Στις
26 Νοεμβρίου το διαστημικό σκάφος InSight της NASA
θα εισέλθει στην ατμόσφαιρα του Άρη. An artist's impression of NASA InSight's
entry, descent and landing at Mars, scheduled for Nov. 26, 2018. Credits:
NASA/JPL-Caltech
Το διαστημικό επιστημονικό σκάφος InSight της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας ετοιμάζεται να προσεδαφισθεί στον Άρη, με σκοπό να μελετήσει το εσωτερικό του και τους σεισμούς του. Θα είναι η πρώτη προσεδάφιση της NASA από το 2012 (ρόβερ Curiosity) και η πρώτη φορά που θα μελετηθεί από ένα ρομποτικό γεωλογικό εργαστήριο το εσωτερικό, η σύνθεση και ειδικότερα η τεκτονική δραστηριότητα όχι μόνο του Άρη, αλλά και οποιουδήποτε άλλου πλανήτη πέρα από τη Γη.
This illustration
shows a simulated view of NASA's InSight lander descending on its parachute
toward the surface of Mars. Credits: NASA/JPL-Caltech
Αν
όλα πάνε καλά, μετά από ένα ταξίδι 484 εκατομμυρίων χιλιομέτρων με ταχύτητα
19.800 χλμ. την ώρα, το InSight (Interior Exploration using Seismic
Investigations, Geodesy and Heat Transport) θα μειώσει την ταχύτητά του μόλις
στα οκτώ χιλιόμετρα την ώρα (την ταχύτητα που ένας άνθρωπος κάνει τζόκινγκ) και
θα κάνει «μαλακή» προσεδάφιση στον γειτονικό πλανήτη περίπου στις 20:00 ώρα
Ελλάδας της Δευτέρας 26 Νοεμβρίου.
Η
όλη διαδικασία προσεδάφισης θα διαρκέσει επτά αγωνιώδη λεπτά, που οι μηχανικοί
της NASA αποκαλούν τα «επτά λεπτά του τρόμου», στη διάρκεια των οποίων δεν
μπορούν να κάνουν κάτι, παρά να προσεύχονται ότι έχουν προγραμματίσει σωστά τις
κινήσεις του ρομποτικού σκάφους και ότι δεν θα προκύψει κάποιο απρόοπτο.
The Mars Odyssey
orbiter took this image of the target landing site for NASA's InSight lander. Credits:
NASA/JPL-Caltech/ASU
Στη
συνέχεια, η διαστημοσυσκευή θα ξεδιπλώσει τα ηλιακά πάνελ της για να
τροφοδοτείται με ενέργεια, εφόσον οι μπαταρίες της φθάνουν μόνο για μια αρειανή
μέρα, καθώς επίσης ένα ρομποτικό βραχίονα. Η επιβεβαίωση ότι αυτό πέτυχε, θα
έλθει με καθυστέρηση μερικών ωρών από τους δορυφόρους «Mars Odyssey» και MRO
που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Άρη και θα πετάνε πάνω από το σημείο
προσεδάφισης δύο φορές μέσα στη μέρα. Μόνο τότε η NASA θα επιβεβαιώσει ότι η αποστολή
στέφθηκε με επιτυχία.
Δύο
πειραματικοί μικροδορυφόροι που ταξίδεψαν μαζί με το InSight, πετώντας πίσω από
αυτό, οι Mars Cube One (ή MarCO), με μέγεθος χαρτοφύλακα και βάρος 13,5 κιλών ο
καθένας, οι οποίοι θα δοκιμασθούν για πρώτη φορά σε άλλον πλανήτη, θα
λειτουργήσουν ως εναλλακτικός και πιο γρήγορος αναμεταδότης των ραδιοσημάτων
του InSight προς τη Γη, παρακάμπτοντας τις μεγάλες δορυφορικές διαστημοσυσκευές
που κινούνται πέριξ του Άρη εδώ και χρόνια. Μπορεί έτσι η NASA να ξέρει μέσα σε
μερικά λεπτά και όχι σε μερικές ώρες πώς πήγε η προσεδάφιση.
This artist’s
concept depicts the smooth, flat ground that dominates InSight's landing
ellipse in the Elysium Planitia region of Mars. Credits: NASA/JPL-Caltech
Το
ύψους περίπου ενός μέτρου και βάρους 358 κιλών InSight είναι ένας τρίποδος
στατικός γεωφυσικός ανιχνευτής και όχι κινούμενος όπως τα ρόβερ που ήδη
υπάρχουν στον «κόκκινο» πλανήτη. Eίχε εκτοξευθεί από τη Γη στις 5 Μαΐου και ο
προορισμός του είναι μια τεράστια επίπεδη έκταση του Άρη, γνωστή ως Elysium
Planitia, μήκους 130 χλμ. και πλάτους 27 χλμ., λίγο βόρεια του αρειανού
ισημερινού, γνωστή και ως «το μεγαλύτερο επίπεδο πάρκινγκ στον Άρη».
Εκεί,
από στάσιμη θέση, το InSight θα αρχίσει την χαρτογράφηση της «καρδιάς» του Άρη
μετά από περίπου τρεις μήνες, χρονικό διάστημα απαραίτητο για να δοκιμασθούν
στο μεταξύ και να τεθούν σε λειτουργία τα επιστημονικά όργανά του. Ευτυχώς για
τη NASA οι αμμοθύελλες που σάρωναν τον πλανήτη επί μήνες, έχουν πλέον
καταλαγιάσει και η περιοχή προσεδάφισης φαίνεται καθαρή και ήσυχη.
«Νεκροταφείο»
διαστημικών αποστολών
Η
προσεδάφιση ποτέ δεν είναι εύκολη στον Άρη, όπου μέχρι σήμερα σχεδόν δύο στις
τρεις αποστολές έχουν αποτύχει ή έχουν συντριβεί στην επιφάνειά του. This
artist's illustration shows NASA's four successful Mars rovers (from left to
right): Sojourner, Spirit and Opportunity, and Curiosity. The image also shows
the upcoming Mars 2020 rover and a human explorer. Credits: NASA
Η
προσεδάφιση πάντως ποτέ δεν είναι εύκολη στον Άρη, όπου μέχρι σήμερα σχεδόν δύο
στις τρεις αποστολές έχουν αποτύχει ή έχουν συντριβεί στην επιφάνειά του. Η πιο
πρόσφατη αποτυχία ήταν του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος το 2016 με το
σκάφος «Σκιαπαρέλι» που συνετρίβη λόγω τεχνικού σφάλματος.
This map shows the
temperature of the Martian atmosphere 16 miles above the surface. The data was
taken on Nov. 18, 2018, about one week before NASA's InSight lander is
scheduled to touchdown on the Martian surface. The temperature indicates to
mission scientists the amount of dust activity in the atmosphere. The map shows
a range of latitudes, with temperatures clearly dropping near the planet's
north pole. The landing locations of various NASA Mars landers are shown for
context. Credits: NASA/JPL-Caltech
Οι
ΗΠΑ, η μόνη χώρα με επιτυχημένο ιστορικό προσεδαφίσεων στον Άρη, έχουν
εφοδιάσει το InSight με μια δοκιμασμένη «συνταγή»: μια κάψουλα ανθεκτική στις
υψηλές θερμοκρασίες έως 1.500 βαθμούς Κελσίου που αναπτύσσονται κατά τη
διάσχιση της αρειανής ατμόσφαιρας λόγω τριβής, ένα αλεξίπτωτο που θα ανοίξει σε
ύψος 12 χιλιομέτρων από την επιφάνεια. καθώς και μικρούς πυραύλους που τεθούν
σε λειτουργία σε ύψος 1.200 μέτρων για να φρενάρουν και να καθοδηγήσουν ομαλά
την κάθοδο.
NASA's InSight Mars
Lander in fully landed configuration in the clean room at Lockheed Martin Space
in Littleton, Colorado. Once the solar arrays are fully deployed on Mars, they
can provide 600-700 watts on a clear day, or just enough to power a household
blender. Credits: Lockheed
Martin
Η
αποστολή είναι κόστους περίπου ενός δισεκατομμυρίου δολαρίων και, από αυτά,
σχεδόν το 20% έχουν επενδύσει οι Ευρωπαίοι. Το μεγαλύτερο μέρος του InSight
κατασκευάσθηκε από την αμερικανική αεροδιαστημική εταιρεία Lockheed Martin
Space, αλλά βρετανικής και γαλλικής κατασκευής είναι οι αισθητήρες και ο
σεισμογράφος του, που θα ανιχνεύουν τις δονήσεις και τα σεισμικά κύματα στο
εσωτερικό του. Η ταχύτητα των κυμάτων αυτών αλλάζει ανάλογα με το υλικό μέσω
του οποίου ταξιδεύουν, κάτι που επιτρέπει να εξαχθούν συμπεράσματα για το
εσωτερικό του πλανήτη. Έτσι, με τη βοήθεια αυτών των κυμάτων είναι δυνατό να
προκύψει ένας τρισδιάστατος «χάρτης» του εσωτερικού του Άρη – μια ανάλογη
μέθοδος εφαρμόζεται από τους γεωλόγους και στη Γη.
Θα
είναι ο πρώτος σεισμογράφος τοποθετημένος απευθείας πάνω στην επιφάνεια του Άρη
και θα είναι χιλιάδες φορές πιο ακριβής από εκείνους που βρίσκονταν πάνω στις
διαστημοσυσκευές Viking το 1976. Ο πρώτος σεισμογράφος σε άλλο ουράνιο σώμα
είχε τοποθετηθεί στη Σελήνη το 1969 από την αποστολή «Απόλλων 11».
Γερμανικής
κατασκευής -από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο DLR- θα είναι το αυτόματο
όργανο ΗΡ3 (Heat Flow and Physical Properties Package) που θα ανοίξει τη
βαθύτερη τρύπα, βάθους έως πέντε μέτρων, που θα έχει ποτέ ανοιχτεί σε άλλο
ουράνιο σώμα, προκειμένου να γίνουν μετρήσεις της εσωτερικής θερμότητας. Κάτι
τέτοιο είχε γίνει μόνο στη Σελήνη από την τελευταία αποστολή «Απόλλων 17», όταν
οι αστροναύτες Γιουτζίν Σέρναν και Τζακ Σμιτ με ένα χειροκίνητο τρυπάνι είχαν
σκάψει σε βάθος τριών μέτρων.
Εκτός
από το Εθνικό Κέντρο Διαστημικών Μελετών της Γαλλίας (CNES) που έφτιαξε το
ευαίσθητο σεισμογραφικό όργανο SEIS (Seismic Experiment for Interior
Structure), σε συνεργασία με τα βρετανικά πανεπιστήμια Imperial και Οξφόρδης,
συμβολή είχαν η ελβετική πολυτεχνική σχολή ΕΤΗ, το Κέντρο Διαστημικής Έρευνας
της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών και το Κέντρο Αστροβιολογίας της Ισπανίας.
Ένα άλλο αμερικανικής κατασκευής επιστημονικό όργανο (Rotation and Interior
Structure Experiment-RISE) θα καταγράψει τις διακυμάνσεις στον άξονα
περιστροφής του Άρη, κάτι που θα δώσει στοιχεία για το αν ο αρειανός πυρήνας
είναι στερεός ή υγρός.
Από
τον συνδυασμό όλων των επιστημονικών δεδομένων, αναμένεται να προκύψει μια
εικόνα για την εξέλιξη και τα σημερινά χαρακτηριστικά του φλοιού, του μανδύα
και του πυρήνα του πλανήτη, κάτι που θα επιτρέψει να εξαχθούν -σε σύγκριση και
με τη Γη- ευρύτερα συμπεράσματα για το σχηματισμό και την εξέλιξη των βραχωδών
πλανητών του ηλιακού μας συστήματος. Οι επιστήμονες είναι ιδιαίτερα περίεργοι
να μάθουν αν ο Άρης διαθέτει ένα καυτό λιωμένο πυρήνα από σίδηρο όπως και η Γη.
Την
ευθύνη της διετούς αποστολής, που μπορεί να παραταθεί, έχει το Εργαστήριο
Αεριώθησης (JPL) της NASA στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια.
Το
«προφίλ» του Άρη
The artist's
impression shows the major interior layers of Earth, Mars and the Moon. Credits: NASA/JPL-Caltech
Ο
πλανήτης έχει περίπου το μισό μέγεθος της Γης και το διπλάσιο της Σελήνης, το
ένα δέκατο της μάζας της Γης και το ένα τρίτο της βαρύτητάς της. Το έτος του
(πλήρης περιφορά γύρω από τον Ήλιο) διαρκεί 687 γήινες μέρες, ενώ η μέρα του
(περιστροφή περί τον άξονά του) είναι οριακά μεγαλύτερη από τη γήινη (24 ώρες,
39 λεπτά και 35 δευτερόλεπτα).
Η
αραιή ατμόσφαιρά του αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα (95%,3) και
άζωτο (2,7%), ενώ η θερμοκρασία του κυμαίνεται από τους μείον 128 έως τους 27
βαθμούς Κελσίου. Το υψηλότερο σημείο του είναι το ηφαιστειακό όρος Όλυμπος
ύψους 26 χιλιομέτρων, ενώ διαθέτει τα μακρύτερα και βαθύτερα φαράγγια σε όλο το
ηλιακό σύστημα, μήκους άνω των 4.000 χλμ.
Οι
πρώτες απόπειρες για ταξίδι στον Άρη έγιναν από τη Σοβιετική Ένωση με τα σκάφη
«Μάρσνικ» 1 και 2, που δεν κατάφεραν καν να φθάσουν σε γήινη τροχιά. Το 1965 το
αμερικανικό «Μάρινερ 4» έκανε την πρώτη επιτυχή προσέγγιση του Άρη και έστειλε
στη Γη 21 φωτογραφίες του, κάτι που επαναλήφθηκε το 1969 με τα «Μάρινερ» 6 και
7. Για πρώτη φορά η ΕΣΣΔ έφθασε στον Άρη το 1971 με το «Mars 3», που όμως κάηκε
κατά την κάθοδό του, αλλά μετά από λίγες εβδομάδες το «Mars 3» ήταν το πρώτο
που προσεδαφίστηκε, αν και λειτούργησε μόνο για 20 δευτερόλεπτα, προτού
σιγήσει. Η πρώτη προσεδάφιση των ΗΠΑ έγινε το 1975 με το «Viking 1».
Η
επόμενη αποστολή της NASA στον Άρη θα είναι η «Mars 2020», που θα εκτοξευθεί το
καλοκαίρι του 2020 και θα προσεδαφίσει τον Φεβρουάριο του 2021 ένα ρόβερ σαν το
Curiosity, με στόχο να αναζητήσει μικροβιακή ζωή.
Πηγές:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-insight-landing-on-mars-milestones - https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-insight-team-on-course-for-mars-touchdown - https://www.tovima.gr/2018/11/24/science/tin-deytera-i-prosedafisi-tou-seismologou-insight-tis-nasa-ston-ari/