Chiński łazik Zhurong zajrzał głęboko pod powierzchnię Marsa, znajdując dowody na dwie duże powodzie, które prawdopodobnie ukształtowały region znany jako Utopia Planitia. Łazik wylądował na Marsie w maju 2021 roku i od tamtego czasu eksploruje powierzchnię Czerwonej Planety.
Analiza opublikowana w „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-022-05147-5) przedstawia pierwsze dane zebrane przez radar łazika Zhurong, który może sondować struktury znajdujące się do 100 metrów pod powierzchnią. - To bardzo interesujący artykuł. Byłem pod wrażeniem, jak daleko w głąb planety można zajrzeń za pomocą tego urządzenia - mówi Svein-Erik Hamran, naukowiec z Uniwersytetu w Oslo, który wcześniej analizował podobne dane zebrane przez należący do NASA łazik Perseverance.
Sześciokołowy łazik Zhurong jest zasilany energią słoneczną. Wyposażony został w sześć instrumentów do badania marsjańskiego środowiska.
Na maszcie ma zamontowane dwie kamery, które wykonują zdjęcia krajobrazu i skał. Służą one do orientacji w terenie i do planowania dalszej podróży. Między kamerami nawigacyjnymi umieszczono trzecią kamerę multispektralną, która służy do badań minerałów obecnych w skałach.
Zhurong ma też radar penetrujący grunt. Dzięki niemu można uzyskać obrazy, które rzucą nieco światła na procesy geologiczne, które doprowadziły do powstania regionu Utopia Planitia. Łazik wyposażony został też w magnetometr do pomiaru pola magnetycznego w swoim otoczeniu.
Projekt lądownika i łazika został oparty o sprawdzone już w boju maszyny z misji Chang'e-4. To misja, w której Chiny z początkiem 2019 roku osadziły duet lądownik-łazik po niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca.
Zhurong, nazwany tak na cześć boga ognia ze starożytnej chińskiej mitologii, nawiązuje do dawnej chińskiej nazwy Marsa. Planecie tej, zgodnie z teorią pięciu elementów z tradycyjnej filozofii chińskiej, przypisywano żywioł ognia i kolor czerwony. „Ogień przyniósł ciepło i jasność przodkom ludzkości i rozświetlił ludzką cywilizację. Nazwanie pierwszego chińskiego łazika marsjańskiego imieniem boga ognia oznacza rozpalenie płomienia chińskiej eksploracji planetarnej” - napisano jeszcze przed startem misji w oświadczeniu Chińskiej Narodowej Agencji Kosmicznej. Z kolei nazwa orbitera - Tianwen-1 - pochodzi ze starożytnego chińskiego wiersza autorstwa Qu Yuana (ok 340-278 rok p.n.e.). Można ją przetłumaczyć jako „pytania do niebios”.
Historia miejsca lądowania Zhuronga od lat zastanawiała naukowców. Łazik przemierza rozległe równiny na północnej półkuli Marsa nazywane Utopia Planitia. Badacze na podstawie zdjęć satelitarnych teoretyzowali, że w tym miejscu mógł znajdować się potężny ocean. Cechy geologiczne obszaru przypominają struktury utworzone przez wodę lub lód.
W maju naukowcy przeanalizowali zdjęcia z miejsca lądowania wykonane przez chiński orbiter Marsa, Tianwen-1, który jest częścią tej samej misji i razem z łazikiem i lądownikiem dotarły do Czerwonej Planety. Znaleźli wtedy uwodnione minerały, które mogły powstać, gdy podnosiły się wody gruntowe lub stopił się lód.
Ale region mógł być również pokryty lawą, ukrywając niektóre z procesów hydrologicznych pod powierzchnią. Erupcje wulkanu Elysium Mons na wschód od miejsca lądowania łazika Zhurong lub inna aktywność wulkaniczna mogły pokryć region magmą. Badając dane radarowe, naukowcy mają nadzieję zrozumieć, co się stało i czy woda lub lód mogą nadal czaić się pod skałami. - Chcemy wiedzieć, co dzieje się pod powierzchnią Marsa - mówi współautor badania Liu Yang z National Space Science Center w Pekinie.
Zhurong to pierwszy chiński łazik na Czerwonej Planecie. Bada południową część Utopia Planitia. Jego radar penetrujący grunt emituje fale radiowe o wysokiej częstotliwości, które mogą przeniknąć przez powierzchnię na głębokość od 3 do 10 metrów oraz fale o niskiej częstotliwości, które mogą dotrzeć nawet do 100 metrów pod powierzchnię gruntu, ale oferują gorszą rozdzielczość.
Autorzy badania przeanalizowali dane o niskiej częstotliwości pobrane między 25 maja a 6 września na obszarze ponad 1100 metrów, gdy Zhurong przemieszczał się na południe od miejsca lądowania. Sygnały radarowe odbijają się od materiałów pod powierzchnią, ujawniając wielkość ich ziaren i ich zdolność do utrzymywania ładunku elektrycznego. Silniejsze sygnały zazwyczaj wskazują na większe obiekty.
Radar nie znalazł żadnych dowodów na istnienie ciekłej wody na głębokości do 80 metrów, ale wykrył dwie poziome warstwy o interesujących wzorach. Zespół badaczy informuje, że w warstwie na głębokości od 10 do 30 metrów, sygnały odbicia wzmacniały się wraz ze wzrostem głębokości. Naukowcy twierdzą, że jest to prawdopodobnie spowodowane większymi głazami spoczywającymi u podstawy warstwy, a mniejszymi skałami osiadającymi na górze. Starsza, grubsza warstwa między 30 a 80 metrów w dół wykazała podobny wzór.
- Starsza warstwa jest prawdopodobnie wynikiem gwałtownej powodzi, która przeniosła osady do regionu Utopia Planitia ponad trzy miliardy lat temu, kiedy na Marsie istniała aktywność wodna - tłumaczy współautor odkrycia Chen Ling, sejsmolog z Instytutu Geologii i Geofizyki Chińskiej Akademii Nauk w Pekinie.
Górna warstwa mogła powstać w wyniku kolejnej powodzi około 1,6 miliarda lat temu. Chen mówi, że jest mało prawdopodobne, aby górna warstwa zawierała nienaruszone przepływy lawy, ponieważ ma ona mniejszą zdolność do utrzymywania ładunku elektrycznego, niż można by się spodziewać w przypadku nienaruszonych skał wulkanicznych.
Niewykluczone, że cienka warstwa lawy kiedyś pokrywała górną warstwę. - Same dane radarowe nie mogą ostatecznie ujawnić, czy materiał jest osadowy czy wulkaniczny - mówi Xu Yi, badacz z Macau University of Science and Technology.
Dane radarowe są dobre przy wskazywaniu warstw i geometrii materiału podpowierzchniowego, ale nie są tak dobre w określaniu jego składu – przekonują badacze. Często naukowcy polegają na innych wskazówkach, takich jak skały wystające nad powierzchnię, aby zbudować obraz wydarzeń z przeszłości. Oczekuje się, że misja przyniesie więcej wyników. - To dopiero pierwszy krok - mówi Ling.
Źródło: Science X Network, Nature, fot. NASA
