Mars: InSight wykrywa pierwsze fale sejsmiczne po uderzeniu meteorytu

Miliony mil dalej odważny statek kosmiczny stara się zarejestrować wstrząsy szkarłatnego świata, który rozciąga się pod jego stopami, nawet gdy zbliża się koniec jego życia.

Wylądował na Marsie w 2018 roku, Pojazd do lądowania InSight NASA nie była Zaprojektowany, aby rozglądać się wokół ciebieRaczej poczuć drżenie planety, pomiar drżenia I pomóż naukowcom narysować mapę Wnętrzności naszego drogiego sąsiada. Jednak łazik nie poprzestał na tym, uchwycił również wstrząsy planety bombardowanej przez skały kosmiczne: InSight wykrył sygnatury co najmniej czterech uderzeń meteorów na Marsie, a naukowcy zidentyfikowali odpowiadające im kratery na zdjęciach wykonanych na orbicie.

„Te notatki są świetne” – mówi. Elżbieta Srebrna z Western University w Kanadzie, który bada podobne zjawiska, nie uczestnicząc w ostatnich obserwacjach NASA. „Wspaniale jest osiągnąć punkt, w którym dysponujemy technologiami wykrywania sygnatur sejsmicznych i korelacji ich z uderzeniami na inną planetę”.

Na Ziemi naukowcom udało się ustanowić to połączenie tylko raz. na Księżycu, Ponad sto efektów Sejsmometry z ery Apollo wibrują, ale żadnego z nich nie można powiązać z odpowiadającymi im kraterami. Teraz naukowcy mogą wykorzystać kosmiczne bombardowanie Marsa do ulepszenia map jego wewnętrznej struktury.

„W przypadku tych efektów dużą zaletą jest to, że znamy lokalizację źródła”, mówi Rafael Garcia, naukowiec z Wyższego Instytutu Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej w Tuluzie i główny autor artykułu opisującego efekty. Opublikowano 19 września w recenzji nauki przyrodnicze. Jedyną niewiadomą jest struktura wewnętrzna. »

Niestety, Jego panele słoneczne są pokryte kurzemLądownikowi InSight kończy się czas, a menedżerom misji trudno go zobaczyć do końca roku.

„Nasza optymistyczna, ale rozsądna prognoza przenosi nas do stycznia, ale jest bardzo prawdopodobne, że do tego czasu w atmosferze wystąpi szczyt pyłowy i nie będziemy w stanie go pokonać” Bruce Banerdtgłówny badacz misji InSight w NASA Jet Propulsion Laboratory.

Trzęsienia ziemi na Marsie

Kiedy dotarł do Marsa, InSight wylądował w najmniej interesującym miejscu na planecie zidentyfikowanym przez członków jego zespołu: Elysium Planitia, płaskiej, piaszczystej równinie na równiku.

„Bardzo się cieszę, że znaleźliśmy bezpieczne i nudne miejsce do lądowania. Dokładnie tego szukaliśmy i to właśnie obiecali mi koledzy odpowiedzialni za wybór miejsca do lądowania.” Tom HoffmanKierownik Projektu InSight, Po udanym lądowaniu. „Nie obiecali mi ani piasku, ani skały. Ale jest jeszcze jeden, powiem im o tym kilka słów”.

W przeciwieństwie do swoich odpowiedników zainteresowanych najbardziej niesamowitym terenem Marsa, takim jak masywne wulkany, kaniony czy polarne czapy lodowe, misją InSight było zajrzenie pod powierzchnię. W celu jego realizacji otaczające środowisko musi być wolne od rozpraszaczy, z wystarczającym oświetleniem do działania jego urządzeń. Wkrótce po wylądowaniu InSight ujawnił swoje panele słoneczne i opublikował sejsmometr, który jest bardzo czuły do ​​monitorowania wstrząsów planety. Podczas tych wstrząsów fale sejsmiczne odbijają się i przechodzą przez wewnętrzną strukturę planety. Fale te przekazują informacje o materiałach i granicach, które zostały przekroczone podczas ich podróży, ponieważ naukowcy zebrali wiele cennych szczegółów do mapowania skorupy, płaszcza i płaszcza. Dziwnie duży rdzeń Marsa.

W ciągu prawie czterech ziemskich lat InSight zmierzył ponad 1300 trzęsień ziemi. Przez większość misji intensywność trzęsień ziemi na Marsie była raczej słaba, ale w ciągu ostatniego roku planetą wstrząsnęła garstka większych trzęsień ziemi. Najsilniejsze trzęsienie ziemi o sile 5 Stało się w majua Zjawisko, na które naukowcy z niecierpliwością wyczekiwali. Teraz, gdy moc statku kosmicznego maleje z dnia na dzień, urzędnicy misji zgadzają się co do jednego: InSight wiódł dobre życie. Z wyjątkiem małego zaczepu, sondy termicznej Nie można utonąć w glebie Marsa Zgodnie z oczekiwaniami wyprawa osiągnęła swoje cele.

„Po raz pierwszy udało nam się podkreślić wewnętrzną strukturę Marsa, a nie rozmazany obraz oparty na analogii z Ziemią lub Księżycem” – wyjaśnia Bannerdt. „Mamy teraz solidną wiedzę na temat Marsa. Nie mówię, że wiemy wszystko Co dzieje się w środku, ale znamy podstawowe składniki planety. »

efekty sekwencyjne

Oprócz rozszyfrowania wewnętrznych mechanizmów planety naukowcy chcieli również zmierzyć tempo bombardowania Marsa, częstotliwość, z jaką ciała niebieskie zderzają się z planetą. Przez pierwsze dwa lata misji zespół nie wykrył żadnego efektu.

Później okazało się, że spośród 1300 trzęsień ziemi wykrytych przez InSight niektóre były wynikiem meteorów wystarczająco dużych, by uformować krater. Trzy z tych skutków miały miejsce w ciągu sześciu miesięcy w 2021 r.: 18 lutego, 31 sierpnia i 5 września. Wcześniejsze uderzenie, które miało miejsce w maju 2020 roku, miało miejsce za 11-metrowym kraterem, który odkryłem Marsjański pojazd rozpoznawczy Który obserwuje planetę od 2006 roku. Rozpoznawanie odcisków palców w danych jest nowsze.

Garcia i współpracownicy określili efekty w oparciu o charakterystyczne fale dźwiękowe generowane przez meteoryty płonące w atmosferze podczas schodzenia na powierzchnię. W nocy na Marsie te sygnały akustyczne mogą przebyć kilkaset kilometrów przez schłodzoną dolną warstwę atmosfery. Łącząc te informacje z falami sejsmicznymi z kolizji, naukowcy mogą określić trajektorię obiektu i lokalizację uderzenia.

Kiedy wszystkie trzy uderzenia miały miejsce w 2021 roku, Garcia powiedział, że fale dźwiękowe były tak potężne, że jego zespół zastanawiał się, czy są prawdziwe. Tak już było. A kiedy Mars Reconnaissance Orbiter wykonał zdjęcia potencjalnych miejsc uderzenia, odkrył nowo powstałe kratery. Następnie naukowcy przyjrzeli się danym i odkryli sygnaturę akustyczną zdarzenia, które miało miejsce w 2020 roku.

„Nie było wątpliwości, że te zjawiska sejsmiczne zostały spowodowane przez zdarzenia tworzące kratery” – powiedział Bannerdt.

Kratery mają średnicę od 4 do 8 metrów i są dziełem ciał tak małych, że prawdopodobnie znikną, gdy przejdą przez najgęstszą i ochronną atmosferę Ziemi. Tworząc ostateczne powiązanie między sygnałem sejsmicznym a kraterem na innej planecie, naukowcy mogą badać energetyczne mechanizmy zderzeń. Szacowany wskaźnik bombardowania jest zgodny z oczekiwaniami, chociaż zespół nie jest w stanie wyjaśnić tak bliskiej czasowej bliskości ostatnich trzech zderzeń ani braku uderzenia w ciągu pierwszych dwóch lat misji.

„Tak naprawdę nie wiemy, dlaczego” — przyznaje Banerdt. „To bardzo tajemnicze”.

ostatnie tchnienie

Teraz, cztery lata po zbadaniu powierzchni Marsa, misja InSight dobiega końca. Los statku jest w rękach wiatrów, które wzburzają fioletowy piasek na czerwonej planecie, czasami wywołując demony pyłu i burze o planetarnych proporcjach. Już gruba warstwa piasku pokrywa panele słoneczne sondy, blokując światło słoneczne, które zasila sondę i jej instrumenty. W maju, z powodu strat energii, urzędnicy misji oszacowali, że sejsmometr InSight może działać do późnego lata, w zależności od lokalnej pogody.

„Na Marsie trwa sezon burz piaskowych, bardzo trudny okres” – powiedział Bannerdt. National Geographic w samą porę. „Nawet jeśli burza nie wpłynęła bezpośrednio na InSight, rozprzestrzenia się ona po całej planecie i może uwalniać pył do atmosfery, co może wpłynąć na ilość otrzymywanej przez nas energii słonecznej”.

Kontynuował: „Jednak byliśmy bardzo dobrzy w znajdowaniu czterolistnej koniczyny”.

Od maja Mars jest bardziej pobłażliwy w stosunku do naszego lądownika.

„Ilość pyłu pozostała dość stabilna – nawet nieznacznie spadła – a nasza siła znacznie wzrosła w ciągu ostatniego miesiąca”, mówi nam Bannerdt. Jednak wszystkie nasze dane historyczne wskazują, że ilość pyłu w atmosferze znacznie wzrośnie w ciągu najbliższych kilku tygodni. »

Przy odrobinie szczęścia InSight może kontynuować pomiary pulsu planety do końca roku, a nawet do początku przyszłego roku. Przy odrobinie szczęścia demon pyłu może przelecieć nad gniazdem sondy w samym środku Elysium Planitia i wyczyścić jego panele słoneczne, aby umożliwić mu wchłonięcie jak największej ilości światła.

Dlaczego nie ? W końcu Mars to zmienny świat, planeta pełna obietnic i niebezpieczeństw. To świat, który zwabił naukowców widmem życia, jednocześnie udaremniając próby jego odkrycia, świat zbyt blisko Ziemi i wrogi życiu, jakie znamy.

Świat, w którym pod czarującym błękitem zachodu słońca nawet roboty nie mają życia wiecznego.

Artykuł pierwotnie ukazał się na nationalgeographic.com w języku angielskim.