Судно InSight НАСА, наконец, разместило свой тепловой зонд на поверхности Марса. Пакет теплового потока и физических свойств (HP3) была развернута 12 февраля, примерно в одном метре от сейсмического сейсмометра SEIS. Вскоре он начнет пробиваться в марсианскую землю.
Если вы начинаете привыкать к таким подвигам, имейте в виду несколько вещей.
Спускаемый аппарат находится на Марсе, планете, которая находится на расстоянии более 50 миллионов километров, и поездка до которой занимает около 6 месяцев. Оказавшись там, спускаемый аппарат должен был пройти через опасный процесс приземления, чтобы прибыть на поверхность в целости и сохранности. Место его посадки было тщательно выбрано, и для того, чтобы этот стационарный десант сделал свое дело, он должен придерживаться своей посадки.
Затем наступает сложная часть.
«Через несколько дней мы наконец-то сломаем землю, используя часть нашего инструмента, которую мы называем моль».
Тилман Спон, главный исследователь HP3, Немецкий аэрокосмический центр.
Инсайт должен был тщательно изучить его окружение и выбрать идеальное место для размещения своих инструментов. После нескольких недель изучения он выбрал именно это место для HP3. Затем прибывает Зонд Тепла, который является техническим подвигом сам по себе.
«Эта штука весит меньше пары туфель, потребляет меньше энергии, чем маршрутизатор Wi-Fi, и должна копать не менее 10 футов [3 метра] на другой планете», - сказал Хадсон. «Требовалось так много работы, чтобы получить версию, которая могла бы делать десятки тысяч ударов молотка, не разрываясь на части; некоторые ранние версии потерпели неудачу, пока не достигли 16 футов [5 метров], но версия, которую мы отправили на Марс, доказала свою надежность снова и снова ».
Вся цель этого усилия состоит в том, чтобы узнать о внутренней структуре Марса. Тепловой зонд и пакет физических свойств измерят количество тепла, выходящего из центра Марса. Чтобы сделать это, он должен пробиться на планету.
«Наш зонд предназначен для измерения тепла, поступающего изнутри Марса», - сказала заместитель главного исследователя InSight Сью Смрекар из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния. «Вот почему мы хотим получить его под землей. Изменения температуры на поверхности, как от времени года, так и от цикла день-ночь, могут добавить «шум» к нашим данным ».
Для выполнения своей работы HP3 должен располагаться как минимум на 3 метра ниже поверхности, но в идеале он достигнет отметки 5 метров, максимальной глубины. Часть зонда, которая делает проникновение, называется родиной длиной 40 см (16 дюймов). Крот останавливается каждые 50 см (19 дюймов) и измеряет теплопроводность почвы. Но перед измерением нужно подождать два дня, чтобы остыть, потому что удар будет создавать трение, которое нагревает почву. Это тепло внесет шум в данные.
После того, как сняты показания, тепловой зонд затем нагревают и берут дополнительные показания для проверки теплопроводности. Затем весь процесс повторяется. В таком случае это может занять две недели, чтобы добраться до глубины 3 метра.
Если зонд врезается в скалу до того, как он достигнет 3 метров, тогда весь профиль миссии изменится. Если он меньше 3 метров, то потребуется год для фильтрации шума из показаний теплопроводности, потому что зонд не будет достаточно изолирован от температуры поверхности. Вот почему так много внимания уделялось выбору места для зонда.
«Мы выбрали идеальную посадочную площадку, на которой почти нет камней», - говорит Трой Хадсон из JPL, ученый и инженер, который помогал проектировать HP.3, «Это дает нам основание полагать, что в недрах не так много крупных камней. Но нам нужно подождать и посмотреть, что мы встретим под землей ».
Другие приземлители уже копались на поверхности Марса, но HP3 InSight превзойдет их всех. Спускаемый аппарат НАСА Viking 1 сгреб 22 см (8,6 дюйма) вниз. Суда "Феникс", двоюродный брат InSight, сгребли 18 см (7 дюймов) вниз.
«Мы с нетерпением ждем побить некоторые рекорды на Марсе», - сказал HP.3 Главный исследователь Тилман Спон из Немецкого аэрокосмического центра (DLR), который предоставил датчик температуры для миссии InSight.
Но у более ранних приземлителей была другая миссия: пробовать почву. В некотором смысле, несправедливо сравнивать их. Плюс, это не должно быть сюрпризом, что наша технология продвинулась, так как у тех землевладельцев был свой день.
Понимание тепла Марса является ключом к пониманию того, как он и другие скалистые планеты образуются, и как формируется геология поверхности. Марс сохраняет тепло от своего образования около 4 миллиардов лет назад, и тепло также производится в результате радиоактивного распада в его внутренней части.
«Большая часть геологии планеты является результатом тепла», - сказал Смрекар. «Вулканические извержения в древнем прошлом были вызваны потоком этой жары, поднимая и возводя возвышающиеся горы, которыми славится Марс».
То, как тепло движется через марсианскую мантию и кору, определяет особенности поверхности. Марс является домом для Олимпа Монса, самого высокого вулкана в Солнечной системе. На высоте почти 25 км (13,6 миль) он почти в три раза выше горы. Эверест. На Марсе также находится Тарс Монтес, три щитовых вулкана высотой от 14 до 18 км. Как и вулканы на Земле, они были созданы, когда магма проходила сквозь трещины в коре.
«Мы хотим знать, что послужило причиной раннего вулканизма и изменения климата на Марсе», - сказал Спон. «Сколько тепла начал Марс? Сколько еще осталось, чтобы изгнать его вулканизм?
Ученые смоделировали внутреннюю часть Марса согласно лучшим доступным данным. Но InSight HP3 и его инструмент SEIS ответят на многие вопросы и прояснят наше понимание красной планеты.
«Планеты подобны двигателю, приводимому в движение теплом, который перемещает их внутренние части», - сказал Смрекар. «С HP3 мы впервые поднимем капот двигателя Mars».
Но это больше, чем просто Марс. Речь идет о понимании того, как образуются все каменистые планеты. Это включает в себя Марс, Землю, скалистые луны и все другие скалистые планеты в нашей Солнечной системе и в других.
Источники:
- Пресс-релиз: InSight НАСА готовится к измерению температуры на Марсе
- Пресс-релиз: InSight НАСА имеет термометр для Марса
- InSight Heat Probe
