Землетресения на Марсе помогут раскрыть секреты формирования планеты

Леонид Гляделов

Новости космоса:
Миссия NASA Mars InSight будет прислушиваться к сейсмической активности, чтобы раскрыть детали загадочного ядра красной планеты.

5 мая НАСА планирует запустить свой космический корабль InSight стоимостью 994 миллиона долларов США с базы ВВС Ванденберга в Калифорнии. Основная задача миссии - разместить сейсмометр на поверхности Марса и прислушаться к сейсмическим волнам.

Подробнее:

Если усилия будут успешными, это будет означать первое однозначное обнаружение треморов, известное как marsquakes, - и объяснить давние загадки о внутренней структуре планеты и ее эволюции. «Все эти вопросы касаются Марса, на которые можно ответить только с помощью сейсмических данных», - говорит Брюс Банердт, геофизик Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, и главный исследователь миссии.

«Это будет первая геофизическая обсерватория на Марсе, - добавляет Ана-Каталина Плеса, планетарный геофизик в Немецком аэрокосмическом центре (DLR) в Берлине. «Мы все очень взволнованы».

Уши на Земле

На Земле сейсмологи используют сети измерительных станций, разбросанных по всему миру, для обнаружения сейсмических волн от далеких землетрясений. Отслеживая, как эта энергия подпрыгивает вокруг внутренней части планеты, исследователи могут рассчитать фундаментальную информацию, такую как размер ядра Земли.

Но на Марсе этого еще никто не сделал. NASA безуспешно пытались использовать его сдвоенные посадочные машины Viking, которые были запущены в 1975 году. Сейсмометр на борту Viking 1 провалился, когда механизм откалибровки не смог разблокировать прибор. Сейсмометр на Viking 2 собрал около 2100 часов данных, но все обнаруженные толчки, с одним возможным исключением, были вызваны порывами ветра, сотрясающими космический корабль. Сейсмометр монтировался сверху посадочного устройства, а не находился в прямом контакте с поверхностью Марса.

После землетрясений InSight он закроет свой сейсмометр размером с арбуз на марсианской земле. Инструмент будет располагаться под защитным ветровым экраном, поскольку его три тонких маятника измеряют мельчайшие дрожания. «Это почти самый чувствительный сейсмометр, который когда-либо строился», - говорит Рене Вебер, планетарный ученый из Центра космических полетов им. Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама.

Но построить такой фиктивный инструмент было непросто. InSight была первоначально запланирована для запуска в марте 2016 года, но утечка в вакуумной печати, которая охватывает сейсмометр, вызвала 26-месячную задержку. С тех пор корпус был переработан, и сейсмометр успешно прошел испытания в геофизической обсерватории на юге Германии.

Марсианская тайна

Большой вопрос в том, сколько данных будет захвачено. Не имея реальных данных о марсианской сейсмичности, исследователи использовали карты геологических разломов на поверхности планеты, а также расчеты того, как ее внутренность охлаждается со временем, чтобы оценить, что Марс, вероятно, имеет меньше землетрясений, чем Земля, но больше, чем Луна. (Роботизированные лунные посадочные устройства, а также приборы, развернутые астронавтами из программы Аполлона НАСА, измерили мелкие лунные лучи, вызванные тектоническими переломами и глубокими лунными лучами, вызванными приливным приливом Земли).

InSight приземлится в Elysium Planitia, безопасном и плоском, но геологически скучном месте вблизи марсианского экватора. Там, возможно, ожидается, что каждый месяц будет измерять один местный маршкейк с величиной от 2,7 до 4,2, говорит Вебер. Но он мог также обнаруживать более крупные марсикеры из отдаленных районов более чем на 1000 километров, например, пронизанные ошибками Cerberus Fossae или район Тарсиса с его огромными вулканами. «Наша цель - собрать что-то вроде 30 землетрясений над миссией», - говорит Филипп Логноне, геофизик из Парижского института физики Земли, который возглавляет команду сейсмометра.

Чем крупнее маршкейк, тем больше он будет раскрывать о внутренней части планеты, потому что только самые большие сейсмические события проникают до самого ядра. «Величина будет отличной, - говорит Вебер. InSight может увидеть одно или два землетрясения, которые были большими в течение двух земных лет, которые НАСА надеется управлять миссией.

Ядро Марса

Данные от marsquakes помогут InSight отобразить границы между корой Марса, мантией и ядром. Это могло бы выявить глубину, с которой когда-то перевертывался первичный магматический океан планеты, и имел ли Марс что-либо похожее на тектонику плит. Привязывание к размеру марсианского ядра, считающегося примерно вдвое большим, чем у Земли, выявило бы его плотность и состав. Внутренние слои планеты представляют собой рекорд первых десятков миллионов лет своего существования, говорит Банердт. И изучение интерьера Марса также может помочь выявить раннюю историю нашей собственной планеты, которая, вероятно, испытала многие из тех же изменений вскоре после ее образования.

Между тем, радио-научный эксперимент на InSight будет измерять, как планета колеблется на своей оси, как способ дальнейшего понимания того, насколько велика его ядро. И датчик теплового потока, построенный командой DLR, пробит до 5 метров под поверхностью, чтобы измерить, как температура изменяется по глубине и времени.

Пока он запускается к 8 июня, InSight сможет приземлиться на Марсе 26 ноября и развернуть свои инструменты в течение нескольких недель. Для Lognonné, который пытался получить сейсмометр на Марсе более двух десятилетий, этот день не может наступить достаточно скоро.

«Я буду намного счастлив, когда получу первые данные, - говорит он.


Похожие статьи