelor și a materialului împrăștiat, autorii consideră că două dintre urme, notate CBMD-c și CBMD-e, au fost cel mai probabil produse de masele de balast. Celelalte trei ar proveni de la fragmentele etajului de croazieră.
Formulele clasice greșesc cu un ordin de mărime
Concluzia centrală a studiului, publicat în revista Geophysical Research Letters, contrazice așteptările. „Constatăm că materialul este mult mai slab decât prezic legile standard de scalare a craterelor, care supraestimează dimensiunea craterului în acest tip de impact”, scriu cercetătorii, citați de ScienceAlert.
Abaterea nu este mică: în cazul obiectelor cu densitate mare care lovesc suprafețe cu densitate scăzută sub unghiuri mici, formulele clasice pot greși cu un ordin de mărime.
Analiza imaginilor și modelarea tridimensională a fizicii undelor de șoc au condus la o valoare a coeziunii de aproximativ 7 kilopascali. Practic, este un material nisipos, pe care l-ai putea frământa între degete. Cifra se potrivește cu rezultatele obținute anterior de sonda termică „mole” a NASA, care nu a reușit să sape în adâncime tocmai din cauza texturii sfărâmicioase.
Știință făcută prin izbire
Cazul se alătură unei serii de experimente bazate pe impact. Sonda japoneză Hayabusa2 a tras un proiectil în asteroidul Ryugu, iar misiunea DART a lovit un mic satelit natural pentru a-i schimba orbita, ca test de apărare planetară. Mai recent, un etaj al unei rachete Falcon 9 s-a izbit de Lună — un episod despre care am scris pe larg în articolul despre impactul din 5 august.
Pe viitor, oamenii de știință ar putea extrage informații și din impactorii naturali, dacă reușesc să le reconstituie caracteristicile pornind de la bolizii observați în atmosferă. Autorii sugerează că resturile viitoarelor misiuni ar trebui tratate din start ca experimente de impact.
De ce contează pentru viitoarele misiuni
O estimare corectă a rezistenței solului influențează direct proiectarea trenurilor de aterizare, a sistemelor de forare și a viitoarelor baze. Un teren mai slab decât se credea înseamnă riscuri diferite la contactul cu suprafața și marje de siguranță recalculate.
Rămâne și problema materialului fin de la suprafață, care nu creează doar dificultăți tehnice: praful marțian este toxic, iar astronauții vor avea nevoie de protecție specială.
Surse: Geophysical Research Letters.
