science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's InSight zal Marsbevingen onderzoeken,

Temperatuur en wiebelen om de oorsprong te begrijpen Het concept van deze kunstenaar toont de InSight-lander van NASA nadat deze zijn instrumenten op het oppervlak van Mars heeft ingezet. InSight landde met succes op onze planetaire buur op 26 november, 2018, het uitvoeren van een perfecte landing. NASA/JPL-Caltech

De Mars-ruimterobotfamilie kreeg maandag een nieuwe aanwinst, 26 november, nadat NASA's InSight-missie een dramatische entree maakte in de atmosfeer van de rode planeet en een perfecte landing maakte op een vlakke vlakte nabij de evenaar.

Na bijna zeven maanden door de interplanetaire ruimte te hebben gereisd en meer dan 300 miljoen mijl (483 miljoen kilometer) in zijn beschermende aeroshell, de robotmissie van $ 850 miljoen drong als een snelheidskogel de piekerige bovenste atmosfeer binnen. Het werd beschermd door zijn hitteschild, die omhoogschoot tot temperaturen van bijna 3, 000 graden Fahrenheit (1, 649 graden Celsius) - verwarmd door de extreme wrijving tussen atmosferische gassen en binnenvallende ruimtevaartuigen.

Gezellig in zijn beschermende omhulsel, de lander bereidde zich voor op de volgende stap van zijn afdaling naar Mars:het inzetten van zijn hypervelocity-parachute, die de robot vertraagde voordat explosieve bouten het gebruikte hitteschild overboord gooiden. Vervolgens, snel, de lander sneed los van zijn aeroshell en viel - in vrije val voor een paar seconden - voordat zijn retroraketten afvuurden, met zijn ingebouwde radar die de lander naar de grond leidt met een voetganger van slechts 8 kilometer per uur.

Een illustratie van InSight, ogenblikken van de landing. NASA/JPL-Caltech

Om precies 11:52:59 uur PST (14:52:59 uur EST), De drie poten van InSight plantten zichzelf in het stoffige oppervlak van Elysium Planitia - zijn nieuwe "voor altijd thuis" nabij de Mars-evenaar en ten noorden van NASA's Marsrover Curiosity, die momenteel Gale Crater verkent.

"We bereikten de atmosfeer van Mars om 12 uur, 300 mijl per uur, en de hele sequentie om het oppervlak aan te raken duurde slechts zes en een halve minuut, " zei Tom Hofman, InSight-projectmanager bij Jet Propulsion Laboratory, tijdens een persconferentie na de landing. "In die korte tijd InSight moest tientallen handelingen autonoom en feilloos uitvoeren, en volgens alle aanwijzingen is dat precies wat ons ruimtevaartuig deed."

Hoewel de lander zelf de vurige terugkeer tot stand bracht, het had een beetje hulp van twee kleine kubussen die tijdens de cruise-fase samen met de missie vlogen.

Om met de aarde te communiceren, Mars-oppervlakmissies gebruiken satellieten in een baan om de aarde (zoals NASA's Mars Odyssey-orbiter) om gegevens door de interplanetaire ruimte te sturen. Maar op het moment van de landing van InSight, er vlogen geen orbiters over om de waardevolle gegevens door te geven die vanaf de missie binnenkwamen, afdaling en landing (EDL). Anticiperend op dit probleem, een paar kubussen, genaamd Mars Cube One (of MarCO-A en MarCO-B), gelanceerd met InSight om over de lander te waken toen deze de atmosfeer van Mars binnenging om de EDL-telemetriegegevens in bijna realtime terug naar de aarde te sturen.

Hoewel de MarCO-kubussen niet essentieel waren voor het voortbestaan ​​van de missie, ze voorzagen NASA van onschatbare observaties van InSight's EDL - terwijl ze het pijnlijke wachten op nieuws over een succesvolle landing beperkten. Ze waren ook in staat om foto's te maken tijdens hun tijd in de ruimte, de laatste was van bijna 5, 000 mijl (8, 000 kilometer) van Mars, net toen InSight de atmosfeer van Mars naderde.

MarCO-B, een van de twee cubesats die de inzending moeten bekijken, afdaling en landing van het InSight-ruimtevaartuig, nam deze foto van Mars op 26 november, 2018, de dag dat het ruimtevaartuig succesvol landde. NASA/JPL-Caltech

"MarCO is een technologiedemonstratie en, als secundaire lading op de missie, ons primaire doel is om de primaire lading niet te schaden, " zei Brian Clemens, MarCO engineer bij JPL. "Optreden als communicatierelais tijdens EDL is een bewijs van dit concept." Nu dit concept is bewezen, Clement voegde eraan toe dat toekomstige robotmissies kunnen worden geïnspireerd om Cubesats op deze manier te gebruiken.

Dieper ondergronds gaan

InSight is de achtste missie die succesvol op Mars landt, maar het is niet zo geïnteresseerd in het bestuderen van het oppervlak of de atmosfeer van de planeet; de stationaire lander is ontworpen om diep onder de grond te kijken om te begrijpen waar het interieur van is gemaakt en hoe de planeet evolueerde naar de kou, droge plaats is het vandaag. Door de evolutie van Mars te bestuderen, we kunnen ook een beetje leren over hoe de aarde is ontstaan ​​- onze planeet leeft met tektonische activiteit die voortdurend het bewijs van het verleden van onze planeet uitwist, terwijl Mars geen tektoniek heeft en daarom meer bereid is zijn geheimen prijs te geven.

Sleutel tot de missie van InSight zijn drie primaire experimenten. De komende weken, missiecontrollers zullen commando's naar de lander sturen om zijn robotarm te gebruiken om twee instrumenten van het bovendek te pakken - het Seismic Experiment for Interior Structure, of SEIS, experiment en Heat Flow en Physical Properties Package, of HP3, experiment. Eenmaal in de hand, SEIS en HP3 zullen vlak voor de lander op het oppervlak worden neergelaten.

De seismometer zal proberen extreem zwakke seismische golven te detecteren die door het binnenste van de planeet reizen. Getriggerd door "marsbevingen" en meteorietinslagen, deze golven kunnen worden gebruikt om veranderingen in de samenstelling te onthullen terwijl ze rondkaatsen in Mars. Nooit eerder hebben we een glimp opgevangen van de ondergrond van Mars, maar nu hebben we een missie die een 3D "echografie" van het interieur gaat maken, het onthullen van enkele van de diepste geheimen van Mars, missie wetenschappers gezegd.

De warmtestroomsonde boort langzaam zijn weg ondergronds tot een diepte van maximaal 5 meter. Eenmaal onder de oppervlakte, de sonde (met de toepasselijke bijnaam "de mol") zal meten hoeveel warmte zich door de korst voortplant vanuit de mantel van de planeet. Alle planeten geven langzaam warmte af sinds ze gevormd zijn, en de hoeveelheid warmte is direct gerelateerd aan waar de planeet van gemaakt is. Een mysterie rond het binnenste van Mars richt zich op het type asteroïden dat meer dan 4 miljard jaar geleden is samengesmolten om de massa van de planeet te vormen die we vandaag zien. Volgens Suzanne Smrekar, InSight's plaatsvervangend hoofdonderzoeker, de HP3-sonde zal een belangrijke leemte opvullen in ons begrip van hoe Mars evolueerde.

"We hebben al deze modellen over de thermische evolutie van planeten, maar we hebben heel weinig manier om ze te valideren, " legde ze uit. "Het is super belangrijk om alles te begrijpen wat er aan de hand is met het oppervlak en wat er nu aan de hand is met het binnenste van Mars."

Door de warmtestroom op deze ene locatie te meten, betoogde Smrekar, planetaire wetenschappers kunnen dat aantal extrapoleren voor de rest van de planeet, eindelijk onthullen wat de primitieve bouwstenen van de planeet zijn.

Het InSight-team test de robotarm van het ruimtevaartuig, doet zijn best om de omstandigheden op Mars na te bootsen in het Jet Propulsion Laboratory van NASA. NASA/JPL-Caltech

Eindelijk, met een beetje hulp van InSight's ingebouwde X-band radio, missiewetenschappers zullen ook in staat zijn om de "wobble" van Mars te meten - een meting die een aanvulling vormt op de wetenschappelijke onderzoeken van SEIS en HP3. Ze zijn van plan radiosignalen uit te zenden van het op aarde gebaseerde Deep Space Network (DSN), die wordt gebruikt om te communiceren met onze robotmissies door het hele zonnestelsel, en meet vervolgens de Doppler-verschuiving van het geretourneerde radiosignaal tijdens de tweejarige primaire missie van InSight. Dit signaal kan vervolgens worden gebruikt om te meten hoe snel de lander beweegt, ten opzichte van de aarde, en zal daarom onthullen hoeveel de hele planeet op zijn as wiebelt. De hoeveelheid planetaire wiebeling heeft betrekking op de grootte en samenstelling van de kern van Mars, een ander stukje van de Mars-puzzel dat we nog niet kennen.

InSight kan een onbeweeglijke lander zijn (in tegenstelling tot zijn rondzwervende zeswielige neef Curiosity), maar dat heeft geen invloed op de reikwijdte van de wetenschap die de missie hoopt te bereiken. Een mooie studie die de unieke gegevensverzamelingsmethoden van de lander zou kunnen gebruiken, richt zich op een atmosferisch fenomeen dat heel gewoon is op de rode planeet:stofduivels. Hoewel meestal vrij klein op aarde, Marsstofduivels zijn koning, soms stijgen ze kilometers hoog de atmosfeer in - en ze kunnen nogal wat gerommel veroorzaken.

"Verschillende mensen in ons wetenschappelijke team hebben een aantal onderzoeken gedaan naar stofduivels in de Mojave-woestijn, " zei Bruce Banerdt, InSight hoofdonderzoeker bij JPL. Met behulp van een systeem van seismometers, windsensoren en druksensoren, het team ging op zoek naar wat voor soort signaal InSight zou kunnen meten als een Mars-stofduivel door de landingsplaats van de lander veegt.

"We kunnen de drukdaling echt zien, het is als een mini-orkaan, de druk in het centrum van een stofduivel is erg laag in vergelijking met de omgevingsdruk, ' merkte Banerdt op. 'Dus, als het voorbijgaat, zelfs als het niet recht over de lander gaat, we kunnen een druksignatuur zien, en die druk trekt de grond een beetje omhoog en de seismometer kan de minuscule helling van de grond detecteren terwijl de duivel voorbijgaat."

Met die informatie in de hand, Banerdt is ervan overtuigd dat ze niet alleen deze stofduivels kunnen detecteren terwijl ze over InSight wervelen, ze zullen ook hun grootte en reisrichting kunnen ontcijferen, terwijl je ook leert over de elasticiteit van de grond onder de seismometer.

Nu InSight op Mars is geland en zelfs de eerste beelden van de "parkeerplaats"-vlakte heeft teruggestuurd, missiewetenschappers kijken uit naar de Mars-mysteries die ze hopen dat hun missie zal ophelderen. En, wie weet, we kunnen onderweg misschien iets leren over de oorsprong van onze eigen planeet.

Dat is nu logisch

Kun jij raden waar InSight voor staat? Binnenverkenning met behulp van seismisch onderzoek, geodesie en warmtetransport. Ja, laten we het even bij InSight houden.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Gebruik van DNA-extractie
  2. Wat doet een bladcel?
  3. Waarom worden we ziek?
  4. Waarom kan je jezelf niet kietelen?
  5. Waarom zijn er veel verschillende soorten tRNA-moleculen?
  6. De verschillen in broederlijke en vaderlijke tweelingen
  7. Wat zijn de voordelen van biodiversiteit?
  8. Kanker-kameleons: hoe sommige agressieve kankercellen chemotherapie “hacken”
  9. Anatomische structuren: homoloog, analoog & vestigiaal

Wetenschap