Al decenia, aardbewoners hebben ruimtevaartuigen naar Mars gestuurd om het stoffige oppervlak en de dunne atmosfeer van de planeet te bestuderen. Nu stuurt NASA een lander naar de rode planeet om diep in zijn hart te kijken.

Al op zaterdagochtend, NASA's InSight zal opstijgen vanaf de Vandenberg Air Force Base in Californië. Na een reis van bijna zeven maanden, het zal beginnen met het onderzoeken van het diepe binnenste van een nabije wereld die ooit veel meer op de onze leek.

De interieurverkenning met behulp van seismisch onderzoek, Geodesie en warmtetransport missie heeft tot doel de verborgen warmtestroom van de planeet te begrijpen, zijn seismische activiteit en de aard van zijn kern. Dit alles zou wetenschappers kunnen helpen om zich te verdiepen in de geschiedenis en evolutie van onze planetaire buur.

"Hoewel we veel missies naar Mars hebben gehad - orbiters en ook landers en rovers die op het oppervlak rondkruipen - hebben we nooit een missie gehad die was gewijd aan het kijken in Mars, " zei Gerard Schubert, een geofysicus en planetair fysicus aan de UCLA die niet betrokken is bij de missie. "InSight is echt uniek in het onderzoeken van de interne structuur en samenstelling van de terrestrische planeten. Er is nog nooit zo een geweest."

NASA heeft eerder seismometers naar Mars gestuurd, aan boord van de twee Viking-landers die in 1976 landden. Maar die werkten niet zoals gepland - het instrument op Viking 1 faalde, en die op Viking 2 werd overweldigd door trillingen van de Marswinden. (De laatste keer dat NASA-seismometers met succes buiten de aarde werden ingezet, was tijdens de Apollo-missies naar de maan.)

Bruce Banerdt herinnert zich die Viking-mislukkingen maar al te goed. Een afgestudeerde student in de geologische wetenschappen op het moment, hij voelde een steek van ontzetting toen duidelijk werd dat de sensoren niet veel zouden produceren, indien van toepassing, seismologische gegevens.

Nu is Banerdt geofysicus bij het Jet Propulsion Laboratory in La Canada Flintridge en hoofdonderzoeker voor InSight. Met een nieuwe generatie Marsseismometers klaar voor lancering, "Ik kan 's nachts zelfs bijna niet slapen, Ik ben zo verheugd, "zei hij. "Het is zo'n lange weg geweest."

Rovers, landers en ruimtevaartuigen in een baan om de aarde hebben sporen gevonden van meren, rivieren, vulkanen en levensvriendelijke chemische combinaties op Mars. Met seismologie kunnen wetenschappers een glimp opvangen van de interne machinaties die tot deze kenmerken hebben geleid.

"Met seismologie, we kunnen in principe een 3D-kaart van de binnenkant van de planeet samenstellen, " zei Banerdt. "Vanaf dat kunnen we beginnen te begrijpen hoe de planeet werd gevormd, hoe het werkt."

Miljarden jaren geleden, wetenschappers denken, Mars leek veel meer op de aarde:het had watermeren en misschien zelfs een ondiepe oceaan onder gezwollen wolken die in een dikke atmosfeer dreven. Tests uitgevoerd door de Curiosity rover hebben aangetoond dat er in theorie in een omgeving als deze microbieel leven had kunnen bestaan.

Toen koelde het binnenste van de planeet af en verloor Mars het grootste deel van zijn atmosfeer. Zonder het, het water verdampte en het oppervlak werd roestig, stoffige uitgestrektheid die we vandaag zien.

Door de interne dynamiek van Mars te bestuderen, kunnen wetenschappers leren waarom het evolueerde zoals het evolueerde. zei Banerdt.

Bijvoorbeeld, De aarde heeft een beschermend magnetisch veld dat voorkomt dat onze atmosfeer wordt weggestript door de zonnewind en kosmische straling. Dat veld wordt aangedreven door de beweging van gesmolten metaal in de kern van de aarde.

Mars lijkt zijn magnetische schild al vroeg in zijn geschiedenis te hebben verloren, en de atmosfeer van de planeet is tegenwoordig ongeveer 100 keer dunner dan die van de aarde. Het bestuderen van de kern van Mars zou onderzoekers kunnen helpen begrijpen waarom het lot van Mars afweek van het onze.

Op een rotsachtige planeet als Mars, de warmte die uit de kern komt, wordt geproduceerd door radioactieve elementen, zei Sue Smrekar, een JPL-geofysicus en plaatsvervangend hoofdonderzoeker van InSight. Die hitte zou vulkanen op Mars en andere geofysische reacties hebben aangestuurd, uiteindelijk produceren van de atmosfeer van de planeet en op zijn minst een deel van het vloeibare water.

Weten dingen zoals waar de sfeer vandaan kwam, wat erin zat en hoe lang het duurde, zou wetenschappers kunnen helpen inschatten hoe lang Mars levensvriendelijke omgevingen herbergde. En als we de concentraties van radiogene elementen in Mars kennen, kunnen wetenschappers erachter komen hoeveel energie er beschikbaar was om al deze activiteit van brandstof te voorzien. zei Smrekar.

"Dat helpt ons de oorspronkelijke bouwstenen van de planeet beter te begrijpen, " ze zei.

Zodra InSight eind november op Mars landt, het zal fungeren als een arts met zonnepanelen, met behulp van de drie belangrijkste instrumenten om de temperatuur van de planeet te meten, controleer zijn reflexen en voer een echo uit.

Het vaartuig zal een seismometer op het oppervlak van de planeet plaatsen en deze vervolgens afdekken met een beschermend schild om de wind en thermische "ruis" op het oppervlak te dempen. Deze seismometer zal luisteren naar marsbevingen - de Mars-versie van aardbevingen - evenals meteorietinslagen.

Beide produceren seismische golven die op verschillende manieren veranderen als ze door de materiaallagen van de planeet gaan. Hoe verder weg deze verstoringen ontstaan, hoe beter, omdat de golven door meer materiaal zullen gaan voordat ze de seismometer bereiken. Het bestuderen van de subtiele wijzigingen aan die golven zal een duidelijker beeld van de inhoud van de planeet onthullen.

InSight zal ook een warmtestroomsonde inzetten om een ​​beter beeld te krijgen van de interne temperatuur van de planeet, het ongeveer 16 voet diep hameren om de invloed van de dag-nachtschommelingen op het oppervlak te vermijden. De veranderingen die het detecteert, moeten wetenschappers helpen bepalen hoe heet het interieur van Mars is.

Eindelijk, het ruimtevaartuig zal de verschuiving in radiosignalen tussen het en de aarde meten om te zien hoeveel de noordpool van Mars wiebelt terwijl de planeet rond de zon draait. De grootte en frequentie van die wiebelen zouden hints kunnen geven over de diameter en dichtheid van de kern van de planeet.

Terwijl wetenschappers weloverwogen gissingen hebben gemaakt over hoe het interieur van Mars eruitziet, ze weten nog steeds niet zeker wat ze zullen vinden, zei Sean Salomo, een seismoloog en planetair wetenschapper aan de Columbia University die de hoofdonderzoeker was van NASA's MESSENGER-missie in 2011 naar Mercurius.

"Veel van wat we begrijpen over seismische gegevens van de aarde is misschien niet van toepassing wanneer we naar een ander planetair lichaam gaan, " zei Salomo, die niet betrokken is bij InSight.

Dat is een goed ding, wetenschappers zeggen.

Elk van de rotsachtige planeten in ons zonnestelsel - in het bijzonder Venus, Aarde en Mars - zijn gemaakt van ongeveer hetzelfde materiaal en gevormd in ongeveer dezelfde zonneomgeving. Maar subtiele verschillen in factoren zoals hun grootte, samenstelling en afstand tot de zon leidden ertoe dat elke planeet er heel anders uitzag dan zijn buren.

Op die manier, elk dient als een afzonderlijke run van een natuurlijk experiment dat ons kan leren over planeten in het algemeen, zei Salomo.

"Op een dag zullen we ruimtevaartuigen naar de dichtstbijzijnde ster met planeten sturen, maar in de tussentijd zijn we beperkt tot wat astronomische waarnemingen kunnen worden gedaan, "zei hij. "Dus hoe dieper we onze buren in het zonnestelsel begrijpen, hoe beter we ons zullen bevinden om te interpreteren wat we kunnen meten van exoplaneten."

© 2018 Los Angeles Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.