Landaren NASA och DLR InSight har varit på Mars i över ett år nu. Uppdraget har ställts inför betydande utmaningar med att få sin HP3 (Värmeflöde och fysiska egenskaper paket) i underytan, men rymdskeppets andra instrument fungerar som avsett. Nu har forskare publicerat sex artiklar som beskriver några av uppdragets vetenskapliga resultat.
NASA: s Viking landare var de första att undersöka Martians seismologi. Båda landarna bar en seismometer till ytan, men de var inte lika sofistikerade som InSight. Separata seismometrar som kunde placeras på planetens yta var för massiva, krävde för mycket el och tog också upp för mycket bandbredd. Så Viking-seismometrarna fästes vid landarna och påverkades negativt av vind och själva landerns aktivitet.
Viking 1s seismometer distribuerade aldrig ordentligt och producerade inga användbara data. Viking 2s seismometer användes ordentligt och producerade massor av data, men inga definitiva Marsquakes upptäcktes. Martianvindarna gjorde detektering svårt.
Nu ger InSight oss vår första verkliga titt på Martian seismology.
InSight lanserades i maj 2018 och landade på Mars 26 november 2018. Dess fulla namn är Interior Exploration med Seismic Investigations, Geodesy och Heat Transport. Dess uppdrag är att studera Mars djupa inre genom att mäta värmeflöde, seismisk aktivitet och slingrandet av Mars nordpol när solens tyngdkraft drar på planeten.
Landaren bär tre primära vetenskapliga instrument:
- SEIS, Seismic Experiment for Internal Structure, mäta Marsquakes och annan intern aktivitet.
- Värmeflöde och fysiska egenskaper (HP3) som mäter överföring av värme från planetens inre till dess yta.
- RISE: Rotation and Interior Structure Experiment som mäter planetens slingrande som i sin tur avslöjar storleken och densiteten på Mars 'kärna och mantel.
InSight har också en laser-retroreflektor, väderövervakningsutrustning, en instrumentinstallationsarm och kameror.
InSight har kämpat för att få HP3 instrument, även känt som "molen", för att kunna mäta, och Space Magazine har täckt dessa kamper och den pågående ansträngningen att övervinna dem. Men även om molen inte har bidragit mycket har landaren levererat en viss solid vetenskap. Totalt sex artiklar publicerades just som beskrev den vetenskapen. Fem finns i tidskriften Nature och en är i Nature Communications:
- Marsens atmosfär som observerats av InSight
- De första resultaten från InSight-uppdraget på Mars
- Geologi för InSight-landningsplatsen på Mars
- Mars seismicitet
- InSight söker högt för att se nedan
- Begränsningar för den grunda elastiska och anelastiska strukturen i Mars från InSight seismiska data
I "Mars seismicitet" målar författaren D. Giardini och medförfattare en bild av Mars som en seismiskt aktiv planet. InSight har uppmätt över 450 seismiska signaler, mycket mer än förväntat, även om endast 174 upptäcktes under uppdragets första tio månader och omfattades av dessa resultat. Jordbävningarna är relativt svaga jämfört med jordbävningar.
På jorden orsakas jordbävningar av de tektoniska plattorna som maler mot varandra. Mars har inga tektoniska plattor, så dess jordbävningar har en annan orsak. Planeten svalnar och träder ihop samtidigt. När det samverkar måste ytan bryta, vilket leder till Marsquakes.
Det finns två breda kategorier av Marsquakes i uppgifterna. 150 av dem var grunt, relativt svaga skalv som spridit sig genom jordskorpan. 24 av dem var kraftfullare och djupare. De har sitt ursprung på olika platser i planetens jordskorpa. De var dock alla svagare jämfört med jordbävningar. De mest kraftfulla som upptäckts av InSight var mellan 3 och 4 på Richters skala. En jordbävning måste vara minst 5,5 för att skada strukturer.
Uppgifterna visar också att medan frekvensen för svagare skakningar förblev densamma under hela den period datan samlades in, ökade frekvensen för starkare skalv. Forskarna har ingen förklaring till detta, men de kan vara relaterade till säsongsbetonade orbital- och / eller termiska effekter.
När uppdraget planerades fanns det viss oro för att SEIS skulle mäta meteoritpåverkan som skulle komplicera uppgifterna. Men enligt InSight-teamet kom all seismisk aktivitet som upptäcktes av SEIS från det inre av Mars.
Den kraftigaste jordbävningen som InSight upptäckte var ungefär magnitude 4. Den var inte tillräckligt kraftfull för att tränga in under jordskorpan, djupare in i manteln och kärnan. Enligt Bruce Banerdt, InSight-huvudutredare på JPL, är dessa "de saftigste delarna av äpplet" när det gäller att studera interiören eller Mars. Forskare väntar fortfarande på att en kraftfullare Marsquake sprider sig så djupt och berättar dem mer om planetens djupare inre.
Några av de starkaste seismiska aktiviteterna var centrerade på Cerberus Fossae-regionen. De två starkaste jordbävningarna härstammade. Cerberus Fossae-regionen är en serie med mestadels parallella fel i Marsskorpan, i Cerberus-regionen.
Cerberus Fossae-fel är förknippade med eventuell nyligen vulkanisk aktivitet och möjlig nyligen tektonisk aktivitet. Regionen visar också nyligen spår av stenblock, vilket antyder seismisk aktivitet.
Cerberus Fossae innehåller också gamla vattenkanaler, som nyligen delvis fylldes med lava, kanske så lite som för 10 miljoner år sedan. Så lite som 2 miljoner år sedan sprickade seismisk aktivitet på några av dessa flöden.
"Det handlar bara om den yngsta tektoniska funktionen på planeten," sade planetgeologen Matt Golombek från JPL. "Det faktum att vi ser bevis på skakningar i denna region är inte en överraskning, men det är väldigt coolt."
”Över 44 år sedan Viking-uppdragens första försök27, InSight SEIS-instrumentet har avslöjat att Mars är seismiskt aktiv, ”säger författarna i sin tidning. ”I de första 207 solserna med data som kontinuerligt registrerades på Mars upptäckte vi 174 händelser som inte kan förklaras med lokala atmosfäriska eller landningsinducerade vibrationer; dessa tolkas som marsquakes. ”
Det finns mycket mer data från InSight, särskilt om HP3 instrumentet kan användas med framgång. Uppdraget kommer att pågå cirka ett år till, och vid den tiden kommer RISE-instrumentet att ha två års värde. Alla dessa data, tillsammans med HP3 och seismometern, målar en ännu tydligare bild av Mars inre.
Mer:
- Pressmeddelande: Ett år med överraskande vetenskap från NASA: s InSight Mars Mission
- Forskningsdokument: Mars seismicitet
- Forskningsdokument: Inledande resultat från InSight-uppdraget på Mars
