NASA: s InSight-landare anlände till Mars den 26 november 2018. Sedan dess har den varit upptagen med att studera sin landningsplats och ta sig tid att noggrant placera sina instrument. Den tillbringade flera veckor på att testa seismometern och justera den, och nu har den placerat den kuplade, skyddande skärmen över instrumentet.
SEIS-instrumentet (Seismic Instrument for Interior Structure) är en uppdragskritisk utrustning för InSight-uppdraget. Från sin position på ytan avkänner den vibrationer djupt inne i Mars. Den mäter seismisk aktivitet från Marsquakes och vibrationer från meteoritpåverkan. Det kan också känna seismiska vågor från vind och jordskred.
SEIS är exceptionellt känslig. NASA säger att den kan upptäcka skakningar så små som en väteatom. Men det är inte ett enkelt jobb.
All den känsligheten och kapaciteten betyder utsökta elektroniska system. Men eftersom seismiska vågor är ett fysiskt fenomen, kräver SEIS en mekanisk anslutning till planeten. Och för att detta ska fungera måste instrumentet isoleras så mycket som möjligt från termiska förändringar och vind. Det är vad kupolskölden är för.
Vind- och värmeskölden förhindrar att förbipasserande vindar lägger till oönskat brus till dess data. För att mäta seismiska vågor på Mars lyssnar SEIS intensivt när dessa vågor passerar genom planetens inre. Varje typ av material som vågorna passerar ändrar vågorna. SEIS är utformad för att förstå de små förändringarna och använda dem för att måla en bild av det inre av Mars. Alla oönskade vindeffekter skulle störa processen.
Skärmens aerodynamiska form är utformad för att pressa SEIS ner på ytan när vinden träffar den. Det förhindrar också att det kan vända eller växla. Den har också en kjol av kedjemail och termofiltar på botten.
Skölden är också en termisk sköld. Eftersom temperaturen på Mars ytan kan förändras med så mycket som 94 Celsius (170 Fahrenheit) är det kritiskt att SEIS är skyddad från det. Den förändrade temperaturen kan göra att metallfjädrar i instrumentet expanderar och drar sig samman, vilket skulle skada instrumentets känslighet.
"Generellt sett vill vi hålla temperaturen så stabil som möjligt."
Bruce Banerdt, NASA JPL.
Seismometrar på jorden är begravda tillräckligt djupa för att neutralisera temperaturförändringar. Men det är uppenbarligen inte möjligt för SEIS. NASA var tvungen att komma på ett annat sätt.https: //en.wikipedia.org/wiki/Seismometer
"Temperaturen är en av våra största bugabos", säger InSight Principal Investigator Bruce Banerdt från NASA: s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. JPL leder InSight-uppdraget och byggde vind- och värmeskölden. ”Tänk på skölden som att lägga en mysig över maten på ett bord. Det hindrar SEIS från att värma upp för mycket under dagen eller svalna för mycket på natten. I allmänhet vill vi hålla temperaturen så stabil som möjligt. ”
Wind and Thermal Shield är bara den första försvarslinjen för SEIS. Utformningen av SEIS själv är som en andra försvarslinje mot effekterna av temperaturförändringar. Den är byggd på ett sådant sätt att när vissa delar expanderar och drar sig samman, andra gör det i motsatt riktning. Detta gör att vissa temperaturändringar kan avbryta varandra.
SEIS är också tätat inuti en vakuumkammare tillverkad av en titansfär. SEIS hjärta är tre pendlar som sätts i rörelse av seismiska vågor. SEIS är ett utsökt känsligt instrument, och dess hem inuti vakuumsfären skyddar det till och med mot brunisk rörelse, skymt av partiklar som kan stöta på pendlarna och förvränga data.
Men skyddet slutar inte där. SEIS är också inneslutet i en annan isoleringsbehållare, den kopparfärgade sexkantiga lådan som var synlig under installationen. Lådans väggar är gjorda av honungskammade celler utformade för att fånga luft. Luften på Mars fungerar som ett extra lager av isolering för SEIS. Dess tunna koldioxidatmosfär leder värme mycket långsamt.
Eftersom alla dessa skyddsåtgärder inte räckte har InSight också vädersensorer. Dessa sensorer upptäcker vind- och temperaturförändringar och hjälper forskare att filtrera dem ur data.
Nästa steg för InSight är att distribuera Heat Flow and Physical Properties Probe, eller HP3. Det kommer att mäta hur mycket värme som rinner ut ur planetens inre till ytan, vilket i kombination med SEIS-data skapar en bild av Mars inre.
HP2 kommer att distribueras nästa vecka.
