Через месяц NASA запустит к Марсу автоматический аппарат InSight с сейсмометром на борту. Главная задача миссии — зафиксировать подземные толчки, марсотрясения. РИА Новости рассказывает, как ученые рассчитывают узнать, что внутри у Красной планеты, и почему их особенно интересует состояние ее ядра.
Космические станции запускают к Марсу с 1970-х годов. Десятки аппаратов наблюдали за планетой с орбиты и исследовали ее непосредственно на поверхности. Пять успешно завершили свои миссии, два марсохода работают до сих пор. Зачем понадобился еще один посадочный модуль?
В NASA задумали миссию InSight в 2010 году, взяв за основу платформу аппарата "Феникс", совершившего успешную посадку на Марс в 2008 году. "Феникс" искал воду и микроорганизмы, InSight, оборудованный свайной установкой и геофизическими инструментами, предназначен для изучения недр планеты.
Сейсмометр SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure, то есть "сейсмический эксперимент для исследования внутреннего строения") зарегистрирует любое марсотрясение, вызванное внутренним напряжением недр или падением крупного метеорита, установит его силу и эпицентр. Датчики давления, ветра, температуры изучат пылевые бури, которые, как предполагается, тоже генерируют сейсмические волны в марсианской коре — внешней твердой оболочке планеты. Прибор зафиксирует также колебания коры из-за приливных сил спутника планеты — Фобоса.
Предыдущие миссии не были оборудованы сейсмографами — кроме "Викингов", но их данные сомнительны. Прибор SEIS настолько чувствительный, что уловит малейшие колебания. Анализируя эти данные, ученые надеются узнать, из чего состоит Марс, есть ли у него внутри резервуары расплавленного вещества и жидкой воды.
Прибору HP3 (Heat Flow and Physical Properties Probe — зондирование теплового потока и физических свойств) предстоит заняться внутренней активностью Марса. Тепловой поток покажет, остыла планета полностью или внутри еще что-то теплится. Это словно измерить скорость остывания автомобильного мотора. Щуп прибора внедрится на небывалую до сих пор глубину — пять метров. Благодаря HP3 исследователи рассчитывают понять, сформировался ли Марс так же, как Земля, Луна и другие планеты Солнечной системы.
Кроме того, InSight проведет интересный эксперимент, записывая с помощью радиоантенн свои точные координаты, чтобы оценить колебания Марса на солнечной орбите. Их сила зависит от внутреннего строения и состава планеты — не в последнюю очередь от состояния ядра. Это похоже на разницу между сырым и сваренным вкрутую куриным яйцом — если крутануть его на столе, сразу видно, сырое оно или вареное. Ученые предполагают, что ядро Марса богато железом, возможно, никелем. Но неясно, жидкое оно или твердое и какие еще элементы в нем содержатся.
Что известно о строении Марса
Считается, что Марс, как и большинство планет Солнечной системы, состоит из слоев твердого вещества. По аналогии с Землей у Марса их как минимум три: кора, мантия и ядро. Поскольку у Красной планеты есть слабое магнитное поле, то, вероятно, в центре расположено металлическое ядро, скорее всего, железное. На это указывают и данные о средней плотности вещества планеты, поступившие от орбитальных аппаратов.
Есть гипотеза, что ядро Марса изначально было жидким. В ее пользу говорит намагниченность горных пород возрастом четыре миллиарда лет, зафиксированная орбитальной станцией Mars Global Surveyor. Ядро затвердело за полмиллиарда лет, то есть, по геологическим меркам, довольно быстро. Магнитное поле ослабело, стало прерывистым. Но есть и другая точка зрения, основанная на модельных расчетах и опытах в лаборатории: ядро Марса — жидкое или частично жидкое, как у Земли.
Размеры ядра неизвестны. Чтобы это выяснить, "необходима серия миссий посадочных модулей на Марс, оборудованных сейсмографами", — писали американские ученые в 2005 году в статье в Science.
По аналогии с Землей предполагают, что в мантии Красной планеты, расположенной между ядром и корой, много кремния. Вероятно, она более богата железом, чем мантия Земли, — об этом свидетельствует состав марсианских метеоритов и базальтов, на которые примарсились роверы Spirit и Opportunity.
Определив момент инерции планеты — величину, характеризующую вращение твердого тела, — вычислили среднюю плотность Марса: 3935 килограммов на кубометр, что на 37% меньше плотности Земли. Это позволило оценить толщину марсианской коры — 30-80 километров.
Точнее пока ничего сказать нельзя, поскольку нет сейсмических данных. Этот пробел и восполнит миссия InSight. И тогда, возможно, ученые получат ответ на самый главный вопрос: почему так похожий на Землю Марс потерял атмосферу, магнитное поле и воду, а вместе с тем — и условия для зарождения жизни.
Станция InSight отправится к Марсу 5 мая 2018 года с военного космодрома Ванденберг в Калифорнии. Кроме научной программы, аппарат выполнит важную общественную функцию: доставит на Красную планету два микрочипа, на которых написаны почти 2,4 миллиона имен землян, в том числе более 60 тысяч россиян.
Ракета-носитель возьмет также на борт два малых спутника (кубсата). Они последуют за станцией до орбиты Красной планеты, чтобы передавать оттуда данные с приборов посадочного модуля на орбитальный аппарат Mars Reconnaissance Orbiter. Это ускорит доставку сигнала на Землю.
Через полгода полета, 26 ноября, InSight совершит посадку на равнине Элизий, чуть севернее экватора восточного полушария Марса. Аппарат рассчитан на два года работы.
По информации https://ria.ru/science/20180330/1517532486.html
