Μυστηριώδεις παλμοί. Τι βρήκε η αποστολή InSight στον Άρη

News Technology ΣΥΜΠΑΝ
Ανιχνευτής InSight στον Άρη
© NASA/JPL-Caltech
Vladislav Strekopytov. Η NASA ανακοίνωσε επίσημα την ολοκλήρωση του διαστημικού σκάφους InSight, το οποίο βρίσκεται στην επιφάνεια του Άρη εδώ και τέσσερα χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, συνέλεξε λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την εσωτερική δομή του πλανήτη, τον υγρό πυρήνα του, το υπολειπόμενο μαγνητικό πεδίο, κατέγραψε εκατοντάδες μαρκαδόρους.

“Διαστημικός γεωλόγος”

Το InSight (εσωτερική εξερεύνηση με χρήση σεισμικών ερευνών, γεωδαισίας και μεταφοράς θερμότητας) είναι η πρώτη ρομποτική ενότητα στην ιστορία της αστροναυτικής που σχεδιάστηκε ειδικά για τη μελέτη της γεωλογίας ενός άλλου πλανήτη. Το κύριο όργανό του είναι το σεισμόμετρο SEIS, το οποίο καταγράφει την εσωτερική τεκτονική δραστηριότητα και τις κρούσεις μετεωριτών.
.
Στα όρια των εσωτερικών στρωμάτων πετρωμάτων με διαφορετικές πυκνότητες, η ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων αλλάζει, μέρος ανακλάται και επιστρέφει στην επιφάνεια. Με βάση αυτά τα δεδομένα, μπορείτε να πάρετε μια ιδέα για τη δομή του πλανήτη.
Σεισμογράφοι υπήρχαν στον Άρη στο παρελθόν, αλλά σε οχήματα, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσαν να καταγράψουν εσφαλμένα τη δόνηση του κύτους ή άλλων οργάνων. Επιπλέον, ήταν ευαίσθητα στον αέρα και παραμορφώθηκαν από τη θερμότητα. Το SEIS τοποθετήθηκε απευθείας στην επιφάνεια του πλανήτη και καλύφθηκε με ειδικό περίβλημα.
.
Σεισμόμετρο SEIS, κλειστό με ειδικό κάλυμμα - RIA Novosti, 1920, 23/12/2022
©NASA/JPL-Caltech Σεισμόμετρο SEIS, κλειστό με ειδικό «κάλυμμα»
.

ζωντανός πλανήτης

Στις 26 Νοεμβρίου 2018, το InSight προσγειώθηκε στην Ηλύσια Πεδιάδα και τον Απρίλιο του 2019, το SEIS κατέγραψε τον πρώτο σεισμό. Μέχρι τον Μάιο του 2022, είχε ήδη καταγράψει 1313 σεισμικά γεγονότα. Τα περισσότερα από αυτά είναι επιφανειακά σοκ, τα κύματα από τα οποία διαδίδονται μόνο στον φλοιό του Άρη. Υπήρχαν όμως και βαθύτερα, χαμηλής συχνότητας, σύμφωνα με τα οποία οι γεωφυσικοί καθόρισαν πού βρίσκεται ο μανδύας και ο πυρήνας.
Παλαιότερα πίστευαν ότι όλη η εσωτερική τεκτονική δραστηριότητα στον Άρη σταμάτησε πριν από τρία δισεκατομμύρια χρόνια και από τότε μόνο μεμονωμένα ηφαίστεια ήταν ενεργά εκεί. Τώρα αποδείχθηκε ότι γεωλογικά είναι ένας ζωντανός πλανήτης. Η θερμική και γεωχημική εξέλιξη της ύλης συνεχίζεται στα βάθη.
.
Αυτό κατέστησε δυνατή την κατανόηση της φύσης των αυλακιών του Κέρβερου που διασχίζουν την πεδιάδα του Ηλυσίου, 1500 χιλιόμετρα από το σημείο προσγείωσης. Αφού μελέτησαν τα δεδομένα του InSight, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μιλάμε για ρωγμές εφελκυσμού στο κεντρικό τμήμα του θόλου που σχηματίστηκαν πάνω από ένα λοφίο μανδύα που ανεβαίνει στην επιφάνεια – μια γιγάντια «σταγόνα» λιωμένης βαθιάς ύλης.
.
Ένα από τα σφάλματα (graben) που συνθέτουν το σύστημα Cerberus Fossae - RIA Novosti, 1920, 23/12/2022
CC BY-SA 3.0 IGO / ESA / DLR / FU Βερολίνο / Ένα από τα σφάλματα που συνθέτουν το σύστημα αυλακώσεων του Κέρβερου (Cerberus Fossae)
.
Έτσι, διαπιστώθηκε ότι κάτω από την Ηλύσια Πεδιάδα, τη νεότερη ηφαιστειακή περιοχή του Άρη, όπου μεγάλες εκρήξεις έχουν συμβεί περισσότερες από μία φορές τα τελευταία 200 εκατομμύρια χρόνια, εξακολουθεί να λειτουργεί ένα κέντρο σχηματισμού μάγματος. Εκτός από το καθαρά γεωλογικό ενδιαφέρον, αυτό είναι επίσης σημαντικό για τους αστροβιολόγους, καθώς η πιθανότητα προέλευσης της ζωής στον πλανήτη εξαρτάται άμεσα από τα γεωδυναμικά του συστήματα.

Ο Άρης είναι σαν ένα γιγάντιο αυγό

Για να αποσαφηνιστεί η κατάσταση φάσης της ύλης μέσα στον Άρη, διεξήχθη ένα πείραμα που ονομάζεται RISE (Περιστροφή και Εσωτερική Δομή). Τα όργανα InSight κατέγραψαν δονήσεις των κελυφών του πλανήτη που σχετίζονται με την κίνηση γύρω από τον Ήλιο, όπως μπορείτε να καθορίσετε από την περιστροφή ενός αυγού εάν είναι ωμό ή βραστό: όσο λιγότερο αλλάζει η ταχύτητα υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, τόσο πιο υγρό είναι πυρήνας.
Στο σταθμό, που παρέμεινε σε ένα μέρος, υπήρχαν εγκαταστάσεις ραδιοφωνικής σηματοδότησης που επέτρεπαν την ακριβή μέτρηση των τροχιακών παραμέτρων. Υπολογίζοντας τη στιγμή αδράνειας του πλανήτη, οι επιστήμονες προσδιόρισαν ότι ο Άρης, όπως και η Γη, έχει έναν υγρό πυρήνα με διάμετρο περίπου 3660 χιλιομέτρων, που αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο. Σε σύγκριση με τη Γη, έχει περισσότερα ελαφριά στοιχεία όπως υδρογόνο και θείο.
.
Αποτελέσματα της αποστολής InSight
© NASA

.

Μαγνητικός παλμός του Άρη

Σοβιετικά τροχιακά της σειράς Άρη εντόπισαν ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από τον πλανήτη περίπου 500 φορές ασθενέστερο από αυτό της γης. Και είναι εξαιρετικά ασταθές, η τοπική τάση μπορεί να διαφέρει κατά 1,5-2 φορές και οι μαγνητικοί πόλοι δεν συμπίπτουν με τους φυσικούς.
Αυτό έδειξε ότι ο πυρήνας του σιδήρου είναι ανενεργός σε σχέση με τον φλοιό, δηλαδή, ο μηχανισμός του πλανητικού δυναμό, όπως στη Γη, δεν λειτουργεί στον Άρη. Ως εκ τούτου, το μαγνητικό πεδίο του Άρη θεωρήθηκε υπολειπόμενο – μερικώς διατηρημένο στη μαγνήτιση των πετρωμάτων από εκείνες τις εποχές που τα έντερα ήταν πιο ενεργά.
.
Το InSight είναι το πρώτο αεροσκάφος με μαγνητικό αισθητήρα. Και μετά έκανε κι αυτός μια έκπληξη. Αποδείχθηκε ότι το μαγνητικό πεδίο είναι μια τάξη μεγέθους ισχυρότερο από τη σκέψη και αλλάζει συνεχώς. Από τον Σεπτέμβριο του 2019, οι συσκευές έχουν καταγράψει περίεργους μαγνητικούς παλμούς και διακυμάνσεις έντασης αρκετές φορές.
.
Η NASA σημειώνει ότι είναι ακόμα δύσκολο να πούμε τι προκαλεί διακυμάνσεις στο τοπικό μαγνητικό πεδίο στον Άρη. Απομένει να συγκριθούν δεδομένα από το InSight και τον αυτόματο διαπλανητικό σταθμό MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), ο οποίος παρακολουθεί την ατμόσφαιρα πάνω από το σημείο προσγείωσης. Υποτίθεται ότι οι ανωμαλίες του θετικού μαγνητικού πεδίου σχετίζονται είτε με έναν κοντινό όγκο παλαιότερων πετρωμάτων είτε με ένα ηλεκτρικά αγώγιμο στρώμα κάτω από την επιφάνεια που περιέχει νερό ή στερεά σωματίδια πάγου.
.
Αποδείχθηκε επίσης ότι κάποιες διακυμάνσεις επαναλαμβάνονται καθημερινά. Ίσως το μαγνητικό πεδίο του Άρη να επηρεάζεται από τον Ήλιο, ο οποίος εκτοξεύει ρεύματα φορτισμένων σωματιδίων – τον ηλιακό άνεμο. Στον Άρη, σε αντίθεση με τη Γη, δεν υπάρχει παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο και φτάνει στην επιφάνεια.

Εχθρός νούμερο ένα

Ήταν ξεκάθαρο εκ των προτέρων ότι ο κύριος παράγοντας που περιορίζει τον πόρο της συσκευής είναι η σκόνη του Άρη που εναποτίθεται στα ηλιακά πάνελ. Το σύστημα καθαρισμού θα έκανε τη δομή πολύ βαριά. Θεωρήθηκε ότι η προγραμματισμένη περίοδος των δύο ετών InSight θα λειτουργήσει και έτσι.
.
Τα προβλήματα προέκυψαν τον Απρίλιο του 2021. Μετά από άλλη μια καταιγίδα σκόνης, η συσκευή έπεσε σε κατάσταση αδρανοποίησης έκτακτης ανάγκης. Τον Μάιο, η ομάδα έκανε μια σειρά από ενέργειες για να καθαρίσει τα πάνελ και το InSight συνέχισε τη λειτουργία του.
.
InSight probe στις 6 Δεκεμβρίου 2018 και στις 24 Απριλίου 2022
© NASA Lander InSight 6 Δεκεμβρίου 2018 και 24 Απριλίου 2022
.
Τον Ιανουάριο του 2022, η συσκευή μπήκε ξανά σε ασφαλή λειτουργία λόγω καταιγίδας σκόνης. Οι περισσότερες λειτουργίες έχουν απενεργοποιηθεί.
.
Την Κυριακή 18 Δεκεμβρίου η επικοινωνία με τον σταθμό διεκόπη. Την επόμενη μέρα, η NASA ανέφερε ότι το SEIS είχε ξεμείνει από ρεύμα. Το τέλος της αποστολής σηματοδοτήθηκε με μια αποχαιρετιστήρια φωτογραφία που δείχνει το προσγειωμένο σκάφος με ηλιακούς συλλέκτες καλυμμένους σε ένα παχύ στρώμα σκόνης και ένα ανεξάρτητο σεισμόμετρο. Ίσως όταν οι άνθρωποι φτάσουν στον Άρη, να καθαρίσουν τη συσκευή και να λειτουργήσει ξανά.

…………………………………………………………………………………………………………