Laboratorium na Czerwonej Planecie

Od czasu lądowania na Marsie sondy InSight minęły blisko cztery miesiące. Czy zdarzyło się od tamtego czasu coś ciekawego? Czy instrumenty, będące efektem żmudnej pracy wielu ludzi, dają radę w niesprzyjających warunkach? Czy wszystko, co zostało zaplanowane, przebiega bez zakłóceń?

Laboratorium na Czerwonej Planecie

Po opadnięciu pyłu

Przypomnijmy pokrótce główne założenia misji InSight. Do tej pory sondy lądowały na Czerwonej Planecie głównie po to, żeby zbadać zewnętrzną powłokę tej planety i jej atmosferę. Chodziło o pobranie próbek gruntu, dogłębną analizę atmosfery i zjawisk zachodzących na jej powierzchni.

Cel misji InSight sięga głębiej. I to dosłownie. Kiedy minął już najbardziej niebezpieczny moment lądowania sondy na Czerwonej Planecie, trzeba było poczekać na opadnięcie pyłu. Potem sonda rozłożyła panele słoneczne i rozpoczął się pracowity marsjański rok dla urządzeń, które zostały na niej umieszczone. Przypomnijmy w tym miejscu, że rok na tej planecie trwa okołom dwa lata ziemskie. W tym czasie na powierzchni występują duże wahania temperatury oraz inne trudne dla ziemskiego sprzętu zjawiska atmosferyczne. Takie jak na przykład gwałtownie przebiegające burze piaskowe.

Jaki sprzęt na Marsie

Na InSight zostały wysłane trzy najważniejsze sprzęty do mierzenia parametrów planety. Mars jest planetą rodzaju ziemskiego – jedną z czterech tego typu w naszym układzie słonecznym. Ich cechą charakterystyczną jest to, że mają skalną lub skalnolodową powłokę jądra metalicznego. Dlatego też nazywane są planetami skalistymi. W porównaniu z gazowymi olbrzymami posiadają dużą gęstość, stosunkowo niewielką masę i stałą powierzchnię.

Ponieważ taki właśnie jest Mars, do jego zbadania dobrano odpowiedni sprzęt. A NASA określa tę misję jako rodzaj „kontroli lekarskiej” planety. Dlatego też do powstania szczegółowego obrazu stanu pacjenta potrzebny jest starannie dobrana i wytrzymała aparatura diagnostyczna.

SEIS

Seismic Experiment for Interior Structure ma dostarczyć informacji na temat wibracji wewnętrznych lub trzęsień Marsa. Można powiedzieć, że jest mierzony puls pacjenta. Fale sejsmiczne zmieniają się, gdy przechodzą przez wnętrze planety. Zmiana tych fal zależy od materiału, z którego wykonane jest wnętrze. Pomiary SEIS powiedzą naukowcom o naturze materiału, z którego został utworzony jedna z Układu Słonecznego. Sejsmometr może nam powiedzieć, czy pod powierzchnią Marsa znajduje się ciekła woda, czy może nawet aktywne wulkany.

W urządzeniu o kształcie kopuły znajduje się także zestaw instrumentów do pomiaru temperatury, wiatru, ciśnienia i pola magnetycznego. Ma to pomóc oddzielić w zapisach różne przyczyny drgań. Po to, aby zmierzyć dokładnie puls Marsa trzeba zbadać fale wytworzone nie tylko przez trzęsienia planety, ale także uderzenia meteorytów. Naukowcy spodziewają się, że w trakcie trwania misji InSight nastąpi od 5 do 10 uderzeń meteorytów w powierzchnię Czerwonej Planety.

Ważność pracy tego urządzenie podkreśla Philippe Lognonne z Instytutu Fizyki Ziemi Uniwersytetu Diderota w Paryżu, główny inspektor SEIS:

”Czekaliśmy na tę chwilę od długiego czasu. Minęło 130 lat od pierwszego zapisu sejsmicznego na Ziemi, a prawie 50 lat odkąd sejsmometr został umieszczony na Księżycu przez Apollo. To, czego nauczymy się przy pomocy SEIS, rzuci światło na to, jak Mars się kształtował i ewoluował”.

Laboratorium na Czerwonej Planecie

RISE

Rotation and Interior Structure Experiment to instrument do pomiaru fal radiowych, który ma pomóc naukowcom w określeniu wielkości jądra Marsa, jak również jego składu. RISE śledzi położenie lądownika InSight, wysyła jego dane na Ziemię, gdzie naukowcy mogą dowiedzieć się z dokładnością do kilkunastu centymetrów o położeniu sondy. Pozwala to na oszacowanie położenia samego Marsa. RISE wykorzystuje zasadę, która mówi, że dźwięk zmienia się w miarę oddalania się. W ten sposób mierzy zmiany w sygnale, zwane „przesunięciem Dopplera”. Naukowcy mogą wykorzystać te informacje, aby zrozumieć, jak bardzo Mars odchyla się na swojej orbicie. Praca RISE polega na śledzeniu odchylenia bieguna północnego Marsa, co dzieje się ponieważ Słońce przez cały wciąga go (tak jak i inne planety) na swoją orbitę. Wraz ze zmianą pór roku dwutlenek węgla sublimuje się lub kondensuje na biegunach. Powoduje to drobne zmiany w prędkości obrotowej Marsa, a tym samym zmienia długość marsjańskiego dnia. RISE będzie w stanie te zmiany wychwycić i przekazać do bazy na Ziemi. „Ta informacja da nam wiedzę o wielkości rdzenia Marsa i pomoże nam określić, czy jest on płynny czy stały.” wyraził nadzieję William Folkner, główny badacz projektu RISE

HP³

Heat Flow and Physical Properties Probe czyli sonda ciepła ma za zadanie wbić się pięć metrów w powierzchnię Marsa. Nigdy żaden sprzęt, który przybył z Ziemi tak bardzo nie zagłębił się w powierzchnię tej planety.

Do tej pory lądownik NASA Viking 1, zgarniając próbkę gleby, wbił się na 22 cm. Natomiast kuzyn InSighta – Phoenix, osiągnął głębokość 18 centymetrów, w okolicach bieguna północnego Czerwonej Planety.

Sonda pomoże naukowcom zmierzyć temperaturę Marsa i sprawdzić, czy Mars powstał z tych samych materiałów, co Ziemia. Pozwoli to także pokazać jak bardzo aktywna geologicznie jest Czerwona Planeta.

Nie może się to odbyć oczywiście bez odpowiedniego urządzenia, które pozwoli dostać się na taką głębokość. Jest nim Kret.

Jak zostało to już wspomniane w artykule „Mars wita nas” mechanizm wbijający jest dziełem polskich naukowców z firmy Astronika. Droga przebyta w przestrzeni kosmicznej, lądowanie i warunki panujące na planecie mają ogromny wpływ na przebieg pracy urządzenia. W trakcie konstruowania instrumentu trzeba było też wziąć pod uwagę to na co narażony on jest w trakcie wykonywania swojej pracy.

Proces ma w założeniu odbywać się wieloetapowo, między innymi ze względu na wzrost temperatury w trakcie pracy instrumentu. Dlatego urządzenie ma co jakiś czas zatrzymywać się, ostygnąć, potem miał nastąpić pomiar, a później następny etap zagłębiania się. HP³ ciągnie za sobą kabel w kształcie wstążki, w którym znajdują się czujniki temperatury.

Sam proces docierania do głębszych warstw Marsa rozpoczął się dnia 28 lutego. Niestety, wcześniejsze obawy inżynierów z Astroniki co do możliwości natrafienia na kawałek skały lub jakąś inną przeszkodę spełniły się. Dnia 2 marca Kret natrafił na coś, przez co na razie nie jest w stanie się przebić. W tej chwili naukowcy z NASA zastanawiają się co zrobić z tym fantem. Urządzenie jest przygotowane do tego, żeby odsuwać drobne przeszkody. Może też zmienić kąta nachylenia, aby dalej postępować w głąb Czerwonej Planety. Ale na razie sytuacja nie jest do końca rozpoznana, więc trzeba czekać.

Laboratorium na Czerwonej Planecie

Aby nic nie przeoczyć

Oczywiście na Czerwonej Planecie znalazło się jeszcze wiele innego sprzętu. Taka misja wymaga, chociażby kontroli tego, co się dzieje ze sprzętem badawczym, jak i samą sondą. Jednym ze sposobów sprawdzania, a zarazem dokumentowania jest dobry sprzęt fotograficzny. Instrument Context Camera (ICC) oraz Instrument Deployment Camera (IDC) to umieszczone na sondzie aparaty, które pomagały też w obserwacji tego, co działo się z sondą w trakcie lądowania. IDC zamontowana jest na ramieniu i jest rodzajem kamery nawigacyjnej, podobnej do tych, które montowane były na pokładzie Oppurtunity czy Curiosity. Jest bardziej zaawansowana technicznie od nich, między innymi ma większe możliwości w zakresie rejestracji koloru. IDC ma 45- stopniowe pole widzenia, co zapewnia doskonały widok terenu otaczającego miejsce lądowania. Naukowcy mają możliwość skierowania kamery w dowolnym kierunku, przez co można na przykład wszystkie zdjęcia połączyć we wspaniałą 360- stopniową panoramę obszaru wokół. Na krawędzi lądownika, tuż pod jego pokładem zamontowana jest ICC. Jest to aparat zwrócony w stronę obszaru roboczego instrumentów pracujących na powierzchni. ICC ma pole widzenia 120 stopni, czyli „rybie oko”. Zapewnia to dobry podgląd na pracę urządzeń. Dzięki systemowi kamer Insight mogła „pochwalić się” w mediach społecznościowych, że zarejestrowała zaćmienie na Marsie. Zdarza się to kiedy jeden z jego księżyców – Phobos znajdzie się pomiędzy nią a Słońcem. Bardzo zaawansowane technicznie instrumentarium, które zostało wysłane na Czerwoną Planetę, zbiera informacje. Miejmy nadzieję, że wkrótce problemy zostaną pokonane i fascynujący ludzkość Mars wkrótce odkryje przed nami więcej nieznanych nam dotąd faktów.