Vanaf volgend jaar, wetenschappers zullen hun eerste blik diep onder het oppervlak van Mars krijgen.

Dat is wanneer NASA de eerste robotlander zal sturen die gewijd is aan het verkennen van de ondergrond van de planeet. In zicht, wat staat voor Interior Exploration using Seismic Investigations, zal marsbevingen bestuderen om meer te weten te komen over de korst van Mars, mantel en kern.

Dit kan helpen bij het beantwoorden van een grote vraag:hoe worden planeten geboren?

Seismologie, de studie van aardbevingen, heeft al enkele van de antwoorden hier op aarde onthuld, zei Bruce Banerdt, hoofdonderzoeker Insight bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. Maar de aarde is al miljarden jaren bezig met het karnen van haar geologische record, zijn oudste geschiedenis verbergen. Mars, half zo groot als de aarde, karnen veel minder:het is een fossiele planeet, het bewaren van de geschiedenis van zijn vroege geboorte.

"Tijdens de vorming deze bal van karakterloze rots veranderde in een diverse en fascinerende planeet, bijna als een rups tot een vlinder, Banerdt zei. "We willen seismologie gebruiken om te leren waarom Mars gevormd is zoals het deed, en hoe planeten in het algemeen vorm krijgen."

Een planetaire CT-scan

Als stenen barsten of verschuiven, ze geven seismische golven af ​​die door een planeet stuiteren. Deze golven, beter bekend als aardbevingen, reizen met verschillende snelheden, afhankelijk van het geologische materiaal waar ze doorheen reizen.

Seismometers, zoals het SEIS-instrument van InSight, meet de maat, frequentie en snelheid van deze bevingen, wetenschappers een momentopname bieden van het materiaal waar ze doorheen gaan.

"Een seismometer is als een camera die een beeld maakt van het binnenste van een planeet, ' zei Banerdt. 'Het is een beetje alsof je een CT-scan van een planeet maakt.'

Het geologische record van Mars omvat lichtere rotsen en mineralen - die uit het binnenste van de planeet opstegen om de Marskorst te vormen - en zwaardere rotsen en mineralen die zonken om de mantel en kern van Mars te vormen. Door te leren over de gelaagdheid van deze materialen, wetenschappers kunnen verklaren waarom sommige rotsachtige planeten in een 'aarde' veranderen in plaats van in een 'mars' of 'venus' - een factor die essentieel is om te begrijpen waar leven in het universum kan verschijnen.

Een wazig beeld

Elke keer dat er een aardbeving op Mars plaatsvindt, het geeft InSight een "momentopname" van het binnenste van de planeet. Het InSight-team schat dat het ruimtevaartuig in de loop van de missie tussen enkele tientallen en honderden bevingen zal zien. Kleine meteorieten, die regelmatig door de dunne atmosfeer van Mars gaan, zal ook dienen als seismische "snapshots".

"Het zal in het begin een wazig beeld zijn, maar hoe meer bevingen we zien, hoe scherper het wordt, ' zei Banerdt.

Een uitdaging is om Mars volledig te bekijken met slechts één locatie. De meeste seismologie op aarde neemt metingen van meerdere stations. InSight zal de enige seismometer van de planeet hebben, wetenschappers nodig hebben om de gegevens op creatieve manieren te ontleden.

"We moeten slim worden, "Zei Banerdt. "We kunnen meten hoe verschillende golven van dezelfde aardbeving op dingen stuiteren en het station op verschillende tijdstippen raken."

Maanbevingen en Marsbevingen

InSight zal niet de eerste NASA-missie zijn die seismologie doet.

De Apollo-missies omvatten vier seismometers voor de maan. Astronauten ontploften mortiergranaten om trillingen te creëren, biedt een kijkje op ongeveer 100 meter onder het oppervlak. Ze lieten de bovenste trappen van raketten op de maan neerstorten, golven produceerden die hen in staat stelden de korst te onderzoeken. Ze ontdekten ook duizenden echte maanbevingen en meteorietinslagen.

De Viking-landers probeerden eind jaren zeventig seismologie uit te voeren op Mars. Maar die seismometers bevonden zich bovenop de landers, die in de wind zwaaide op poten die waren uitgerust met schokdempers.

"Het was een gehandicapt experiment, ' zei Banerdt. 'Ik maak grapjes dat we geen seismologie op Mars hebben gedaan - we hebben het drie voet boven Mars gedaan.'

InSight zal meer meten dan seismologie. De Doppler-verschuiving van een radiosignaal op de lander kan onthullen of de kern van de planeet nog steeds gesmolten is; een zelfgravende sonde is ontworpen om warmte van binnenuit te meten. Wind, Met druk- en temperatuursensoren kunnen wetenschappers het door het weer veroorzaakte trillingsgeluid aftrekken. Door al deze gegevens te combineren, krijgen we het meest complete beeld van Mars tot nu toe.