Пульс на Марсе | Наука и жизнь
NASA готовится запустить новую миссию на Марс, которая называется InSight. Задача этой миссии – собрать информацию о геологической истории и тектонической активности на нашем красном соседе.
‹
›
Точная дата запуска пока неизвестна, но первое «окно» откроется 5 мая. Ракета ATLAS-V 401 с InSight на борту взлетит с базы Vandenberg Air Force на побережье центральной Калифорнии. Вместе с аппаратом на этой ракете «прокатятся» два мини-спутника Mars Cube One – похожие аппараты активно используются на орбите Земли, но пока неясно, выдержат ли они более далёкое путешествие.
В случае успеха они будут помогать InSight передавать информацию на Землю и отслеживать посадку на Марс, выполняя функцию «чёрных ящиков». Полёт продлится около полугода – ракета должна пролететь около 485 миллионов километров. Посадка InSight на Марс запланирована на 26 ноября на Elisium Planitia, недалеко от Curiosity.
Самые близкие к Солнцу планеты Солнечной Системы похожи своим составом. Все они появились в процессе так называемой аккреции, когда крупные куски породы сталкивались вместе, налипая друг на друга как снежный ком 4.5 миллиарда лет назад. Под воздействием гравитации и энергии столкновений будущие планеты сначала расплавились, а потом начали постепенно остывать и дифференцироваться, образуя слои: кора из лёгких элементов снаружи, мантия и ядро из железа и никеля внутри.
Мы знаем довольно много о том, что находится внутри нашей планеты. Что касается Марса, то пока что нам удалось лишь «поскрести» поверхность. «Внутренности» красной планеты отличаются от Земли уже тем, что, насколько мы знаем, у Марса практически отсутствует тектоническая активность, а это значит, что его кора не изменилась со времени образования планеты. Более подробные знания о ней смогут дать информацию о том, какой должна была быть кора нашей планеты до того, как она разделилась на отдельные текстонические плиты с весьма активной динамикой.
Но как мы можем узнать такие подробности? Миссия InSight идёт по стопам предыдущих подобных аппаратов, которые летали на Марс (например, миссия Viking), но с обновлённым экспериментальным «багажом», который собирали исследователи из США, Германии, Франции, Швейцарии, Бельгии, Австрии, Канады, Польши и Великобритании.
Во-первых, с помощью сейсмометра SEIS аппарат будет наблюдать за сейсмической активностью на Марсе, можно сказать, слушать пульс планеты. Этот чрезвычайно чувствительный прибор будет собирать данные о марсотрясениях, падениях метеоритов и сейсмической активности, вызванной ветрами и пылевым бурями. Для этого он дополнительно оборудован датчиками ветра, давления, температуры и магнитного поля. Аналогично тому, как меняется звук, проходя через различные материалы, сейсмические волны изменяются по мере прохождения через различные материалы коры. Поэтому с помощью SEIS мы сможем узнать больше о её составе и структуре.
Второй прибор на борту InSight – это зонд HP3 для измерения теплового потока и физических свойств. Он пробурит 5-метровую скважину в поверхности Марса, чтобы следить за изменениями температуры под поверхностью планеты. Это первая скважина такой глубины на Марсе. Измерения определят как быстро изменяется температура с глубиной: энергия, заложенная при формировании планеты медленно покидает недра, и в зависимости от состава коры, это происходит быстро или медленно (в планетарном масштабе, конечно же). На основе данных, которые соберут SEIS и HP3, мы сможем определить, сформированы Земля и Марс из одного и того же материала, или нет.
Третий прибор называется RISE, он будет отслеживать отклонения Марса от орбиты с точностью до сантиметров. Дело в том, что каждая планета немного «колышется» по отношению к своей орбите. Причиной этому служит гравитационное воздействие других комет и космических объектов. Мы знаем, что период таких колыханий Земли составляет 18 лет, а на Марсе – всего один марсовый год (примерно 2 земных).
RISE будет регулярно обмениваться сигналами с Землёй, и зная, насколько изменилась частота принятого сигнала за счёт эффекта Допплера, можно рассчитать, насколько Марс отклонился от своей орбиты (частота сигнала зависит от скорости объекта, принимающего этот сигнал. Типичный пример эффекта Допплера: когда машина с сиреной проезжает мимо вас, частота звука меняется по мере приближения и удаления машины).
С помощью этой информации можно будет определить размер, состав и физическое состояние ядра планеты, ведь в зависимости того, жидкое оно или твёрдое, Марс должен по-разному реагировать на гравитационные «приветы» своих соседей (так же как яйцо вкрутую и яйцо всмятку будут крутиться по-разному).
В результате миссии мы должны узнать много нового о внутреннем устройстве Марса и о самом процессе формирования планет. Скорее всего, скоро нам придётся снова перепечатывать детские энциклопедии и учебники.
Фото, иллюстрации NASA