«Один из самых впечатляющих результатов этого самого первого твердого образца, взятого Curiosity, — это высокий процент воды в почве», — сказал Лешин. «Около 2 процентов почвы на поверхности Марса состоит из воды, которая является большим ресурсом и интересна с научной точки зрения». Образец также выделял значительное количество соединений углекислого газа, кислорода и серы при нагревании.Curiosity приземлился в кратере Гейла на поверхности Марса 6 августа 2012 года, и ему было поручено ответить на вопрос: «Мог ли Марс когда-то питать жизнь?» Для этого Curiosity — первый марсоход на Марсе, на котором установлено оборудование для сбора и обработки образцов горных пород и почвы. Один из этих инструментов был использован в текущем исследовании: Анализ проб на Марсе (SAM) включает газовый хроматограф, масс-спектрометр и настраиваемый лазерный спектрометр, позволяющий идентифицировать широкий спектр химических соединений и определять соотношения различных изотопов ключевые элементы.
«Эта работа не только демонстрирует, что SAM прекрасно работает на Марсе, но также показывает, как SAM вписывается в мощный и всеобъемлющий набор научных инструментов Curiosity», — сказал Пол Махаффи, главный исследователь SAM в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде. «Комбинируя анализы воды и других летучих веществ из SAM с минералогическими, химическими и геологическими данными, полученными с помощью других инструментов Curiosity, мы получаем наиболее полную информацию, когда-либо полученную о мелких марсианских частицах на поверхности. Эти данные значительно улучшают наше понимание поверхностных процессов и действия вода на Марсе ".«Это первый надежный образец, который мы проанализировали с помощью инструментов Curiosity.
Это самый первый объем материала, который был введен в аналитический пакет. Хотя это только начало истории, мы узнали, что существенное », — сказал Лешин, соавтор статьи« Анализ летучих, изотопных и органических веществ марсианской мелочи с марсоходом Curiosity ». Тридцать четыре исследователя, все члены научной группы Марсианской научной лаборатории, внесли свой вклад в эту статью.В этом исследовании ученые использовали совок марсохода для сбора пыли, грязи и мелкозернистой почвы с песчаного участка, известного как «Rocknest».
Исследователи загрузили пятую мерную ложку в SAM. Внутри SAM «мелочь» — так называемая пыль, грязь и мелкая почва — была нагрета до 835 градусов по Цельсию.
Запекание образца также показало соединение, содержащее хлор и кислород, вероятно, хлорат или перхлорат, ранее известные только из высокоширотных мест на Марсе. Эта находка на экваториальном участке Curiosity предполагает более глобальное распространение. Анализ также предполагает наличие карбонатных материалов, которые образуются в присутствии воды.
Помимо определения количества основных выбрасываемых газов, SAM также проанализировал соотношение изотопов водорода и углерода в выпущенной воде и диоксиде углерода. Изотопы — это варианты одного и того же химического элемента с разным числом нейтронов и, следовательно, разным атомным весом. SAM обнаружил, что соотношение изотопов в почве похоже на соотношение изотопов в атмосфере, проанализированное ранее Curiosity, что указывает на то, что поверхность почвы сильно взаимодействует с атмосферой.
«Изотопные отношения, включая отношения водорода к дейтерию и изотопы углерода, как правило, подтверждают идею о том, что, когда пыль движется по планете, она вступает в реакцию с некоторыми газами из атмосферы», — сказал Лешин.SAM также может искать следовые количества органических соединений. Хотя в экспериментах в Rocknest было обнаружено несколько простых органических соединений, они явно не марсианские по происхождению. Вместо этого вполне вероятно, что они образовались во время экспериментов по нагреву, поскольку неорганические соединения в образцах Rocknest вступили в реакцию с наземными органическими веществами, уже присутствующими в фоновом режиме прибора SAM.
«Мы обнаружили, что органические вещества, скорее всего, не сохраняются в поверхностных почвах, которые подвергаются резкой радиации и окислителям», — сказал Лешин. «Мы не обязательно ожидали найти органические молекулы в поверхностной мелочи, и это поддерживает стратегию Curiosity по бурению горных пород для продолжения поиска органических соединений. Ключевым моментом является поиск образцов с лучшими шансами на органическую сохранность».По словам Лешина, результаты проливают свет на состав поверхности планеты и указывают направление для будущих исследований.«Марс представляет собой своего рода глобальный слой, слой поверхностной почвы, который был перемешан и распределен частыми пыльными бурями.
Так что совок из этого материала — это, по сути, микроскопическая коллекция марсианских горных пород», — сказал Лешин. «Если вы смешаете много его крупинок вместе, вы, вероятно, получите точную картину типичной марсианской коры. Узнав об этом в любом месте, вы узнаете обо всей планете».
Эти результаты имеют значение для будущих исследователей Марса. «Теперь мы знаем, что на Марсе должна быть обильная и легкодоступная вода», — сказал Лешин. «Когда мы посылаем людей, они могли зачерпнуть землю в любом месте на поверхности, немного нагреть ее и получить воду».Помимо своих исследовательских работ в группе Марсианской научной лаборатории, Лешин является деканом Школы естественных наук Политехнического института Ренсселера, где она возглавляет научно-исследовательское предприятие в первом технологическом университете страны.
