Alla ricerca di ‘verità di terra’: Planetary geolo

immagine: Mars Science Laboratory Curiosity Rover della NASA esplora il cratere Gale.
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Credito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Lanciato nel 2011, il Curiosity Rover della NASA Mars Science Laboratory (MSL) è arrivato su Marte nel 2012 per esplorare il cratere Gale, acquisendo campioni di roccia, suolo e aria per aiutare gli scienziati a caratterizzare la geologia di Marte e capire di cosa è fatta la crosta del pianeta.

Parte dello sforzo a lungo termine della NASA per esplorare il Pianeta Rosso usando i robot, Curiosity è stato progettato per scoprire se Marte ha mai avuto le giuste condizioni ambientali per supportare le forme di vita microbiche. All’inizio della sua missione, Curiosity ha trovato prove di ambienti abitabili del passato su Marte, quindi gli scienziati continuano a esplorare la roccia utilizzando gli strumenti avanzati a bordo del rover.

Anche prima di entrare a far parte del Dipartimento di Astronomia e Scienze Planetarie della NAU nel 2016, Cristoforo Edwards era già uno scienziato partecipante al team MSL, finanziato attraverso una sovvenzione di $ 470.000. Oltre a finanziare la sua ricerca, la borsa di studio gli ha permesso di costruire il Mars Rover Operations and Analysis Laboratory nel campus NAU di Flagstaff, dove ricercatori e studenti della facoltà utilizzano apparecchiature sofisticate per aiutare a comandare le attività quotidiane del rover.

Ora, dopo che il professore associato Edwards ha trascorso più di cinque anni producendo risultati di successo su MSL, la NASA lo ha riselezionato come scienziato partecipante, assegnandogli $ 325.000 per i prossimi tre anni. Lui e il suo team, tutti parte del Planetary Instrumentation eXperimentation and Exploration Laboratory (PIXEL), sfrutteranno questa opportunità per continuare a lavorare sulle operazioni del rover espandendo la loro ricerca geologica.

“Sono molto felice di poter continuare a essere coinvolti in questa missione ammiraglia della NASA”, ha detto Edwards. “È una grande opportunità per il nostro gruppo rimanere impegnato con l’entusiasmante scienza di Curiosity. Prevedo che questo lavoro ci consentirà di attrarre ulteriori finanziamenti per la ricerca correlata in futuro e, quando ciò accadrà, potremo offrire maggiori opportunità ai nostri studenti”.

L’obiettivo originale del team era quello di indagare la storia geologica delle rocce sedimentarie del cratere Gale utilizzando l’imaging a terra e le misurazioni dell’infrarosso termico raccolte dal rover. Durante lo studio di questi dati, hanno incontrato molti diversi tipi di sedimenti, dalle dune di sabbia alla roccia solida. Sebbene siano tutti comuni su Marte, determinare la loro origine geologica e la loro storia rimane una sfida significativa.

Per il secondo progetto, il team collegherà i dati del rover, comprese immagini ad alta risoluzione, dati a infrarossi termici e sensori di temperatura del suolo, ai dati orbitali raccolti dalla navicella spaziale Mars Odyssey Orbiter, per capire meglio come diversi tipi di roccia su Marte si sono formati. Confronteranno anche i dati con le misurazioni raccolte qui sulla Terra, in siti che fungono da analoghi di Marte.

“Fondamentalmente, stiamo cercando di capire quanto bene potremmo collegare i dati orbitali che coprono quasi l’intero pianeta di Marte con le immagini e i dati a infrarossi termici a terra”, ha detto Edwards.

Utilizzando immagini ad altissima risoluzione, disponibili a livello globale, in cui un pixel rappresenta un’area delle dimensioni di un campo da calcio, stanno studiando i singoli granelli di sabbia per mostrare quanto bene queste immagini microscopiche corrispondano ai dati termici basati sul rover e quindi, in definitiva, i dati orbitali.

“In questo secondo progetto proponiamo di prendere ciò che abbiamo appreso sulla nostra capacità di fondare in modo affidabile la verità di questi dati ed estenderla a superfici più complicate”, ha affermato Edwards. “Alla fine, collegheremo la storia geologica e deposizionale di queste unità di imaging termico ai set di dati orbitali, migliorando la nostra comprensione delle condizioni deposizionali passate su Marte”.

Il team di Edwards si è concentrato su tre aree di ricerca

Studioso post-dottorato Valeria Payre è incentrato sulla geochimica delle rocce nel cratere di Gale e sulla conduzione delle operazioni: far funzionare il Rover e decidere dove andrà.

“Sto guardando la composizione e la mineralogia delle rocce vulcaniche e sedimentarie nel cratere Gale”, ha detto Payre. “Il mio obiettivo generale è comprendere la provenienza dei minerali e delle rocce vulcaniche e limitare il modo in cui potrebbero essersi formati. Utilizzando la spettroscopia orbitale nel visibile e nel vicino infrarosso, spero di rilevare diverse rocce vulcaniche nei terreni più antichi di Marte, comprese rocce ricche di silice e terreni ricchi di feldspati come quelli analizzati nel cratere Gale.

“Sono molto entusiasta di continuare l’avventura del team MSL per comprendere ulteriormente i processi geologici che hanno modellato e formato le rocce sedimentarie mentre saliamo nel Monte Sharp. Non vedo l’ora di vedere fino a che punto possiamo usare i minerali vulcanici contenuti all’interno delle rocce sedimentarie per limitare i processi magmatici avvenuti nelle vicinanze del cratere Gale, soprattutto perché stiamo finalmente raggiungendo l’unità di solfato! ”

dottorato di ricerca candidato di Ari Koeppel la ricerca è focalizzata sugli aspetti legati alla superficie del progetto. Lui usa siti analogici sulla Terra, ad esempio al Sunset Crater, per migliorare il modo in cui vengono interpretate le temperature di superficie su Marte.

“Utilizzo i dati dei droni abbinati ai dati delle stazioni meteorologiche per studiare il ciclo giornaliero della temperatura di una serie di diversi tipi di rocce e sedimenti presenti anche su Marte”, ha affermato Koeppel. “Ci auguriamo che questo lavoro produca un modello che ci consentirà di effettuare interpretazioni geologiche accurate utilizzando i dati sulla temperatura dei satelliti e dei rover di Marte per approfondire aspetti come l’abbondanza di acqua, l’abbondanza di ghiaccio e l’abitabilità passata. Possiamo quindi utilizzare i dati di MSL sul campo per confermare l’efficacia del modello e adattarlo secondo necessità. Questo è un momento particolarmente eccitante per utilizzare i dati MSL come verità fondamentale per il nostro modello, perché il rover sta appena iniziando a esplorare un’enigmatica regione del cratere Gale che ospita un deposito di solfato stratificato, che potrebbe essere resti di antichi laghi o sorgenti.

dottorato di ricerca candidato Aaron Weintraub sta studiando le forme paleobed e si concentra sul lato orbitale del progetto. Sebbene assomiglino a dune di sabbia, le paleobedform hanno alcune delle stesse caratteristiche della roccia solida.

“Il mio ruolo nel team MSL è quello di raccogliere dati dal rover mentre attraversa la superficie del frontone di Greenheugh, un ottimo esempio di paleobedform su Marte”, ha affermato Weintraub. “I dati mi permetteranno di eseguire quella che chiamiamo una verità di base, in cui gli strumenti del rover ad altissima risoluzione saranno in grado di verificare l’accuratezza dei nostri risultati dai veicoli spaziali in orbita. Questa verità fondamentale aiuterà a limitare e migliorare la metodologia orbitale che utilizziamo per studiare queste caratteristiche misteriose su Marte. Userò questi sul posto osservazioni del rover per caratterizzare le proprietà termofisiche e mineralogiche di queste forme del letto, e la mia speranza è di determinare se questo sito è un vero e proprio paleobedform.

“Sebbene il mio lavoro in questa fase sia solo una piccola sfaccettatura di un quadro molto più ampio, aiuta comunque a inserirsi nella storia della vita su Marte e nell’evoluzione delle superfici planetarie. Comprendendo come queste caratteristiche uniche si formano e rimangono preservate, possiamo comprendere le condizioni ambientali presenti nel corso della loro vita. Questo è importante perché ci aiuterà a capire se le condizioni necessarie per sostenere la vita fossero vissute a lungo, transitorie o inesistenti. Sono entusiasta di far parte di una missione così impattante e spero che i miei contributi aiutino a migliorare la nostra comprensione del Pianeta Rosso”.

Informazioni sull’Università dell’Arizona settentrionale

La Northern Arizona University è un istituto di ricerca superiore che offre opportunità educative eccezionali in Arizona e oltre. NAU offre un’esperienza incentrata sullo studente ai suoi quasi 30.000 studenti a Flagstaff, in tutto lo stato e online attraverso rigorosi programmi accademici in un ambiente favorevole, inclusivo e diversificato. Una facoltà dedicata e di fama mondiale aiuta a garantire che gli studenti raggiungano l’eccellenza accademica, sperimentino la crescita personale, abbiano opportunità di ricerca significative e siano posizionati per il successo personale e professionale.

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