Ekspert gør status over tre års marsskælvsmålinger

NASAs InSight-lander landede med succes på Mars den 26. november 2018. Halvfjerds Mars-dage senere begyndte seismometeret – kaldet SEIS – udsat på overfladen af ​​Mars at registrere den røde planets rystelser. Det har registreret mere end 1.300 jordskælv indtil videre. Disse seismiske optagelser har gjort det muligt for forskerne at beskrive Mars' indre struktur mere præcist end nogensinde før.

Men nu truer missionen med at være slut:Solpanelerne leverer for lidt strøm, fordi de er dækket af støv. ETH-professor Domenico Giardini, som arbejdede sammen med et team af ETH Zürich-forskere og ingeniører for at udvikle kontrolelektronikken til SEIS og er ansvarlig for marsskælvtjenesten, forklarer, hvorfor han på trods af disse omstændigheder ikke er så pessimistisk.

ETH-nyheder:NASA forventer at lukke seismometeret ved udgangen af ​​sommeren og landeren omkring slutningen af ​​året, da strømforsyningen ikke længere er tilstrækkelig. Hvad er din vurdering af denne situation?

Domenico Giardini:Som vi forventede, blev energiforsyningen yderligere forværret i marts og april på grund af støvstormsæsonen. Det er, når en masse støv samler sig på landerens solpaneler, hvilket mindsker strømforsyningen. Men der er også hvirvelvinde, der af og til renser støvet. Så vi håber, vi stadig har lidt mere tid.

Og er den slags vindstød tilstrækkelige til at rense panelerne?

Ikke helt. Det ultrafine støv er især problematisk, da det klæber til panelerne på grund af elektrostatisk tiltrækning. Det er derfor, NASA antog, at det ikke længere ville være muligt at generere nok strøm til at fortsætte missionen, når sommeren gik i gang. Nu ser vi imidlertid, at energiforsyningen er bedre end forventet, og at vores instrument i det mindste kan fortsætte med at fungere.

Hvor længe holder strømmen?

Vi vil helt sikkert kunne foretage målinger indtil engang i august, og med lidt held endnu længere. Operationen går godt lige nu:Seismometeret måler konstant, og landeren uploader data regelmæssigt. Fra og med juli vil vi formentlig kun kunne måle et par timer ad gangen. Vi skal også optimere dataoverførslen til Jorden. Så vil vi sandsynligvis kun modtage data sporadisk.

På trods af den nært forestående afslutning, hvordan er missionen efter din mening gået så langt?

Vi er meget tilfredse. InSight-missionen har allerede varet næsten dobbelt så længe som oprindeligt planlagt og er et af de mest spændende projekter, jeg nogensinde har haft det privilegium at arbejde på. En af dens største bedrifter har været, hvordan den har taget videnskaben selv et par skridt fremad. Dette var en helt ny planet, der skulle udforskes; vi vidste næsten ingenting om det eller dets interne struktur. I dag ved vi nu så meget mere om Mars, end vi gjorde før.

Er NASA også tilfreds?

Den interne missionsgennemgang udført af NASA i foråret var virkelig entusiastisk. NASA var endda villig til at give en yderligere forlængelse på to år, hvis strømforsyningen var garanteret. Agenturet har en stor interesse i at holde stationen i live så længe som muligt og i at fortsætte med målingerne, fordi de har givet så meget af et videnskabeligt udbytte.

Hvad gik ikke så godt som håbet?

Det eneste er måske, at vi håbede, at Mars var mere seismisk aktiv, at den havde flere – og frem for alt større – jordskælv med en styrke på 5 eller større. Inden missionen havde vi lavet et kort over, hvor vi forventede seismisk aktive zoner. Men målingerne viste, at rystelserne opstod andre og færre steder, og at skælvene var mindre. Seismiciteten opstod primært i en region, der for nylig havde været vulkansk aktiv. Det havde vi forventet. Men de jordskælv, vi havde forventet andre steder, opstod ikke, hvilket overraskede mig. I sidste ende optog vi dog mange mellemstore begivenheder, og disse gjorde os i stand til at kortlægge planetens indre struktur, hvilket var hovedårsagen bag lanceringen af ​​InSight til Mars.

Hvad betyder det for analysen?

Vi var nødt til at inkludere små og mellemstore jordskælv i vores analyse, som vi normalt ville have brugt mindre på Jorden. Det var sandt detektivarbejde. Vi var ikke i stand til at bruge mange af de teknikker, vi ønskede at anvende, og vi var nødt til at designe nye tilgange til enkeltstationsseismologi. Heldigvis lykkedes det.

I midten af ​​maj var der en stor overraskelse - og lige i tide:NASA meddelte, at SEIS havde målt et jordskælv med en styrke på 5 på Mars for første gang. Har du kunnet gøre noget ved det?

Vi ventede spændt på sådan en begivenhed. Efter flere begivenheder i størrelsesorden 4, endelig en størrelsesorden 5! Dette jordskælv kom også på det rigtige tidspunkt. Vi forstår nu meget mere om seismiciteten og den indre struktur efter tre års analyser og kan gøre en masse nye ting med dataene. Det vil flyde ind i vores videre analyse. Vi er kun lige ved starten af ​​at studere bølger, der rejser på Mars' overflade, fordi sådanne bølger kun udsendes af store begivenheder. I tilfælde af denne nye begivenhed observerede vi kraftige overfladebølger, der rejste flere gange rundt om Mars, hvilket gav os et uvurderligt værktøj til at udforske skorpens struktur. Alle holdene arbejder nu fladt ud.

Hvad er sandsynligheden for, at yderligere store jordskælv opstår og registreres i den tid, der er tilbage?

Størrelsen er vigtig, men kombinationen af ​​størrelse og afstand er endnu vigtigere. Til vores forskning leder vi efter specielle bølger, der rejser hen over kernen eller overfladen, før de vender tilbage til planetens overflade. Sådanne bølger er endda sjældne på Jorden, og på Mars har vi kun set en håndfuld. Enhver ny stor begivenhed kan give os flere oplysninger.

Så der er ikke nok data?

Det, der ville være ideelt, er, hvis vi kunne optage en ny begivenhed uden for den vulkanske zone, hvor vi allerede har optaget 30 begivenheder. Vi studerer en hel planet med kun ti jordskælv fra forskellige afstande. Hvis alle disse jordskælv har det samme epicenter, ville selv hundrede begivenheder ikke hjælpe os.

Ville det teoretisk hjælpe at placere yderligere seismometre på Mars?

Jo da! Vi ser ikke jordskælv fra den anden side af planeten, hvis de er for små. De farer vild i den kraftige baggrundsstøj. Så vi ved ikke, hvad der sker på den anden side.

Hvad er det næste for Mars-forskning på ETH efter InSight?

Lige nu er det primære fokus for Mars- og Måne-programmerne at flyve folk dertil. Det er ikke vores ekspertise. Vi bliver helt sikkert involveret, når videnskabeligt udstyr kan gå om bord, for eksempel for at undersøge, hvor meget vand og is der er på Månen. Vi vil udvikle enheder, via hvilke vi kan søge efter vand på større dybder på Månen. Vi forventer indkaldelsen til et projekt som dette i 2022 eller 2023. Den teknologi, vi har brug for til det, svarer til den til InSight.

Du går snart på pension. Hvordan motiverer du dig selv til at iværksætte projekter, som du måske aldrig kommer til at se konklusionen på?

Jeg vil være professor ved ETH Zürich indtil 2028, men sådanne store rummissioner som disse er multigenerationelle projekter. Alle videnskabsmænd burde ønske at fremme selv ting, hvis udfald de måske ikke lever for at se.

Så du er ikke i tvivl om, at den slags livstidsinvesteringer er passende?

Nej. I et land som Schweiz, med alle dets muligheder, er jeg ikke i tvivl. Jeg har arbejdet i 20 år på LISA ESA-missionen dedikeret til detektion af gravitationsbølger i rummet. Og LISA er ikke indstillet til at lancere før 2035. Hvis der er en ESA-opfordring til projekter på Månen, hvorfor skulle jeg så ikke ansøge? Jeg har ikke fået nær nok endnu. + Udforsk yderligere

NASA's InSight registrerer monsterskælv på Mars