Łazik Perseverance na Marsie. Skąd wzięło się 5 nowych kraterów?

Pięć kraterów pojawiło się w trakcie misji, której kluczowym elementem było dostarczenie na Czerwoną Planetę łazika Perseverance. Podczas zbliżania się do Marsa z prędkością 4,7 km/s sonda odrzuciła dwa specjalne obciążniki z wolframu (po 77 kg każdy) oraz inne fragmenty o łącznej masie przekraczającej 500 kg. Oderwane części wylądowały na powierzchni planety, pozostawiając po sobie nowe ślady uderzeń.

Choć powstanie kraterów nie było celem misji, badacze szybko dostrzegli w tym rzadką okazję do analizy marsjańskiego podłoża. W przeciwieństwie do typowych kraterów po meteorytach, w tym przypadku dobrze znane były parametry obiektów, które uderzyły w grunt: ich masa, prędkość i trajektoria. To pozwoliło wyjątkowo precyzyjnie powiązać cechy kraterów z warunkami uderzenia, czego zwykle nie da się zrobić przy zderzeniach naturalnych, gdzie kluczowe dane pozostają nieznane.

Do zbadania kraterów wykorzystano fotografie z dwóch kamer orbitera Mars Reconnaissance Orbiter. Naukowcy potwierdzili, że są to obiekty nowe, ponieważ nie było ich na ujęciach wykonanych przed 2020 r. Dodatkowo na ich młody wiek wskazywało położenie około 70 km na północny zachód od krateru Jezero oraz charakterystyczne wzory odbić światła, typowe dla świeżo naruszonej powierzchni.

Miejsce uderzeń zwróciło uwagę także ze względu na kontekst geologiczny. To obszar, w którym zbiegają się doliny prowadzące w stronę delty Jezero – pozostałości po dawnych rzekach i jeziorach, istniejących miliardy lat temu, gdy warunki mogły sprzyjać życiu na Marsie. Analiza wykazała też, że obiekty uderzały pod bardzo małym kątem – poniżej 10 stopni – co oznaczało "płaskie" wejście w grunt i przełożyło się na nietypowe rozmiary oraz kształty kraterów.

Kluczowy wniosek z badań dotyczy wytrzymałości marsjańskiej powierzchni w tej lokalizacji. Okazała się ona znacznie mniejsza, niż sugerują klasyczne modele tworzenia kraterów. Zgodnie z publikacją naukową standardowe prawa skalowania wskazywałyby na wyraźnie większe kratery przy takich parametrach uderzenia, tymczasem rzeczywista wytrzymałość gruntu była około dziesięciokrotnie niższa od przewidywań. Oszacowano ją na ok. 7 kilopaskali, czyli poziom bliższy właściwościom piasku niż litej skały.

Podobne sytuacje – traktowane jako naturalne eksperymenty – były już wykorzystywane w badaniach kosmosu, m.in. przy zderzeniu sondy DART z planetoidą czy w działaniach związanych z Hayabusa2. W tym przypadku również okazało się, że elementy pozostawione podczas eksploracji mogą dostarczać wartościowych informacji i umożliwiają analizę zderzeń w skali, której trudno byłoby oczekiwać w kontrolowanych warunkach. Dodatkowe modelowanie komputerowe oraz szczegółowe porównanie zdjęć poszerzyły wiedzę o budowie marsjańskiej skorupy.

Badacze zakładają, że przy kolejnych misjach podobne analizy będą prowadzone coraz częściej. Pozostałości po eksploracji już teraz pomagają lepiej rozumieć inne ciała niebieskie, a w przyszłości mogą też ułatwić wyjaśnianie procesów towarzyszących naturalnym uderzeniom obiektów kosmicznych w Marsa oraz inne obiekty Układu Słonecznego.