Учёные из Империал Колледжа Лондона и Брауновского университета представили новый метод изучения подповерхностных слоёв планет, который может изменить подход к дистанционному анализу недр Марса, астероидов и других небесных тел. Исследование показало, что размер зоны выброшенного вещества вокруг ударных кратеров напрямую зависит от состава и структуры грунта на глубине до 50 метров. Это открытие позволяет использовать данные орбитальных камер, таких как HiRISE на Mars Reconnaissance Orbiter, для точного определения свойств материалов, скрытых под поверхностью.

Ранее учёные оценивали недра по форме и размеру кратеров. Однако новые симуляции доказали, что подвижность выбросов (EM) — отношение максимального расстояния разлёта материала к радиусу кратера — более точно отражает свойства слоёв. Моделирование ударов в различные среды (скальные породы, ледяные отложения, осадочные пласты) выявило уникальные «отпечатки» EM для каждого типа грунта. Например, кратер над льдом на Марсе имеет вдвое меньшую зону выброса, чем над твёрдым основанием, что подтвердили снимки двух свежих кратеров.

Аппарат Mars Express Европейского космического агентства (ESA) получил это изображение безымянного кратера, расположенного на равнине Vastitas Borealis, которая покрывает большую часть северных широт Марса.  Фото: ESA / DLR / Freie Universitat Berlin (G. Neukum)

Ключевым достижением стала демонстрация влияния глубоких слоёв на EM. Даже лёд, залегающий на глубине 10 метров под осадочными породами, снижает подвижность выбросов на 30%, хотя сам не участвует в формировании кратера. Это объясняется отражением ударных волн на границе сред с разным акустическим импедансом. Таким образом, EM становится «окном» в недра, чувствительным к слоистости и составу на глубинах до двух радиусов кратера, что в 5–10 раз превышает зону экскавации.

Исследователи подчёркивают, что EM также зависит от скорости выброса частиц, а не только от их угла. Высокочувствительные камеры, способные фиксировать разлёт материала с точностью до 25 метров, делают метод доступным для большинства орбитальных аппаратов. Это открывает путь к масштабному картографированию недр Марса и уточнению геологических моделей, например, в районе кратера «Индевор» или равнины «Утопия».

Метод уже готов к применению в миссии Hera, которая в 2026 году достигнет астероида Диморфос для изучения последствий столкновения с зондом DART. Анализ выбросов от контролируемого удара позволит определить внутреннюю структуру объекта, что важно для понимания эволюции малых небесных объектов. Кроме того, подход поможет в поиске льда на Марсе, где каждый новый кратер станет источником данных о распределении воды в грунте.

Подробнее на iXBT