Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Mars InSight -landingsstedet er simpelthen perfekt

Denne kunstners koncept skildrer NASAs InSight -lander, efter at den har indsat sine instrumenter på Mars -overfladen. En version af illustrationen viser den glatte, fladt terræn, der dominerer InSights landingselipse i Elysium Planitia -regionen på Mars. Kredit:NASA/JPL-Caltech

Ingen tvivl om det, NASA udforsker nogle af de mest ærefrygtindgydende steder i vores solsystem og videre. Engang set, hvem kan glemme astronauten Jim Irwins majestæt, der står foran den stærke skønhed af Månens Hadley Apennine -bjergkæde, af Hubble -rumteleskopets smukke "Skabelsessøjler" eller Cassinis storslåede mosaik af Saturn?

Mars spiller også en rolle i denne visuelt overbevisende ligning, med high-definition billeder fra Curiosity-roveren mellem kamme og afrundede butter ved foden af ​​Mount Sharp, der minder om majestæt i det amerikanske sydvest. Det sagt, Elysium Planitia - det sted, der blev valgt til landingen af ​​NASA's InSight -mission til Mars 26. november, vil mere end sandsynligt aldrig blive nævnt med ovenstående, fordi det er, godt, almindeligt.

"Hvis Elysium Planitia var en salat, det ville bestå af romaine salat og grønkål - ingen dressing, "sagde InSight -hovedforsker Bruce Banerdt ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. "Hvis det var en is, det ville være vanilje. "

Ja, landingsstedet for NASAs næste Mars -mission kan meget vel ligne en stadionparkeringsplads, men det er den måde, indvendig udforskning ved hjælp af seismiske undersøgelser, Projektet Geodesy and Heat Transport (InSight) kan lide det.

"Tidligere missioner til den røde planet har undersøgt dens overflade ved at studere dens kløfter, vulkaner, sten og jord, "sagde Banerdt." Men underskrifterne af planetens dannelsesprocesser kan kun findes ved at registrere og studere beviser begravet langt under overfladen. Det er InSights opgave at undersøge Mars dybe indre, tager planetens vitale tegn - dens puls, temperatur og reflekser. "

At tage disse vitale tegn vil hjælpe InSight -videnskabsteamet med at se tilbage til en tid, hvor de stenede planeter i solsystemet dannede sig. Undersøgelserne vil afhænge af tre instrumenter:

Placeringen af ​​Elysium Planitia tæt på Mars-ækvator opfylder et ingeniørkrav for, at den stationære InSight-lander skal modtage tilstrækkelig solbestråling året rundt på sit solcelleanlæg. Placeringen opfylder også en teknisk begrænsning for lav højde, optimering af atmosfæren, rumfartøjet kan bruge til deceleration under dets nedstigning til overfladen. Antallet af kandidatlandingssteder for InSight blev trimmet fra 22 til fire i august 2013. Denne nedvælgelse letter fokusering af bestræbelserne på at evaluere de fire lokaliteter yderligere. Kameraer på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter vil blive brugt til at indsamle flere oplysninger om dem inden det endelige valg. Kredit:NASA/JPL-Caltech

Et sekssensors seismometer kaldet Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) registrerer seismiske bølger, der bevæger sig gennem planetens indre struktur. At studere seismiske bølger vil fortælle forskere, hvad der kan skabe bølgerne. (På Mars, forskere formoder, at synderne kan være skælv eller meteoritter, der rammer overfladen.)

Missionens Heat Flow og Physical Properties Package (HP3) vil grave dybere end nogen anden scoop, bor eller sonde på Mars før for at måle, hvor meget varme der strømmer ud af planeten. Dens observationer vil kaste lys over, om Jorden og Mars er lavet af de samme ting.

Endelig, InSights eksperiment med rotation og interiørstruktur (RISE) vil bruge landerens radioer til at vurdere svingningen af ​​Mars 'rotationsakse, giver information om planetens kerne.

For at InSight kan udføre sit arbejde, holdet havde brug for et landingssted, der markerede flere kasser, fordi som en trebenet lander-ikke en rover-vil InSight forblive, uanset hvor den rører ned.

"At vælge et godt landingssted på Mars er meget ligesom at vælge et godt hjem:Det handler om placering, Beliggenhed, Beliggenhed, "sagde Tom Hoffman, InSight projektleder hos JPL. "Og for første gang nogensinde, evalueringen for et landingssted på Mars måtte overveje, hvad der lå under Mars overflade. Vi behøvede ikke bare et sikkert sted at lande, men også et arbejdsområde, der er gennemtrængeligt af vores 16 fod lange (5 meter) varmestrømsonde. "

Webstedet skal også være lyst nok og varmt nok til at drive solcellerne og samtidig holde elektronikken inden for temperaturgrænser i et helt marsår (26 jordmåneder).

Dette kort viser det enkelte område under løbende evaluering som InSight -missionens landingssted på Mars, et år før missionens lancering i maj 2016. Den finalistiske ellipse, der er markeret inden for den nordlige del af Elysium Planitia, der ligger fladt, er centreret på omkring 4,5 grader nordlig bredde og 136 grader østlig længde. Landingselipse på dette kort dækker et område, inden for hvilket rumfartøjet har omkring 99 procent chance for at lande, når det er målrettet mod midten af ​​ellipsen. Den er omkring 130 kilometer lang, generelt vest til øst, og cirka 27 kilometer bred. Denne ellipse dækker tilfælde af en lancering i starten af ​​lanceringsperioden. Hvis lanceringen sker senere i perioden, orienteringen af ​​landingselipse ville skifte lidt med uret. Kredit:NASA/JPL-Caltech

Så holdet fokuserede på et band omkring ækvator, where the lander's solar array would have adequate sunlight to power its systems year-round. Finding an area that would be safe enough for InSight to land and then deploy its solar panels and instruments without obstructions took a little longer.

"The site has to be a low-enough elevation to have sufficient atmosphere above it for a safe landing, because the spacecraft will rely first on atmospheric friction with its heat shield and then on a parachute digging into Mars' tenuous atmosphere for a large portion of its deceleration, " said Hoffman. "And after the chute has fallen away and the braking rockets have kicked in for final descent, there needs to be a flat expanse to land on—not too undulating and relatively free of rocks that could tip the tri-legged Mars lander."

Of 22 sites considered, only Elysium Planitia, Isidis Planitia and Valles Marineris met the basic engineering constraints. To grade the three remaining contenders, reconnaissance images from NASA's Mars orbiters were scoured and weather records searched. Til sidst, Isidis Planitia and Valles Marineris were ruled out for being too rocky and windy.

That left the 81-mile long, 17-mile-wide (130-kilometer-long, 27-kilometer-wide) landing ellipse on the western edge of a flat, smooth expanse of lava plain.

"If you were a Martian coming to explore Earth's interior like we are exploring Mars' interior, it wouldn't matter if you put down in the middle of Kansas or the beaches of Oahu, " said Banerdt. "While I'm looking forward to those first images from the surface, I am even more eager to see the first data sets revealing what is happening deep below our landing pads. The beauty of this mission is happening below the surface. Elysium Planitia is perfect."

After a 205-day journey that began on May 5, NASA's InSight mission will touch down on Mars on Nov. 26 a little before 3 p.m. EST (12 p.m. PST). Its solar panels will unfurl within a few hours of touchdown. Mission engineers and scientists will take their time assessing their "workspace" prior to deploying SEIS and HP3 on the surface—about three months after landing—and begin the science in earnest.

InSight was the 12th selection in NASA's series of Discovery-class missions. Created in 1992, the Discovery Program sponsors frequent, cost-capped solar system exploration missions with highly focused scientific goals.


Varme artikler