Das Bodenradar des chinesischen Mars-Rover Zhurong zeigt flache Einschlagskrater und andere geologische Strukturen in den obersten fünf Metern der Oberfläche des Roten Planeten. Die Bilder des Marsuntergrundes werden in einem in veröffentlichten Artikel präsentiert Geologie.
Der Rover Zhurong wurde im Rahmen der chinesischen Mission Tianwen-1 zum Mars geschickt. Der im Juli 2020 gestartete Rover landete am 15. Mai 2021 auf der Oberfläche. Der Rover wurde in eine große Ebene auf der Nordhalbkugel des Mars namens Utopia Planitia geschickt, nahe der Grenze zwischen dem Tiefland, in dem er gelandet war, und dem Hochland im Süden.
Die Region wurde ausgewählt, weil sie in der Nähe von vermuteten alten Küstenlinien und anderen interessanten Oberflächenmerkmalen liegt, wo der Rover nach Beweisen für Wasser oder Eis suchen könnte. Ein großer unterirdischer Eiskörper wurde 2016 in einem nahe gelegenen Teil von Utopia Planitia vom Radar des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA identifiziert. Nach der Landung reiste der Zhurong-Rover etwa 1,9 km nach Süden, fotografierte Felsen, Sanddünen und Einschlagskrater und sammelte unterwegs Radardaten.
Bodenradar erkennt Merkmale im Untergrund, indem es elektromagnetische Impulse in den Boden sendet, die von allen unterirdischen Strukturen, über die es fährt, zurückreflektiert werden. Der Zhurong-Rover verwendet zwei Radarfrequenzen – eine niedrigere Frequenz, die mit weniger Details tiefer reicht (~80 Meter), und eine höhere Frequenz, die für die neueste Studie verwendet wird, die detailliertere Merkmale zeigt, aber nur ~4,5 Meter in die Tiefe reicht.
Die Forscher hoffen, dass die Abbildung des Untergrunds des Mars dazu beitragen wird, Licht in die geologische Geschichte des Planeten, frühere Klimabedingungen und Wasser oder Eis zu bringen, das der Planet jetzt oder in der Vergangenheit beherbergen könnte.
Die Forscher sahen mehrere gekrümmte und abfallende unterirdische Strukturen im Marsboden, die sie als vergrabene Einschlagskrater identifizierten, sowie andere schräge Merkmale mit weniger sicherem Ursprung. Sie sahen keine Anzeichen von Wasser oder Eis in den obersten fünf Metern des Bodens.
Radarbilder der tieferen Strukturen zeigten Sedimentschichten, die durch Überschwemmungen und Ablagerungen in der Vergangenheit hinterlassen wurden, fanden aber auch keine Hinweise auf Wasser in der Gegenwart. Dies schließt die Möglichkeit von Wasser tiefer als die mit dem Radar abgebildeten achtzig Meter nicht aus.
In der neuen Veröffentlichung vergleichen die Forscher die Daten vom Mars mit zuvor vom Mond gesammelten Bodenradardaten, die eine ganz andere flache Untergrundstruktur zeigen. Während die flache Marsoberfläche mehrere deutliche Merkmale enthält, die im Radar zu sehen sind, weisen die oberen 10 Meter des Mondes feine Schichten auf, aber keine Hinweise auf andere Strukturen wie Einschlagskraterwände, obwohl sie auch einem Meteoritenbeschuss ausgesetzt waren. Die Wände von Einschlagskratern werden jedoch in größeren Tiefen auf dem Mond beobachtet, begraben unter der 10 Meter dicken Schicht aus feinem Schutt.
Der Unterschied könnte in der Atmosphäre liegen – während die Marsatmosphäre magere 1 % des Volumens der Erde ausmacht, hat der Mond praktisch keine Atmosphäre. Ohne praktisch keinen atmosphärischen Schutz wird die Mondoberfläche von immer mehr der kleinsten Mikrometeoriten bombardiert, die die Oberfläche überarbeiten, kleinere Merkmale erodieren und feine Auswurfschichten zurücklassen.
Im Gegensatz dazu wird die Marsoberfläche nicht so vielen Mikrometeoriteneinschlägen ausgesetzt, weil diese kleineren Objekte in der Atmosphäre verglühen. In den von Zhurong abgebildeten Regionen könnte die Bestattung durch vom Wind verwehte Sedimente die Einschlagskrater auch vor Erosion geschützt haben. Einer der abgebildeten Krater hatte seinen Rand an der Oberfläche freigelegt, aber der andere Krater war begraben.
Yi Xu, der Hauptautor der Studie, erklärt: „Wir fanden viele Dünen auf der Oberfläche des Landeplatzes, also wurde dieser Krater vielleicht schnell vom Sand begraben und dann reduzierte diese Abdeckung die Weltraumverwitterung, sodass wir das sehen können volle Form der Wände dieser Krater.“
Mehr Informationen:
Ruonan Chen et al, Marsboden, wie er durch Bodenradar am Landeplatz Tianwen-1 enthüllt wurde, Geologie (2023). DOI: 10.1130/G50632.1