Ma este landol a Marson a NASA űrszondája, az InSight

A magyar idő szerint hétfőn este, 20:54-kor a Marson landoló InSight űrszonda több szempontból is különleges helyet foglal el a NASA marskutatási programjában. Csúcstechnológiás, európai kutatóintézetek által készített műszereivel elsőként fogja vizsgálni  a Mars belső szerkezetét és mélyben zajló folyamatait, ami hozzájárul majd az összes kőzetbolygó – így a Föld – szerkezetének, keletkezésének és változásának jobb megértéséhez.

Ha minden rendben megy, a május 5-én Kaliforniából elindult szonda a légkörbe lépés után 7 perccel ér majd a felszínre. A landolás során két, az InSight-tal együtt indított pikoműhold - a MarCO-A és MarCO-B közvetíti majd a szonda jeleit a Földre. A Curiosity marsjáró 2012-es leszállása óta elsőként érkező űrszonda indítása két évet csúszott egyik berendezésének azóta természetesen korrigált hibája miatt.

Az InSight a Curiosity marsjáróhoz viszonylag közel, az Elysium Planitia síkságon landol majd. Forrás: NASA/JPL

Az InSight leszállóhelye a bolygó Elysium Planitia régiójában elterülő lapos terület, amely ideális a mérések elvégzésére, a napelemek hatékonysága érdekében közel van az egyenlítőhöz, és biztonságos is. A technikailag a NASA 2008-as sikeres, északi-sarki régiót vizsgáló Phoenix leszállóegységére építő InSight egy helyben végzi majd méréseit a küldetés tudományos céljából kifolyólag.

Napelem, robotkar, szeizmográf

A szonda két fő tudományos műszerét – egy szofisztikált szeizmográfot és egy talajhőmérő berendezést – a jármű robotkarja helyezi majd a Mars felszínére. A szonda környezetének és mérési területének feltérképezését két kamera fogja segíteni. Precíz időjárási állomása révén folyamatosan figyelni fogja a légnyomás, a hőmérséklet és a szélviszonyok változásait. A mindehhez szükséges energiát két 2.2 méter átmérőjű napelemtábla biztosítja majd.

Az InSight-űrszonda a felszínre helyezett műszereivel. Forrás: NASA/JPL

A Földön az amerikai GSN (globális szeizmográfhálózat) és regionális szeizmométer-hálózatok érzékelik a földrengéseket, összességében több mint 20 ezer berendezés segítségével. Az InSight-on mindezt egy a francia űrhivatal és több európai kutatóintézet által készített SEIS szeizmográf (Seismic Experiment for Interior Structure; szeizmológiai kísérlet a belső szerkezet tanulmányozására) műszer végzi majd, amely bárhol a Marson bekövetkező rengést képes lesz érzékelni.

„Rengeteg olyan kérdésünk van a Marssal kapcsolatban, amire csak szeizmológiai adatokkal adhatunk választ.”

mondta Bruce Banerdt, a küldetés tudományos vezetője a Nature-nek.

A SEIS rendkívül érzékeny: egyetlen hidrogénatom átmérőjű vibrációkat is képes detektálni – éppen ezért a lehető legjobban el kell szigetelni a külső környezet hatásaitól. Ennek érdekében az InSight robotkarja egy szél- és hővédő borítót is helyez majd a szeizmométerre.

Az InSight szeizmográfjának szerkezeti illusztrációja. Forrás: NASA/JPL

Feltárul a Mars belső szerkezete

A földrengések helyének és mélységének meghatározására legalább három szeizmográfra van szükség. Fejlett szoftveres jelelemzési technológiák és a Mars jellegzetességei segítenek majd minimalizálni az egy szeizmométer-állomásból származó korlátokat. Az InSight képes lesz a marsrengések szondától való távolságát a P és S rengéshullámok különböző idejű érkezéséből 10 százalékos hibahatárral meghatározni. A rengéshullámok érkezési irányának 10 fokos pontosságú mérésével és a már meglévő távolságadattal pedig az epicentrum (a rengés eredete feletti felszíni pont) régiója is könnyen meghatározható. A rengés erősségét a talaj elmozdulásából tudják majd kiszámítani a kutatók, a rengés epicentruma távolságának figyelembe vételével. Ez a pontosság elegendő lesz a marsrengések eredetére és keletkezési helyére vonatkozó elméletek tesztelésére és a bolygó belső szerkezetének vizsgálatára.

A marsrengéseket részben a felszínbe becsapódó meteoritok okozzák. Egy kis szerencsével a hátrahagyott krátereik azonosíthatók lesznek a keringő egységek felvételein, az InSight adatai alapján. Továbbá lehetséges, hogy vulkáni aktivitásból származó rengéseket is érzékel majd a szonda – ezeket a mélyben lévő magma mozgása váltja ki. Bár a Mars még 10 millió évvel ezelőtt is vulkanikusan aktív volt egyes régiókban, egyetlen űrszonda sem érzékelt még jelenlegi vulkáni aktivitásra utaló nyomokat a felszínen.

Milyen vastag a Mars kérge?

Az InSight küldetésének egyik fő célja meghatározni a Mars kérgének vastagságát és a kérget alkotó rétegek összetételét úgy, hogy pontosan megnéri a rengéshullámok terjedési sebességét. Ezeknek az adatoknak az elemzése a Mars köpenyéről és annak összetételéről is fontos információkkal szolgál majd. A kutatók reményei szerint fény derül arra is, hogy volt-e valaha aktív lemeztektonika a Marson. Végül pedig azáltal, hogy megméri a magról visszaverődő rengéshullámokat, az űrszonda a bolygó magjáról is képes lesz adatokat gyűjteni.

Az InSight meglévő rádióhullámos kommunikációs rendszerét használó RISE kísérlet a Mars tengely körüli forgási mozgása során létrejövő finom eltéréseket használja majd a mag és a köpeny vizsgálatára. A kutatók reményei szerint a szonda képes lesz meghatározni a mag méretét, valamint azt, hogy szilárd, esetleg valamennyire folyékony állapotban van-e.

A kutatók nem tudják, hogy hány marsrengést lesz képes megfigyelni a szonda kétéves fő küldetési fázisa során, de legalább harminc rengést szeretnének összegyűjteni. A nagyobb, a bolygó magjáról is információkkal szolgáló, 7 magnitudó körüli rengésekből egy-kettő mehet végbe az InSight kezdeti kétéves adatgyűjtése alatt.

Az InSight hőáramlást vizsgáló műszere. Illusztráció forrása: NASA/JPL

Az InSight a marsrengések és a bolygó tengelyforgásának mérése mellett először fogja a bolygó belső hőjének mértékét meghatározni. A német űrhivatal által készített HP3 nevű, a hőáramlást és a fizikai tulajdonságokat mérő műszer (Heat Flow and Physical Properties Probe) egy magát 5 méter mélyen a talajba ásó fém tüskét és ahhoz kötött, szenzorokkal ellátott vezetéket tartalmaz. Ha minden rendben alakul, a HP3 segítségével pontosan meghatározható lesz a Mars geotermikus gradiense, azaz hogy mennyit változik a hőmérséklet a felszín alatti mélység növekedésével.

A Mars belsejének vizsgálata és a felszín alól távozó hő mérése a Föld és a többi kőzetbolygó korai formálódásáról és változásáról szolgáltat majd értékes információkat, továbbá az is kiderülhet, hogy közel azonos anyagokból jött-e létre a Föld és a Mars a Naprendszer keletkezésének hajnalán.

A címlapi illusztráción az InSight-űrszonda látható. Forrás: NASA/JPL