Badanie opublikowane po raz pierwszy 13 września 2026 r. w czasopiśmie Geophysical Research Letters analizuje pięć kraterów przypisanych sprzętowi misji Mars 2020, który uderzył w powierzchnię podczas lądowania w 2021 r. Symulacja 3D szacuje spójność lokalnego podłoża na 7 ± 1,5 kPa, a tradycyjne skalowanie zawyżało średnice kraterów o rząd wielkości w przypadku gęstych obiektów uderzających pod małym kątem.
Pięć kraterów powstałych podczas lądowania
Dwa wolframowe urządzenia balastowe, czyli cruise ballast mass devices (CBMD), ważyły po 77 kg. Badacze przypisali im najprawdopodobniej kratery oznaczone literami „-c” i „-e”. Każdy z nich ma średnicę 3,5 ± 0,5 m. Trzy pozostałe kratery powiązano z fragmentami stopnia przelotowego, którego masa przed rozpadem wynosiła 539 kg.
Wszystkie pięć kraterów leży około 70 km na północny zachód od krawędzi krateru Jezero. Ich zmierzone średnice mieszczą się w zakresie od 2,6 ± 0,5 m do 6,3 ± 0,5 m.
Obrazy orbitalne pomogły ustalić pochodzenie kraterów
Badacze porównali zdjęcia wykonane przed lądowaniem i po nim przez kamery CTX oraz HiRISE na pokładzie Mars Reconnaissance Orbiter. Analizowali świeży wygląd kraterów, ich obrzeża i wyrzucony materiał, a następnie zestawili te cechy z przewidywanymi miejscami upadku sprzętu.
Symulacje trajektorii przewidywały dla CBMD kąt uderzenia wynoszący 10° względem poziomu oraz prędkość od 2,7 do 5,4 km/s. Jako najbardziej prawdopodobną przyjęto prędkość 4 km/s. Położenie, średnica i kształt wyrzutni sprawiły, że kratery „-c” i „-e” uznano za najbardziej prawdopodobne ślady po dwóch urządzeniach balastowych.
Symulacja 3D oszacowała lokalną spójność podłoża
W trójwymiarowej symulacji uderzenia wolframowego obiektu z prędkością 4 km/s pod kątem 10° najlepsze dopasowanie do kraterów dawała spójność podłoża wynosząca 7 kPa. Końcowe oszacowanie dla lokalnego materiału w badanym scenariuszu wyniosło 7 ± 1,5 kPa.
Symulacje dwuwymiarowe dały odrębny zakres spójności: 0,2–1 kPa. Wyniki 2D i 3D pochodzą z różnych konfiguracji modelu; preferowane oszacowanie badaczy opiera się na modelowaniu 3D.
Skalowanie zawyżało rozmiary kraterów w określonych warunkach
W badanym przypadku konwencjonalne zależności skalujące zawyżały przewidywane średnice kraterów o rząd wielkości. Chodzi o uderzenia pod małym kątem, przy dużej różnicy gęstości między wolframowym pociskiem a porowatym gruntem. W tych samych warunkach metoda π-scaling dawała parametr efektywnej wytrzymałości wynoszący 50–200 kPa, zależnie od pionowej składowej prędkości. Symulacje iSALE szacowały natomiast spójność podłoża.
Model 3D zakładał kulisty pocisk i pomijał lokalne nachylenie terenu. Badacze wskazali, że dokładniejsze oszacowania tych uderzeń wymagają dalszych symulacji trójwymiarowych.
