В 2019 году ученые впервые глубоко заглянут под поверхность Марса. В мае 2018-го NASA отправит первый в своем роде роботизированный аппарат InSight для изучения недр планеты и проведения на ней сейсмических исследований. Предполагается, что миссия поможет узнать много нового о том, как зарождаются планеты.
Сейсмология уже приоткрыла некоторые тайны здесь, на Земле, говорит Брюс Банердт, ведущий исследователь миссии Insight в Лаборатории реактивного движения NASA. Теперь — очередь Марса.
«Во время формирования этот безликий каменный шар превратился в разнообразную и увлекательную планету, почти как гусеница в бабочку. Мы хотим использовать сейсмологию, чтобы узнать, почему Марс сформировался так, а не иначе, и как формируются планеты в целом», — уточняет ученый.
Планетарная томография
Образующиеся в коре трещины и сдвиги сопровождаются сейсмическими волнами, которые фиксируются по всей планете. Эти волны, более известные как землетрясения, движутся с разной скоростью в зависимости от геологического материала, через который они проходят.
Сейсмометры, такие как инструмент SEIS в аппарате InSight, измерят интенсивность, частоту и скорость распространения марсотрясений, предоставив ученым снимки грунта, через который они проходят.
«Сейсмометр — это как камера, которая делает изображение внутренностей планеты, — сказал Банердт. — Это похоже на проведение компьютерной томографии планеты».
Более легкие породы и минералы поднялись изнутри планеты, чтобы сформировать марсианскую кору, в то время как более тяжелые камни и минералы опустились вниз, чтобы сформировать мантию и ядро Марса. Узнав о расслоении этих материалов, ученые смогут объяснить, почему некоторые скалистые планеты превращаются в «Землю», а не в «Марс» или «Венеру» — этот фактор необходим для понимания того, где во Вселенной может возникать жизнь, а где нет.
Нечеткая картинка
Каждый раз, когда на Марсе будет возникать сейсмическая активность InSight будет делать «снимок» глубин планеты.
По оценкам ученых, в ходе миссии аппарат «засечет» от нескольких десятков до нескольких сотен землетрясений.
Небольшие метеориты, проходящие через тонкую марсианскую атмосферу на регулярной основе, также будут служить причиной сейсмических «снимков».
«Сначала это будет нечеткая картина, но чем больше землетрясений мы увидим, тем более резкой она станет», — говорит Банердт.
Один из вызовов миссии — это сделать полный обзор Марса с одного местоположения. Для сравнения: на Земле сейсмологи в основном используют данные с нескольких станций. С единственным сейсмометром InSight ученым придется анализировать данные творчески.
«Значит, мы должны стать умнее. Мы можем измерить, как различные волны от одного и того же землетрясения отскакивают от вещей и ударяют по станции в разное время», — рассуждает Банердт.
Лунотрясения и марсотрясения
InSight — не первая сейсмологическая миссия NASA. В отчетах миссий «Аполлон», которые доставили на Луну четыре сейсмометра, говорится о тысячах зафиксированных землетрясений на естественном спутнике Земли.
На Марсе посадочные станции «Викинг» пытались провести подобные исследования в конце 1970-х годов. Но их сейсмометры располагались на вершине посадочных аппаратов, стоящих на ногах, оборудованных амортизаторами.
«Это был эксперимент с ограниченными возможностями, — признает Банердт. — Я шучу, что мы проводили сейсмологию не на Марсе, а в трех футах (метре) над ним».
Научный профиль InSight — это не только сейсмология. Так, точное измерение доплеровского изменения частоты радиосигналов на посадочном модуле поможет определить, находится ли ядро планеты в расплавленном состоянии; посадочный модуль с бурильным устройством предназначен для измерения тепла под поверхностью планеты. Датчики ветра, давления и температуры позволят ученым «вычесть» колебательный «шум», вызванный погодой.
Сочетание всех этих данных даст наиболее полную картину Марса. InSight планируется запустить с побережья Калифорнии на равнины Марса 5 мая 2018 года. На сайте проекта ведется обратный отсчет до запуска миссии.
