Rodzina robotów kosmicznych marsjańskich powiększyła się w poniedziałek, 26 listopada, po tym, jak misja NASA InSight dokonała dramatycznego wejścia w atmosferę czerwonej planety i zatrzymała idealne lądowanie na płaskiej równinie w pobliżu równika.
Po prawie siedmiu miesiącach przelotu przez przestrzeń międzyplanetarną i pokonaniu ponad 300 milionów mil (483 milionów kilometrów) wewnątrz ochronnej powłoki aerozolowej, robotyczna misja o wartości 850 milionów dolarów weszła w delikatną górną atmosferę niczym pędząca kula. Był chroniony przez osłonę termiczną, która gwałtownie wzrosła do temperatury prawie 3000 stopni Fahrenheita (1649 stopni Celsjusza) - podgrzanej przez ekstremalne tarcie między gazami atmosferycznymi a najeżdżającym statkiem kosmicznym.
Przytulny w skorupie ochronnej lądownik przygotowywał się do kolejnego etapu zejścia na Marsa: otwarcia spadochronu z hiperprędkością, który spowolnił robota, zanim wybuchowe pociski wyrzuciły zużyte pole. Następnie, szybko lądownik oderwał się od skorupy aerodynamicznej i spadł - w swobodnym spadku na kilka sekund - zanim jego retrorockets wystrzelił, a pokładowy radar skierował lądownik na ziemię w tempie tylko 5 mil na godzinę (8 kilometrów na godzinę). godzina).
Dokładnie o 11:52:59 czasu PST (14:52:59 czasu wschodniego) trzy nogi InSight wbiły się w zakurzoną powierzchnię Elysium Planitia - jej nowego „wiecznego domu” w pobliżu równika Marsa i na północ od łazika Marsa Curiosity , który obecnie bada krater Wichury.
„Uderzyliśmy w marsjańską atmosferę z prędkością 12 300 mil na godzinę, a cała sekwencja lądowania na powierzchni zajęła tylko sześć i pół minuty” - powiedział Tom Hoffman, kierownik projektu InSight w Jet Propulsion Laboratory, podczas post- lądowanie konferencji prasowej. „W tym krótkim okresie czasu InSight musiał samodzielnie wykonywać dziesiątki operacji i wykonywać je bezbłędnie, a według wszelkich wskazań dokładnie to robił nasz statek kosmiczny”.
Chociaż lądownik sam dokonał ognistego ponownego wejścia na pokład, miał niewielką pomoc ze strony dwóch małych sześcianów, które latały w tandemie z misją podczas jej fazy rejsu.
Aby komunikować się z Ziemią, marsjańskie misje powierzchniowe wykorzystują satelity na orbicie (takie jak orbiter Mars Odyssey NASA) do przekazywania danych w przestrzeni międzyplanetarnej. Ale w czasie lądowania InSight żadne orbitery nie latały nad głową, aby przekazywać cenne dane płynące z wejścia, zejścia i lądowania misji (EDL). Przewidując ten problem, para kostek, zwana Mars Cube One (lub MarCO-A i MarCO-B), wystartowała z InSight, aby obserwować lądownik, gdy wszedł w atmosferę Marsa, aby przesłać dane telemetryczne EDL z powrotem na Ziemię w prawie rzeczywistym czas.
Chociaż kostki MarCO nie były niezbędne do przetrwania misji, dostarczyły NASA nieocenionych obserwacji EDL InSight - jednocześnie ograniczając bolesne oczekiwanie na wieści o udanym lądowaniu. Byli również w stanie robić zdjęcia w czasie ich pobytu w kosmosie, ostatnie znajdowało się z odległości prawie 5000 mil (8000 kilometrów) od Marsa, gdy InSight zbliżał się do marsjańskiej atmosfery.
„MarCO to demonstracja technologii i jako dodatkowy ładunek w misji, naszym głównym celem jest nie uszkadzanie podstawowego ładunku” - powiedział Brian Clement, inżynier MarCO w JPL. „Działanie jako przekaźnik komunikacyjny podczas EDL jest dowodem tej koncepcji”. Teraz, gdy ta koncepcja została sprawdzona, Clement dodał, że przyszłe misje robotów mogą być inspiracją do wykorzystania kostek w ten sposób.
Zejście głębiej pod ziemię
InSight to ósma misja, która z powodzeniem wylądowała na Marsie, ale nie jest tak zainteresowana badaniem powierzchni planety ani atmosfery; stacjonarny lądownik jest zaprojektowany tak, aby zaglądać głęboko pod ziemię, aby zrozumieć, z czego zbudowane jest jego wnętrze i jak planeta wyewoluowała, by stać się zimnym, suchym miejscem, jakim jest dzisiaj. Badając ewolucję Marsa, możemy również dowiedzieć się trochę o tym, jak powstała Ziemia - nasza planeta żyje dzięki aktywności tektonicznej, która nieustannie wymazuje dowody na przeszłość naszej planety, podczas gdy Mars nie ma tektoniki i dlatego chętniej rezygnuje z jej tajniki.
Kluczem do misji InSight są trzy podstawowe eksperymenty. W nadchodzących tygodniach kontrolerzy misji będą wysyłać polecenia do lądownika, aby użyć ramienia robota, aby chwycić dwa instrumenty z jego górnego pokładu - eksperyment sejsmiczny dla struktury wewnętrznej lub SEIS, eksperyment i pakiet przepływu ciepła i właściwości fizycznych lub eksperyment HP3 . Raz w ręce, SEIS i HP3 zostaną opuszczone na powierzchnię tuż przed lądownikiem.
Sejsmometr będzie próbował wykryć niezwykle słabe fale sejsmiczne przemieszczające się we wnętrzu planety. Fale te, wyzwalane przez „trzęsienia marsjańskie” i uderzenia meteorytów, mogą być wykorzystane do ujawnienia zmian w składzie podczas odbijania się wewnątrz Marsa. Nigdy wcześniej nie widzieliśmy podpowierzchni Marsa, ale teraz mamy misję, która ma wykonać trójwymiarowe „ultradźwięki” jego wnętrza, ujawniając niektóre z najgłębszych tajemnic Marsa, powiedzieli naukowcy.
Sonda przepływu ciepła będzie powoli wierciła się pod ziemią na głębokość do 16 stóp (5 metrów). Znajdując się pod powierzchnią, sonda (trafnie nazywana „kretem”) będzie mierzyć, ile ciepła rozchodzi się przez skorupę z płaszcza planety. Wszystkie planety powoli uwalniają ciepło od momentu powstania, a ilość ciepła jest bezpośrednio związana z tym, z czego zbudowana jest planeta. Jedna z tajemnic otaczających wnętrze Marsa skupia się na typie asteroid, które nagromadziły się ponad 4 miliardy lat temu, tworząc masę planety, którą widzimy dzisiaj. Według Suzanne Smrekar, zastępcy głównego badacza InSight, sonda HP3 wypełni ważną lukę w naszym zrozumieniu ewolucji Marsa.
„Mamy wszystkie te modele ewolucji termicznej planet, ale mamy bardzo mało możliwości ich zweryfikowania” - wyjaśniła. „To bardzo ważne, aby zrozumieć wszystko, co dzieje się na powierzchni i co dzieje się teraz z wnętrzem Marsa”.
Mierząc przepływ ciepła w tym jednym miejscu, argumentował Smrekar, planetolodzy mogą ekstrapolować tę liczbę na resztę planety, ostatecznie ujawniając, jakie są prymitywne elementy budulcowe planety.
Wreszcie, z niewielką pomocą pokładowego radia InSight w paśmie X, naukowcy zajmujący się misją będą również w stanie zmierzyć „chybotanie” Marsa - pomiar, który uzupełnia badania naukowe SEIS i HP3. Planują wysyłać sygnały radiowe z Ziemi Głębokiej Sieci Kosmicznej (DSN), która jest używana do komunikowania się z naszymi robotami w całym Układzie Słonecznym, a następnie mierzyć przesunięcie Dopplera zwróconego sygnału radiowego w trakcie dwu- rok podstawowa misja. Sygnał ten można następnie wykorzystać do zmierzenia szybkości ruchu lądownika względem Ziemi, a tym samym ujawni, jak bardzo cała planeta kołysze się wokół własnej osi. Ilość chybotania planet zależy od rozmiaru i składu jądra Marsa, kolejnego elementu marsjańskiej układanki, którego jeszcze nie znamy.
InSight może być nieruchomym lądownikiem (w przeciwieństwie do jego wędrującego sześciokołowego kuzyna Curiosity), ale nie wpłynie to na zakres nauki, którą misja ma nadzieję osiągnąć. Jedno zgrabne badanie, które mogłoby wykorzystać unikalne metody gromadzenia danych przez lądownik, koncentruje się na zjawisku atmosferycznym, które jest bardzo powszechne na Czerwonej Planecie: diabłach pyłowych. Chociaż na Ziemi są one zwykle dość małe, marsjańskie diabły pyłowe są królem, czasami wznosząc się na wiele kilometrów w atmosferę - i mogą powodować niezły huk.
„Kilka osób z naszego zespołu naukowego prowadziło szereg badań nad pyłowymi diabłami na pustyni Mojave” - powiedział Bruce Banerdt, główny badacz InSight w JPL. Korzystając z systemu sejsmometrów, czujników wiatru i czujników ciśnienia, zespół postanowił sprawdzić, jaki rodzaj sygnału może zmierzyć InSight, gdyby diabeł pyłowy Marsa przeszedł przez miejsce lądowania lądownika.
„Właściwie możemy obserwować spadek ciśnienia, to jest jak mini huragan, ciśnienie w środku pyłowego diabła jest bardzo niskie w porównaniu z ciśnieniem otoczenia” - zauważył Banerdt. „Tak więc, w miarę upływu czasu, nawet jeśli nie przechodzi bezpośrednio nad lądownikiem, możemy zobaczyć sygnaturę ciśnienia, a to ciśnienie lekko podnosi ziemię, a sejsmometr może wykryć niewielkie nachylenie ziemi, gdy diabeł mija ”.
Mając te informacje w ręku, Banerdt jest przekonany, że będą w stanie nie tylko wykryć te pyłowe diabły wirujące nad InSight, ale także rozszyfrować ich rozmiar i kierunek podróży, jednocześnie poznając elastyczność gleby. pod sejsmometrem.
Teraz, gdy InSight wylądował na Marsie, a nawet zwrócił swoje pierwsze zdjęcia równiny „parkingu”, naukowcy z niecierpliwością czekają na tajemnice Marsa, które mają nadzieję wyjaśnić ich misja. Kto wie, po drodze możemy się trochę dowiedzieć o pochodzeniu naszej planety.
Teraz to ma sens
Czy wiesz, co oznacza InSight? Eksploracja wnętrz z wykorzystaniem badań sejsmicznych, geodezji i transportu ciepła. Tak, zostańmy w skrócie przy InSight.
