Изображение ночного неба, полученное с помощью инструментальной камеры Mars InSight 28 января 2020 года.
(Изображение: © NASA / JPL-Caltech)
Это наблюдение за небом следующего уровня: ученые используют изображения, снятые Пристанище НАСА искать метеоры на Марс.
С первого взгляда на получающиеся изображения поиск кажется простым: бесчисленные полосы заполняют небо. Но косите немного, и история оказывается более причудливой. На изображениях изображены в основном призраки, невидимое стало видимым, а видимое утонуло среди иллюзий.
На самом деле, если ты был на Марсе когда звезды поднялись, вы бы увидели совершенно другой мир, нежели тот, который показан на ночных изображениях, излучаемых дома камерами InSight. «По сути, на изображениях, которые у нас есть, очень мало контента, который вы на самом деле могли бы увидеть своими глазами», - заявил Space.com Марк Леммон, ученый из Института космических наук, возглавляющий проект по наблюдению за метеоритами.
Изображения поступают с устройства, которое называется «Инструментальная камера контекста», одно из двух, установленных на корпусе InSight. Камера была включена, чтобы помочь ученым понять окрестности, в которых космический корабль развернул два своих главных инструмента.
И один из тех инструментов, сейсмометрявляется причиной поиска метеоров. Этот инструмент настроен так, чтобы чувствовать дрожащие волны, проходящие через Марс; Затем ученые могут проанализировать эти данные, чтобы понять внутреннюю структуру и деятельность Красной планеты.
Эти волны могут быть порождены marsquakesМарсианский эквивалент землетрясений. Но они также могут возникать, когда метеориты врезаются в поверхность планеты. Отсюда интерес ученых к метеорам: расчет того, как часто такие воздействия происходят на Марсе, поможет исследователям интерпретировать данные сейсмометра.
Эти усилия не ознаменовывают первый раз, когда ученые наблюдали за метеорами в марсианских небесах. Духовный марсоход НАСА, который бродил по Красной планете с 2004 по 2010 год, провел лето 2005 года, наблюдая за небом. Эта возможность появилась благодаря погоде, которая очистила солнечные панели Духа от пыли, и они стали перерабатывать энергию, создавая награду, которая в конечном итоге стала бременем.
«Это было самое чистое время, проведенное марсоходом на Марсе», - сказал Леммон. «В течение того лета было так много солнечной энергии, что им приходилось пробовать использовать ее ночью, потому что даже если они просто сбрасывали ее, использование этой энергии днем слишком сильно нагревало ровер».
Так, Дух потратил некоторые ночи наблюдали за небом, но ученые никогда не видели метеор в этих данных. Учитывая масштаб собранных наблюдений, это довольно неубедительно: это может означать, что на Марс прибыло меньше метеоров, чем ожидали ученые, или что команде просто не повезло.
InSight, появившаяся в ноябре 2018 года, взяла на себя задачу как проект с низким приоритетом. Первые изображения были получены с камеры развертывания прибора, которая прикреплена к рычагу ровера и может быть указана в определенных местах. Но вот уже несколько месяцев у этой камеры больше проблем, чем у падающих звезд. Второй ключевой научный инструмент InSight, тепловой зонд по кличке Крот, был проблематичным. Родинка хотел копать сам около 16 футов (5 метров) ниже поверхности, измеряя теплопередачу в марсианской скале.
Тем не менее, кроты медленно продвигаются. В общем, зонд изо всех сил пытался получить тягу в скале, Инструмент даже несколько раз выскочил из норы. Трудности, с которыми сталкивается крот, означают, что Камера для развертывания прибора сосредоточена на предоставлении инженерам визуального подтверждения того, что происходит с зондом и попытками спасения. Там нет времени для наблюдения за звездами.
Итак, ученые, ищущие метеоры, взяли на работу инструментальную камеру контекста. Как и его спутник, эта камера была оставлена от вездехода Curiosity, основанного на образцах 1999 года, а затем усовершенствована для цветного изображения. (Следующий марсоход НАСА, который будет запущен этим летом, будет нести совершенно новые камеры, включая зум-объективы и видео.)
Но, в отличие от камеры развертывания инструмента, контекстная камера прибора застряла на месте и оснащена объективом «рыбий глаз», который искажает ее вид. Это не естественный наблюдатель за небом, если не сказать больше. «У него есть преимущество в том, что это более широкое поле зрения, поэтому мы видим около трети горизонта», - сказал Леммон. «У него есть большой недостаток в том, что он не выглядит высоко в небе. Очевидно, если бы вы были здесь на Земле в поисках метеорыВы бы не сфокусировались на горизонте ".
Дневные изображения с камеры делают очевидными его проблемы с наблюдением за звездами: сам Марс заполняет большую часть поля зрения камеры. Несмотря на кажущуюся однородность ночных изображений, земля занимает большую часть обзора инструментальной камеры, без звезд. Над красным камнем остается лишь изогнутая полоса неба, заполненная звездами после захода солнца.
Пока, хотя Леммон проверяет каждое изображение на наличие метеоров, изображения InSight оказались пустыми. «В некотором смысле это несколько деморализует», - сказал Леммон о сканировании каждого изображения на наличие потенциальных метеоров, которых там никогда не было.
Он сказал, что ученые знают, как должны выглядеть такие объекты. Метеориты будет следовать по изогнутой траектории, как видно объективом «рыбий глаз». Кроме того, сказал Леммон, метеоры на Марсе должны выглядеть примерно так же, как и здесь, на Земле. «У вас есть целый ряд вещей, от яркой полосы по небу до настоящего огненного шара», - сказал он. Атмосфера, богатая углекислым газом, может дать метеору оранжевое свечение, но Леммон сказал, что не уверен, что камеры InSight могут обнаружить это изменение цвета.
Но большинство световых пятен на изображениях InSight происходят от совершенно другого небесного явления: космические лучифрагменты атомов, которые пронизывают вселенную во всех направлениях. В отличие от наземных пешеходных звезд и метеоров космические лучи очень трудно сфотографировать с Земли. Наша атмосфера блокирует попадание многих таких частиц на поверхность. Удачливая камера на Земле, настроенная на съемку с большой выдержкой, может поймать космический луч здесь или там.
Но у Марса нет атмосферы Земли, чтобы отбивать космические лучи, в результате чего на Красной планете будет размещен детектор космических лучей, говорит Джастин Маки, специалист по визуализации в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии. Это то, что каждое светлое пятно под невидимой кривой горизонта на ночных изображениях с камеры прибора является отпечатком космического луча. «Вселенная наполняется космические лучи«Маки сказал.« Вы не думаете о них много, потому что они в основном просто проходят через вас или проходят через окружающую среду ».
Хотя они не влияют на другие данные InSight, изображения с космическими лучами могут вызвать у ученых интерес к этим частицам, особенно к их частоте на Марсе. Длина полосы говорит о типе участвующей частицы - более длинные полосы обычно представляют собой протоны или мюоны высокой энергии, сказал Леммон, - и угол, под которым движется космический луч. «Некоторые из них происходят от солнца. Некоторые из них, мы не знаем, откуда они», - сказала Маки. (Отображаемые цвета просто отражают, какого цвета сенсор попал в космический луч.)
Ночные изображения InSight даже фиксируют тени космических лучей. Это потому, что для каждой 5-минутной экспозиции камера также захватывает мгновенный вид, чтобы вычесть основное изображение, как своего рода калибровочное изображение, сказал Маки. Если космический луч попадает во время этого мгновенного изображения, но не во время основного изображения, результатом является темное пятно, отмечающее тень того места, где космический луч появится на мгновенном изображении.
Но жуткие фотографии, которые можно наблюдать за метеоритами, не будут возвращаться с Марса. По словам Леммона, время уходит на то, чтобы получать фотографии для наблюдения за небом с помощью инструментальной камеры. печально известный сезон марсианской пыльной бури скоро начнется, стирая горизонт. «В течение нескольких недель я не думаю, что мы сможем увидеть даже яркую звезду так низко в небе», - сказал Леммон.
Конечно, они все еще будут видеть космические лучи. Но они видели много таких.
- Mars InSight на фотографиях: миссия НАСА по исследованию ядра Красной планеты
- Путешествие к центру Красной планеты: аппарат InSight НАСА, чтобы раскрыть секреты внутри Марса
- Робот «крот» на Марсе начинает копаться в Красной планете на этой неделе
