行星听诊器将很快开始聆听火星的心跳。
5月5日,NASA计划从加利福尼亚的范登堡空军基地发射其价值9.94亿美元的InSight太空船。任务的主要工作将是在火星表面放置一个地震仪,并听见行星内部撞击的地震波。
如果努力成功,它将标志着第一个明确地检测到称为“地震”的地震,并解释有关行星内部结构及其演化的长期谜团。加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的地球物理学家,任务主要研究人员布鲁斯·班纳特(Bruce Banerdt)说:“所有这些关于火星的问题都只能用地震数据来回答。”
柏林德国航空航天中心(DLR)的行星地球物理学家Ana-Catalina Plesa补充说:“这将是火星上的第一个地球物理观测站。”“所有人都真的很兴奋。” / p>
耳朵接地
在地球上,地震学家使用遍布世界各地的测量站网络来探测来自遥远地震的地震波。通过追踪能量如何绕行星内部反弹,研究人员可以计算出基本信息,例如地核的大小。
但是还没有人在火星上做到这一点。美国宇航局(NASA)尝试于1975年发射双双维京号着陆器,但未成功。当解开机制无法解锁仪器时,Viking 1上的地震仪发生故障。Viking 2上的地震仪收集了大约2,100个小时的数据,但它检测到的所有震颤(可能是一个例外1)都是由于一阵阵风摇动了航天器造成的。地震仪已经安装在着陆器的顶部,而不是直接与火星表面接触。
InSight着陆后,它将把由法国航天局CNES建造的西瓜大小的地震仪推到火星地面上。该仪器将在三个细微的摆锤测量出最小的震颤时,位于防护罩下方。“这几乎是迄今为止建造的最敏感的地震仪,”阿拉巴马州亨茨维尔市NASA马歇尔太空飞行中心的行星科学家Renee Weber说。
但是构造这样一个挑剔的工具并不容易。InSight原定于2016年3月发射,但密封地震仪的真空密封件中的泄漏导致延迟26个月。此后,对外壳进行了重新设计,并在德国南部的地球物理观测站成功测试了地震仪。
火星之谜
最大的问题是它将捕获多少次地震。由于没有关于火星地震活动性的实际数据,研究人员使用了行星表面上的地质断层图2以及其内部随时间的冷却方式3的计算,来估计火星的地震可能比地球少,但比月球少。(机器人月球着陆器,再加上美国宇航局阿波罗计划的宇航员部署的仪器,已测量出由构造裂缝引起的浅层地震和由地球潮汐引起的深层地震。)
InSight将降落在火星赤道附近安全平坦的“ Elysium Planitia”土地上,但是地质上很无聊。韦伯说,在那里,它可能期望每年测量一次本地地震,震级在2.7至4.2之间。但是,它还可以检测到1000多公里远的较大地震,例如断层错综复杂的Cerberus Fossae5或拥有巨大火山的Tharsis地区。巴黎地球物理研究所的地球物理学家菲利普·洛格农n茅(Philippe Lognonn茅)说:“我们的目标是在执行任务时收集类似30次地震的东西。”
由于只有最大的地震事件一直贯穿到核心,所以地震越大,行星内部的情况就越多。韦伯说:“ 7级会很棒。”在美国宇航局希望开展这项任务的两个地球年中,InSight可能会看到一两次大地震。
事情的核心
地震数据将帮助InSight绘制火星地壳,地幔和岩心之间的边界。这样做可以揭示出原始原始岩浆海洋曾经搅动过的深度,以及火星是否具有类似于板块构造的东西。固定火星核心的大小(据认为大约是地球的一半)将揭示其密度和组成6。巴内特说,行星的内层代表着它存在的最初几千万年的记录。研究火星内部可能也有助于揭示我们自己星球的早期历史,它可能在形成后不久也经历了许多相同的变化。
同时,在InSight上进行的一次无线电科学实验将测量行星在其轴上的摆动方式,以进一步了解其核心的大小。由DLR的团队制造的热流探针将刺入地下5米以测量温度随深度和时间的变化情况。
只要在6月8日发射,InSight就能在11月26日登陆火星,并在数周内部署其仪器。对于一直试图将地震仪送入火星已经超过二十年的Lognonn茅来说,这一天会很快到来。
他说:“当我获得第一个数据时,我会高兴得多。”
自然557,13-14(2018)