Pärast Marsi maandumist. Mis saab nüüd InSightist?

NASA InSight (siseuuringud, kasutades seismilisi uuringuid, geodeesiat ja soojustransporti) maandumisplats puutus edukalt Marsi pinnale 26. novembril pärast sündmusetut kuuekuulist teekonda, millele järgnes ahistav seitsmetunnine laskumine, mida kogu maailma teadushuvilised jälgisid. Kuid InSighti tõeline missioon pole vaevalt alanud; võtta Marsi „elulisi märke“ ja võimaldada meil siis Punase Planeedi kohta rohkem teada saada kui kunagi varem.

Üks esimesi pilte Marsi pinnast, mille InSight tagasi saatis, kuid selle tõeline missioon on sügavam

Kui InSighti kanderakett on saatnud tagasi hämmastavaid pilte Marsist, on selle peamine kaheaastane missioon palju sügavam kui lihtsalt Punase planeedi pinna uurimine. Geofüüsikaline maandur uurib esimest korda Marsi sügavat sisemust. See hõlmab seismilisi häireid planeedi kooriku, vahevöö ja südamiku kaudu, mida on nimetatud "Marquakes".

Tema lootus, et see uuring aitab mõista nii kiviste planeetide moodustumist Päikesesüsteemis kui ka kivist eksoplaneeti, asub väljaspool meie kosmosepiirkonda.

Mida ütleb Mars meile, et Maa ei saanud?

Esimene ilmne küsimus Marsi sisemuse uurimisel on see, miks see räägiks meile rohkem planeetide moodustumisest ja päritolust, mida sarnane Maal korraldatud uuring annaks?

Marsi geoloogiline struktuur sarnaneb Maa omaga, kuid on kasu saanud vähem hävitavatest sündmustest

Vastus on, et Marss on meie Päikesesüsteemi ajaloo jooksul olnud vähem geoloogiliselt aktiivne planeet kui Maa. Plaatide tektoonika puudumine ja sellised hävitavad sündmused nagu plaadi subduktsioon tähendavad, et Mars säilitab oma tuumas, vahevöös ja maakoores täieliku ülevaate oma geoloogilisest ajaloost.

Need omadused esinevad ainult Marsil, kuna see on piisav sisemiseks kuumutamiseks ja diferentseerumiseks, mehhanism, mis neid kihte eraldab, olles samal ajal piisavalt väike, et mitte läbi viia sündmusi, mis hävitavad nende protsesside varased tõendid.

NASA kahtlustab, et Marss võib olla täiuslik kandidaat sellele 'Goldilocks' planeedile.

InSight uurib lisaks Marsi sisemuse paksusele, tihedusele ja struktuurile lisaks mõõtmisele, kuidas soojus sisemistest kihtidest pinnale pääseb, saades seeläbi kivise planeedi planeetide evolutsioonist laiema pildi.

Marsi vooruste mõõtmine: kuidas InSight oma uuringuid läbi viib

InSighti 2,2-meetrine päikesepaneelide massiiv on edukalt kasutusele võetud ja tundub, et kogub jätkuva töö tagamiseks piisavalt päikesevalgust. Kõigile, kes mäletavad ESA Rosetta maandurit, mis maandus sellisesse kohta komeedile 67P / Churyumov – Gerasimenko, et see ei suutnud toimimiseks koguda piisavalt päikeseenergiat, lõpetades sellega oma missiooni varakult.

InSighti maandumiskoht seoses Marsi varasemate missioonidega

InSighti meeskonna ees seisev ülesanne on täpselt teada saada, kuhu ta on maandunud. Meeskond teab, et seade on kallutatud 4⁰, mis tähendab, et selle kolme jala all on kivi. Esialgsetest piltidest, mis kaamera on teinud laskuja robotkäe peal, näib, et see on seda õõnsaks teinud - kraatrit, mis on täidetud liivaga. Teadlased proovivad selle sügavuse hindamiseks kasutada kraatri serva läbimõõtu, mis on üksuse kaamera ees.

RISE: Marsi reflekside mõõtmine

Meeskonna käsutuses on veel üks ressurss, mis võib aidata neil leida InSighti positsiooni. Kahest kuulamisantennist koosnevat pöörlemis- ja sisestruktuurieksperimenti (RISE) saab kasutada mööduvate orbiitrite signaalide kuulamiseks, et teha kindlaks maanduri pikkus ja laius.

Kunstniku ettekujutus RISE antennidest, mis kuulavad Marsi põhjapooluse (NASA) võnget

Kui RISE seda lisaülesannet täidab, täidab see ka oma peamist ülesannet, nimelt kuulata Marsi põhjapoolusel „võnkeid”, kui Päike oma orbiiti tõukab ja tõmbub. Selleks kasutatakse doppler-nihet ja helilainete "kimpu", mis põhjustab läheneva või taanduva sireeni heli muutumist toonis.

See võimaldab teadlastel kindlaks teha planeedi tuuma suuruse, tiheduse ja koostise. Küsimus on selles, kas tegemist on vedela või tahke rauaga.

Maa magnetosfäär kaitseb planeedi atmosfääri päikesetuulte eest

Üks asi, mida InSight otsib, on tõendusmaterjal selle kohta, et kunagi oli Marsil vedel südamik. Selle jälgede leidmisel võib järeldada, et Marsil oli mingil etapil Maa sarnane magnetosfäär, mis kaitseb seda Päikeselt laetud osakeste pommitamise eest, mida nimetatakse päikesetuulteks.

Maakera magnetosfäär on takistanud planeedi atmosfääri eemaldamist, suunates need osakesed ümber planeedi ja eemale. Niisiis lisab tõendusmaterjal magnetosfääri kohta usaldusväärsust mõttele, et Marss kannatas kunagi elu.

Kahtlustatakse, et Marsi väiksem suurus tähendas, et vägivaldne "tuhnimine" tuumas lakkas juba ammu enne Maa tahet, lõpetades sellega kaitse laetud osakeste eest, mis seejärel võisid vabalt planeedi atmosfääri koorida.

HP³: Marsi temperatuuri arvestamine

Õnneks, ehkki InSight jäi kavandatud sihtmaandumistsoonist mööda, puudub kraatril halastavalt kivimid ja kohal olevad ei tohiks instrumentidele ohtu seada. Sellele vaatamata on pind piisavalt kindel, et maandurit pikema aja jooksul toetada.

HP³ puuritakse läbi Marsi pinna, et teha kindlaks, kuidas soojus voolab läbi planeedi (NASA)

See on äärmiselt hea uudis InSighti soojusvoogude ja füüsikaliste omaduste proovivõtturi või HP³ jaoks, mis peaks suutma kraatri kaevu lahti puurida ja läbi selle tungida.

Temperatuuriandur, mille on kavandanud meeskond Saksamaalt, Poolast ja USA-st, paljastab, kui palju soojust veel planeedi tuumast selle pinnale voolab, kaevates 5 meetri sügavusele tõmmates endaga kaasa temperatuuriandurite paela.

Temperatuuri muutuste mõõtmisega aitab sond kindlaks teha, kui efektiivne on juhtiv Marsi sisemus, ja järeldada siis, kas see on valmistatud samadest elementidest nagu Maa ja Kuu ning kui palju soojust praegu siseruumist planeedi pinnale kulgeb.

SEIS: Marsi pulsi võtmine

NASA testis SEIS-i juurutamist InSighti robotkäe kaudu.

Järgmine ülesanne on InSighti robotiharu paigutada sisemise struktuuri seismiline eksperiment (SEIS) Marsi pinnale. See peaks võtma umbes kolm kuud, pärast seda peaks InSight olema valmis alustama eeldatava 12 kuni 100 Marsquake'i tuvastamist aastas kaheaastase missiooni jooksul.

SEIS mõõdab marsruutide sagedust ja ulatust (NASA)

SEIS jälgib ka pärast kasutuselevõttu asteroidide mõjust tekkinud häiringuid ning Marsi atmosfääri ja ilmastikuolude häireid.

Ta teeb seda seismiliste lainete jälgimisega, kui need läbivad Marsi. See aitab ka teadlastel välja töötada pildi kooriku, vahevöö ja isegi võib-olla planeedi tuumast, kuna nende lainete liikumiskiirus räägib meile palju materjalist, mida nad läbivad.

Meeskond jälgib tulemusi tähelepanelikult, kuna astronoomid usuvad, et maandumiskohast 600–1200 miili kaugusel asuvatel aladel võisid vulkaanid ilmneda juba 1–10 miljonit aastat tagasi. Seismiliste lainete muutus võib osutada sel ajal lamatud vulkaanilistele kaevikutele.

Sügavam ülevaade Marsist

Ehkki InSighti elava maandumise ja esimeste tagasi saadetud piltide ümbritsev elevus on mõistetav ja täiesti õigustatud, ei tohiks see meile põgeneda, et see missioon on vaevalt alanud.

See võib olla kaheksas sond, mille oleme Punase planeedi pinnale lasknud, kuid see on esimene, mis läheb sellest pinnast nii palju sügavamale.

NASA on kirjeldanud InSighti katseid kui Marsi elujõulisust. Ehkki see on mõõdukate omaduste, näiteks temperatuuri ja impulsi, kirjeldav, kui otstarbekas kirjeldus, peaks see meile ka meelde tuletama, et me kohtleme Marsi praegu palju rohkem kui maandumisplatvormi.

Uurime selle ajalugu, koostist ja ökosüsteemi palju sügavamalt kui kunagi varem.