NASAs InSight har et termometer til Mars

Ambitiøse klatrere, glem Mount Everest. Drøm om Mars.

Den røde planet har nogle af de højeste bjerge i solsystemet. De inkluderer Olympus Mons, en vulkan næsten tre gange højden af ​​Everest. Det grænser op til et område kaldet Tharsis plateauet, hvor tre lige så ærefrygtindgydende vulkaner dominerer landskabet.

Men hvilke geologiske processer skabte disse træk på Mars-overfladen? Forskere har længe undret sig - og kan snart vide mere.

NASA og DLR (German Aerospace Center) planlægger at tage planetens temperatur for første gang nogensinde, måling af, hvordan varme strømmer ud af planeten og driver denne inspirerende geologi. Opdagelse af denne udstrømmende varme vil være en afgørende del af en mission kaldet InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodæsi og varmetransport), administreret af NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien.

InSight bliver den første mission for at undersøge Mars dybe indre, ved hjælp af instrumentet Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) til at måle varme, når den ledes fra det indre til planetens overflade. Denne energi blev delvist fanget, da Mars blev dannet for mere end 4 milliarder år siden, bevare en optegnelse over dens tilblivelse. Den energi skyldes også henfaldet af radioaktive grundstoffer i det klippefyldte indre.

Måden varme bevæger sig gennem en planets kappe og skorpe bestemmer, hvilke overfladeegenskaber den vil have, sagde Sue Smrekar fra JPL, missionens viceforstander og efterleder for HP3.

"Det meste af planetens geologi er et resultat af varme, " sagde Smrekar. "Vulkanudbrud i den gamle fortid blev drevet af strømmen af ​​denne varme, at skubbe op og bygge de tårnhøje bjerge, Mars er berømt for."

En muldvarp til Mars

Mens videnskabsmænd har modelleret Mars' indre struktur, InSight vil give den første mulighed for at finde sandheden ved bogstaveligt talt at se under jorden.

HP3, bygget og drevet af DLR, vil blive placeret på Mars overflade efter InSight lander den 26. november, 2018. En sonde kaldet en muldvarp vil støde jorden, begraver sig selv og trækker en tøjret bag sig. Temperatursensorer indlejret i denne tøjring vil måle den naturlige indre varme på Mars.

Det er ikke nogen nem opgave. Muldvarpen skal grave dybt nok til at undslippe de brede temperatursvingninger på Mars-overfladen. Selv rumfartøjets egen "kropsvarme" kan påvirke HP3's superfølsomme aflæsninger.

"Hvis muldvarpen sætter sig højere oppe end forventet, vi kan stadig måle temperaturvariationen, " sagde HP3-undersøgelsesleder Tilman Spohn fra DLR. "Vores data vil have mere støj, men vi kan trække daglige og sæsonbestemte vejrvariationer fra ved at sammenligne det med jordtemperaturmålinger."

Ud over at grave, muldvarpen afgiver varmepulser. Forskere vil studere, hvor hurtigt muldvarpen opvarmer den omgivende sten, giver dem mulighed for at finde ud af, hvor godt varme ledes af stenkornene på landingsstedet. Tætpakkede korn leder varme bedre - en vigtig del af ligningen for at bestemme Mars' indre energi.

Tilbereder en ny planet

For et eksempel på planetarisk varmestrøm, forestil dig en gryde med vand på et komfur.

Når vandet varmer op, det udvider sig, bliver mindre tæt, og stiger. Den køligere, tættere vand synker til bunds, hvor det varmer. Denne cykling af køligt til varmt kaldes konvektion. Det samme sker inde på en planet, kværnende sten gennem millioner af år.

Ligesom ekspanderende bobler kan skubbe et grydelåg af, vulkaner er låg, der blæses af toppen af ​​en verden. De former en planets overflade i processen. Det meste af atmosfæren på stenede planeter dannes, når vulkaner driver gas nedefra. Nogle af Mars' største tørre flodsenge menes at være dannet, da Tharsis-vulkanerne spyede gas ud i atmosfæren. Den gas indeholdt vanddamp, som afkølede til væske og kan have dannet kanalerne omkring Tharsis.

Jo mindre planeten, jo hurtigere mister den sin oprindelige varme. Da Mars kun er en tredjedel af Jordens størrelse, det meste af dens varme gik tabt tidligt i dens historie. Mest geologisk aktivitet på Mars, herunder vulkanisme, fandt sted i planetens første milliard år.

"Vi vil gerne vide, hvad der drev den tidlige vulkanisme og klimaændringer på Mars, " sagde Spohn. "Hvor meget varme startede Mars med? Hvor meget var der tilbage til at drive dens vulkanisme?"

NASA's orbitere har givet videnskabsmænd et "makro"-billede af planeten, giver dem mulighed for at studere marsgeologi ovenfra. HP3 vil tilbyde et første kig på indersiden af ​​Mars.

"Planeter er ligesom en motor, drevet af varme, der flytter deres indre dele rundt, " sagde Smrekar. "Med HP3, vi løfter emhætten på Mars 'motor for første gang. "

Hvad forskere lærer under InSight -missionen, gælder ikke kun for Mars. Det vil lære dem, hvordan alle klippeplaneter blev dannet - inklusive Jorden, dens måne og endda planeter i andre solsystemer.