Το InSight lander της NASA έθεσε τελικά τον αισθητήρα θερμότητας στην επιφάνεια του Άρη. Το πακέτο θερμικής ροής και φυσικών ιδιοτήτων (HP3) αναπτύχθηκε στις 12 Φεβρουαρίου, περίπου ένα μέτρο μακριά από το SEIS, το σεισμόμετρο προσγείωσης. Σύντομα θα αρχίσει να σφυροκοπεί στο έδαφος του Άρη.
Εάν αρχίζετε να συνηθίζετε σε τέτοιες ικανότητες, λάβετε υπόψη μερικά πράγματα.
Ο εκφορτωτής βρίσκεται στον Άρη, έναν πλανήτη που απέχει πάνω από 50 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά και διαρκεί περίπου 6 μήνες για να ταξιδέψει. Μόλις έφτασε εκεί, ο εκφορτωτής έπρεπε να περάσει από μια επικίνδυνη διαδικασία προσγείωσης για να φτάσει ανέπαφα στην επιφάνεια. Ο ιστότοπος προσγείωσης επιλέχθηκε προσεκτικά και για να κάνει αυτό το στάσιμο προσγειωτής να κάνει τη δουλειά του, πρέπει να κολλήσει την προσγείωση του.
Στη συνέχεια έρχεται το δύσκολο μέρος.
"Μέσα σε λίγες μέρες, θα καταλήξουμε τελικά να χρησιμοποιήσουμε ένα μέρος του οργάνου μας που ονομάζουμε mole."
Tilman Spohn, Κύριος Ερευνητής HP3, Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο.
Το Insight έπρεπε να εξετάσει προσεκτικά το περιβάλλον του και να αποφασίσει για το ιδανικό σημείο για να τοποθετήσει τα όργανα του. Μετά από εβδομάδες εξέτασης, επέλεξε αυτό το ακριβές σημείο για την HP3. Στη συνέχεια έρχεται το Heat Probe, το οποίο είναι από μόνη της ένα μηχανικό επίτευγμα.
«Αυτό το πράγμα ζυγίζει λιγότερο από ένα ζευγάρι παπούτσια, χρησιμοποιεί λιγότερη ισχύ από ένα δρομολογητή Wi-Fi και πρέπει να σκάψει τουλάχιστον 10 πόδια [3 μέτρα] σε έναν άλλο πλανήτη», δήλωσε ο Hudson. «Χρειάστηκε τόση δουλειά για να πάρει μια έκδοση που θα μπορούσε να κάνει δεκάδες χιλιάδες σφυρί κτυπήματα χωρίς να σχιστεί. κάποιες πρώτες εκδόσεις απέτυχαν πριν φτάσουν στα 16 πόδια [5 μέτρα], αλλά η έκδοση που στείλαμε στον Άρη έχει αποδείξει την ανθεκτικότητά της ξανά και ξανά. "
Ολόκληρος ο σκοπός αυτής της προσπάθειας είναι να μάθουμε για την εσωτερική δομή του Άρη. Το πακέτο Heat Probe and Physical Properties θα μετρήσει την ποσότητα θερμότητας που βγαίνει από το κέντρο του Άρη. Για να γίνει αυτό, πρέπει να σφυρηλατήσει τον δρόμο του στον πλανήτη.
«Ο ανιχνευτής μας έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμότητας που προέρχεται από το εσωτερικό του Άρη», δήλωσε ο αναπληρωτής κύριος ανακριτής της InSight Sue Smrekar από το Jet Propulsion Laboratory της NASA στην Πασαντένα της Καλιφόρνια. «Γι 'αυτό θέλουμε να το πάμε κάτω από το έδαφος. Οι αλλαγές θερμοκρασίας στην επιφάνεια, τόσο από τις εποχές όσο και από τον κύκλο ημέρας-νύχτας, θα μπορούσαν να προσθέσουν "θόρυβο" στα δεδομένα μας. "
Το HP3 πρέπει να φτάσει τουλάχιστον 3 μέτρα κάτω από την επιφάνεια για να κάνει τη δουλειά του, αλλά ιδανικά θα φτάσει στο σημάδι των 5 μέτρων, το μέγιστο βάθος του. Το τμήμα του καθετήρα που κάνει τη διείσδυση ονομάζεται τυφλοπόντικας, μήκους 40 cm (16 ίντσες). Ο τυφλοπόντικας θα σταματά κάθε 50 cm (19 ίντσες) και θα μετρά τη θερμική αγωγιμότητα του εδάφους. Αλλά πρέπει να περιμένει δύο μέρες για να κρυώσει πριν από τη μέτρηση, γιατί το σφυρί θα δημιουργήσει τριβή που θερμαίνει το έδαφος. Αυτή η θερμότητα θα εισήγαγε θόρυβο στα δεδομένα.
Μόλις ληφθούν οι μετρήσεις, ο θερμικός ανιχνευτής θερμαίνεται στη συνέχεια και λαμβάνονται περισσότερες μετρήσεις για τη δοκιμή της θερμικής αγωγιμότητας. Στη συνέχεια επαναλαμβάνεται ολόκληρη η διαδικασία. Σε αυτό το ρυθμό, μπορεί να χρειαστούν δύο εβδομάδες για να φτάσετε στο βάθος των 3 μέτρων.
Εάν ο ανιχνευτής χτυπήσει σε ένα βράχο πριν φτάσει στα 3 μέτρα, τότε αλλάζει ολόκληρο το προφίλ της αποστολής. Εάν είναι πιο ρηχά από τα 3 μέτρα, τότε θα χρειαστεί ένας χρόνος για να φιλτράρετε τον θόρυβο από τις μετρήσεις θερμικής αγωγιμότητας, επειδή ο καθετήρας δεν θα απομονωθεί επαρκώς από τις θερμοκρασίες της επιφάνειας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δόθηκε τόσο μεγάλη προσοχή στην επιλογή ενός σημείου για την έρευνα.
«Διαλέξαμε τον ιδανικό ιστότοπο προσγείωσης, χωρίς σχεδόν καθόλου πέτρες στην επιφάνεια», δήλωσε ο Troy Hudson, επιστήμονας και μηχανικός της JPL που βοήθησε στο σχεδιασμό της HP3. «Αυτό μας δίνει λόγο να πιστεύουμε ότι δεν υπάρχουν πολλοί μεγάλοι βράχοι στην επιφάνεια. Αλλά πρέπει να περιμένουμε και να δούμε τι θα συναντήσουμε υπόγεια. "
Άλλοι εκφορτωτές έχουν σκάψει στην επιφάνεια του Άρη στο παρελθόν, αλλά το HP3 του InSight θα τα ξεπεράσει όλα. Ο εκσκαφέας Viking 1 της NASA κέρδισε 22 εκ. (8,6 ίντσες) προς τα κάτω. Ο εκφορτωτής του Φοίνιξ, ξάδερφος του InSight, έκλεισε 18 εκατοστά (7 ίντσες) προς τα κάτω.
«Ανυπομονούμε να σπάσουμε μερικά ρεκόρ στον Άρη», δήλωσε η HP3 Ο κύριος ερευνητής Tilman Spohn του Γερμανικού Κέντρου Αεροδιαστημικής (DLR), ο οποίος παρείχε τον θερμικό ανιχνευτή για την αποστολή InSight.
Αλλά οι προηγούμενοι εκφορτωτές είχαν μια διαφορετική αποστολή: να δοκιμάσουν το έδαφος. Κατά κάποιο τρόπο, είναι άδικο να τα συγκρίνουμε. Επιπλέον, δεν θα πρέπει να αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η τεχνολογία μας έχει προχωρήσει από τότε που αυτοί οι εκφορτωτές είχαν την ημέρα τους.
Η κατανόηση της θερμότητας του Άρη είναι το κλειδί για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται και άλλοι βραχώδεις πλανήτες και πώς διαμορφώνεται η γεωλογία της επιφάνειας. Ο Άρης διατηρεί τη θερμότητα από τον σχηματισμό του πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, και η θερμότητα παράγεται επίσης από ραδιενεργή διάσπαση στο εσωτερικό του.
«Το μεγαλύτερο μέρος της γεωλογίας του πλανήτη είναι αποτέλεσμα θερμότητας», δήλωσε ο Smrekar. «Οι ηφαιστειακές εκρήξεις του αρχαίου παρελθόντος βυθίστηκαν από τη ροή αυτής της θερμότητας, ανεβάζοντας προς τα πάνω και κατασκευάζοντας τα πανύψηλα βουνά.
Ο τρόπος με τον οποίο η θερμότητα κινείται μέσω του μανδύα και του φλοιού του Άρη καθορίζει τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας. Ο Άρης φιλοξενεί τον Όλυμπο Μονς, το ψηλότερο ηφαίστειο στο Ηλιακό Σύστημα. Με ύψος σχεδόν 25 km (13,6 mi), είναι σχεδόν τρεις φορές ψηλότερο από το Mt. Έβερεστ. Ο Άρης φιλοξενεί επίσης τον Tharsus Montes, τρία ηφαίστεια με ασπίδα από ύψος 14 έως 18 χλμ. Ακριβώς όπως τα ηφαίστεια στη Γη, δημιουργήθηκαν όταν το μάγμα εξαναγκάστηκε από ρωγμές στο φλοιό.
«Θέλουμε να μάθουμε τι οδήγησε τον πρώιμο ηφαιστειακό και κλιματολογικές αλλαγές στον Άρη», δήλωσε ο Σπόν. «Πόση ζέστη ξεκίνησε ο Άρης; Πόσο έμεινε για να οδηγήσει τον ηφαιστειακό του; "
Οι επιστήμονες έχουν μοντελοποιήσει το εσωτερικό του Άρη σύμφωνα με τα καλύτερα διαθέσιμα δεδομένα. Όμως, το HP3 του InSight, και το όργανο SEIS, θα απαντήσει σε πολλές ερωτήσεις και θα διευκρινίσει την κατανόησή μας για τον κόκκινο πλανήτη.
«Οι πλανήτες μοιάζουν με κινητήρα, που οδηγείται από θερμότητα που κινεί τα εσωτερικά τους μέρη γύρω», είπε ο Smrekar. "Με το HP3, θα σηκώσουμε την κουκούλα στον κινητήρα του Άρη για πρώτη φορά."
Αλλά πρόκειται για κάτι περισσότερο από τον Άρη. Πρόκειται για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται όλοι οι βραχώδεις πλανήτες. Αυτό περιλαμβάνει τον Άρη, τη Γη, τα βραχώδη φεγγάρια και όλους τους άλλους βραχώδεις πλανήτες στο Ηλιακό μας Σύστημα και σε άλλους.
Πηγές:
- Δελτίο Τύπου: Το InSight της NASA ετοιμάζεται να πάρει τη θερμοκρασία του Άρη
- Δελτίο Τύπου: Το InSight της NASA διαθέτει θερμόμετρο για τον Άρη
- InSight Heat Probe
