NASAs InSight-lander har endelig plassert sin varmesonde på overflaten av Mars. Varmeflyt og fysiske egenskaper (HP3) ble utplassert 12. februar, omtrent en meter unna SEIS, landerens seismometer. Snart begynner den å hamre seg inn i Marsjorda.
Hvis du begynner å bli vant til bragder som dette, husk noen få ting.
Lander er på Mars, en planet som er over 50 millioner kilometer unna, og det tar omtrent 6 måneder å reise til. Når han først var der, måtte lander gjennom en farlig landingsprosess bare for å komme intakt på overflaten. Landingsplassen ble nøye valgt, og for at denne stasjonære landeren skal gjøre sine ting, må den feste landingen.
Så kommer den harde delen.
"I løpet av noen få dager vil vi endelig banke bakken ved å bruke en del av vårt instrument vi kaller føflekken."
Tilman Spohn, HP3 Principal Investigator, German Aerospace Center.
Innsikt måtte undersøke omgivelsene nøye og bestemme seg for det perfekte stedet å plassere instrumentene sine. Etter ukers undersøkelse valgte den akkurat dette stedet for HP3. Så kommer Heat Probe, som er en bragd av prosjektering i seg selv.
"Den tingen veier mindre enn et par sko, bruker mindre strøm enn en Wi-Fi-ruter og må grave minst 3 meter på en annen planet," sa Hudson. “Det krevde så mye arbeid å få en versjon som kunne gjøre titusenvis av slagslag uten å rive seg fra hverandre; noen tidlige versjoner mislyktes før de gikk opp til 5 meter, men versjonen vi sendte til Mars har bevist sin robusthet gang på gang. "
Hele hensikten med denne bestrebelsen er å lære om den indre strukturen til Mars. Heat Probe and Physical Properties-pakken vil måle mengden varme som kommer ut fra Mars sentrum. For å gjøre det, må det hamre seg inn i planeten.
"Sonden vår er designet for å måle varme som kommer fra innsiden av Mars," sa InSight-assisterende rektoretterforsker Sue Smrekar fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California. "Derfor ønsker vi å få det under bakken. Temperaturendringer på overflaten, både fra årstider og dag-natt-syklus, kan legge til "støy" til dataene våre. "
HP3 må komme minst 3 meter under overflaten for å gjøre jobben sin, men ideelt sett vil den komme til 5 meters merke, maksimal dybde. Den delen av sonden som gjør penetrering kalles føflekken, som er 40 cm (16 tommer) lang. Føflekken stopper hver 50 cm (19 tommer) og måler jordens varmeledningsevne. Men det må vente i to dager for å kjøle seg ned før måling, for hamringen vil skape friksjon som varmer opp jorda. Den varmen ville introdusere støy i dataene.
Når det er tatt målinger, blir varmesonden deretter oppvarmet og flere målinger blir tatt for å teste den termiske ledningsevnen. Deretter gjentas hele prosessen. I så fall kan det ta to uker å komme til 3 meters dybde.
Hvis sonden støter i en stein før den kommer til 3 meter, endres hele misjonsprofilen. Hvis det er noe grunt enn 3 meter, vil det ta et år å filtrere støy fra varmeledningsevneavlesningene, fordi sonden ikke blir isolert tilstrekkelig fra overflatetemperaturer. Dette er grunnen til at det ble lagt så stor vekt på å velge et sted for sonden.
"Vi valgte det ideelle landingsstedet, uten nesten bergarter på overflaten," sa JPLs Troy Hudson, en forsker og ingeniør som hjalp til med å designe HP3. “Det gir oss grunn til å tro at det ikke er mange store steiner i undergrunnen. Men vi må vente og se hva vi vil møte under jorden. "
Andre landere har gravd seg ned på overflaten av Mars før, men InSights HP3 vil overgå dem alle. NASAs Viking 1 lander øste 22 cm ned. Phoenix-landeren, en fetter av InSight, øste 18 cm ned.
"Vi ser frem til å bryte noen poster på Mars," sa HP3 Hovedetterforsker Tilman Spohn fra det tyske luftfartssenteret (DLR), som sørget for varmesonden for InSight-oppdraget.
Men de tidligere landmennene hadde et annet oppdrag: å prøve jorda. På en måte er det urettferdig å sammenligne dem. I tillegg skal det ikke være en overraskelse at teknologien vår har avansert siden de landingene hadde dagen.
Å forstå Mars 'varme er nøkkelen til å forstå hvordan den og andre steinete planeter dannes, og hvordan overflategeologien er formet. Mars beholder varmen fra dannelsen for rundt 4 milliarder år siden, og varme produseres også ved radioaktivt forfall i dets indre.
"Det meste av planetens geologi er et resultat av oppvarming," sa Smrekar. "Vulkanutbrudd i den gamle fortiden ble drevet av strømmen av denne varmen, presset opp og konstruert de ruvende fjellene Mars er kjent for."
Måten varmen beveger seg gjennom den martiske mantelen og skorpen bestemmer overflateegenskapene. Mars er hjemsted for Olympus Mons, den høyeste vulkanen i solsystemet. På nesten 25 km høye er den nesten tre ganger høyere enn Mt. Everest. Mars er også hjemsted for Tharsus Montes, tre skjoldsvulkaner fra 14 til 18 km høye. Akkurat som vulkaner på jorden ble de skapt da magma ble tvunget gjennom sprekker i jordskorpen.
"Vi vil vite hva som drev den tidlige vulkanismen og klimaendringen på Mars," sa Spohn. “Hvor mye varme startet Mars med? Hvor mye var igjen til å drive vulkanismen? ”
Forskere har modellert det indre av Mars i henhold til de beste tilgjengelige data. Men InSights HP3, og SEIS-instrumentet, vil svare på mange spørsmål og tydeliggjøre vår forståelse av den røde planeten.
"Planeter er på en måte som en motor, drevet av varme som flytter sine indre deler rundt," sa Smrekar. "Med HP3 løfter vi panseret på Mars 'motor for første gang."
Men det handler om mer enn bare Mars. Det handler om å forstå hvordan alle steinete planeter dannes. Det inkluderer Mars, Jorden, steinete måner og alle andre steinete planeter i vårt solsystem og i andre.
Kilder:
- Pressemelding: NASAs InSight forbereder seg på å ta Mars 'temperatur
- Pressemelding: NASAs InSight Har et termometer for Mars
- InSight Heat Probe
