Сотрудники лаборатории геохимии Луны и планет Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН разработали международно признанный экономически доступный и стабильный при эксплуатации и хранении имитатор (аналог) марсианского грунта VI-М1. Первые буквы в названии аналога означают место его создания, Vernadsky Institute, «Институт Вернадского» по-английски.

Аналог имитирует физико-механические свойства грунта в зоне посадки будущей европейской миссии ExoMars Rosalind Franklin. Модели марсианского грунта необходимы для различных экспериментов и испытаний космической техники и научной космической аппаратуры. Новый разработанный аналог марсианского грунта VI-М1 (рис. 1) активно используется в различных испытаниях, включая тестирование опорного шасси посадочных аппаратов серии ExoMars на предприятиях Госкорпорации «Роскосмос» для крупномасштабных геотехнических экспериментов.  Результаты работы опубликованы в журнале Planetary and Space Science.

Основным требованием при создании грунта-аналога является его соответствие марсианскому грунту по физико-механическим свойствам, включая такие важные параметры, как гранулометрический состав, угол внутреннего трения, сцепление, прочностные и деформационные характеристики, от которых, например, непосредственно зависит поведение грунта при посадке аппарата.

Разнообразие ландшафтов и грунтов на Марсе, характерное для планет земной группы с атмосферой, делает необходимым разработку имитатора грунта для каждого нового района посадки в зависимости от доминирующего типа местности, ландшафта и грунта. В разных ландшафтных и геоморфологических районах марсианский реголит имеет различный гранулометрический состав и физические характеристики.

Для определения основных требований к свойствам марсианского грунта-аналога был проведён комплексный сравнительный анализ физико-механических свойств марсианского грунта в местах посадок всех прошлых миссий и анализ доминирующего типа местности и грунта (рис. 2) на равнине Oxia Planum в районе посадки миссии ExoMars Rosalind Franklin, которая планируется Европейским космическим агентством в 2028 году.

Главным недостатком существующих зарубежных имитаторов грунта является их высокая стоимость, которая приемлема для использования в небольших экспериментах, но существенно ограничивает их применение в масштабных экспериментах, требующих значительных объёмов, часто измеряемых десятками кубических метров. Поэтому в качестве компонентов для создания аналога марсианского грунта VI-М1 были подобраны и экспериментально обоснованы доступные в большом количестве и не требующие дополнительной переработки техногенные и природные материалы.

«Исследования показали, что VI-M1 идеально попадает в диапазон характерных для марсианского грунта плотностей, обладает средним значением угла внутреннего трения и высоким сцеплением и по своим физико-механическим свойствам и гранулометрическому составу наиболее соответствует марсианскому реголиту в районах исследований марсоходов Zhurong (рис. 3) и Spirit, которые также, как и равнина Oxia Planum, располагаются в переходной зоне материка и низменности и характеризуются аналогичным или похожим типом местности и реголитом», — прокомментировал заведующий лабораторией геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН кандидат геолого-минералогических наук Евгений Николаевич Слюта.

В работе приняли участие сотрудники МГУ и Института геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН.

Источник: ГЕОХИ РАН.