«MARS INSIGHT» Ετοιμο να πατήσει στον Αρη το σεισμολογικό εργαστήριο της NASA

Σύνθετη φωτογραφία της Γης και του Αρη, που δείχνει τη διαφορά μεγέθους μεταξύ των δύο πλανητών

Ετοιμο για προσεδάφιση στον Αρη την ερχόμενη Δευτέρα είναι το σκάφος της νέας μη επανδρωμένης αποστολής της NASA, με την ονομασία «Mars InSight» (συντομογραφία του «Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport»). Το σκάφος, που εκτοξεύτηκε στις 5 Μάη, θα είναι η συνέχεια της ήδη μακράς ακολουθίας εξερευνητικών αποστολών της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας στον κόκκινο πλανήτη, με πιο πρόσφατη προηγούμενη προσεδάφιση εκείνη του ρόβερ «Curiosity» το 2012. Σκοπός της αποστολής είναι να μελετήσει λεπτομερώς το εσωτερικό του Αρη, κάνοντας σεισμικές παρατηρήσεις και όχι μόνο. Το «Mars InSight» ακολουθούν δύο μικρότερα σκάφη σχήματος κύβου (CubeSats), τα «Mars Cube One» (MarCO), που - αν όλα πάνε καλά - κατά το πέρασμά τους από τον Αρη την ώρα ακριβώς που θα κατεβαίνει το «Mars InSight», θα αναμεταδώσουν στη Γη τα δεδομένα που θα στέλνει σε σχέση με την ατμόσφαιρα του πλανήτη.

Διαφορετικοί δρόμοι

Η Γη και ο Αρης είναι δύο πλανήτες που μοιάζουν με αδέρφια, τα οποία από νωρίς τράβηξαν διαφορετικούς δρόμους. Κάποτε ήταν και οι δύο ζεστοί, υγροί και καλυμμένοι από πυκνές ατμόσφαιρες. Αλλά αυτή η εικόνα άλλαξε πριν από 3 έως 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Μελετώντας το εσωτερικό του Αρη, από τι είναι φτιαγμένο, ποια είναι η διαστρωμάτωση των υλικών του και πόση θερμότητα ανεβαίνει από το εσωτερικό του προς την επιφάνεια, οι επιστήμονες θα κατανοήσουν καλύτερα πώς τα υλικά από τα οποία απαρτίζεται ένας πλανήτης μπορούν να τον κάνουν σε κάποια φάση ευνοϊκό πεδίο για την εμφάνιση και συντήρηση ζωής. Ο Αρης στο μακρινό παρελθόν σταμάτησε να αλλάζει γεωλογικά, ενώ η Γη συνέχισε αναπτύσσοντας τεκτονικές πλάκες, που λειτουργούν σαν ιμάντας μεταφοράς υλικών από και προς το εσωτερικό, ανάμεσά τους και πτητικών (αεριοποιούμενων σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία) ενώσεων, που σχετίζονται με τη ζωή, όπως το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο.

Καλλιτεχνική απεικόνιση της τελικής φάσης προσεδάφισης του «Mars InSight» στην Πεδιάδα των Ηλυσίων (Elysium Planitia)

Ο σεισμογράφος του «Mars InSight» δεν θα καταγράψει φυσικά σεισμούς από κίνηση τεκτονικών πλακών, αλλά σεισμικά κύματα από άλλα αίτια (π.χ. πρόσκρουση μετεωριτών). Με τη μελέτη των σεισμικών κυμάτων οι επιστήμονες θα μπορέσουν να καταλάβουν τη σημερινή διαστρωμάτωση του πλανήτη και απ' αυτή θα προσπαθήσουν να κάνουν αντίστροφη προβολή προς το παρελθόν, κάνοντας υποθέσεις για τις διαδικασίες που μπορεί να οδήγησαν στη σημερινή κατάσταση του Αρη.

Ζεστή «καρδιά»

Κάθε πετρώδης πλανήτης έχει παγιδευμένο στο εσωτερικό του ένα απόθεμα θερμότητας. Ενα μέρος παγιδεύτηκε κατά το σχηματισμό του, ενώ το υπόλοιπο προκύπτει από τη φυσική διάσπαση ραδιενεργών υλικών. Αυτή η θερμότητα ανεβαίνει αργά αργά προς την επιφάνεια, λιώνοντας στρώματα πετρωμάτων, προκαλώντας ρήγματα στον φλοιό και δημιουργώντας ηφαίστεια στην επιφάνεια, από τα οποία εκλύονται και πτητικά αέρια. Η θερμότητα αυτή μπορεί να δημιούργησε θερμές πηγές στην πρώιμη ιστορία του Αρη ή να οδήγησε στην εμφάνιση ηφαιστείων που εκτόξευσαν μεγάλες ποσότητες ατμού, που μετά συμπυκνώθηκε δημιουργώντας ποτάμια και ωκεανούς.
Η θερμότητα διατηρεί τον πυρήνα ενός πλανήτη σε ρευστή κατάσταση. Τα μεταλλικά στοιχεία στον πυρήνα καθώς κινούνται δημιουργούν ηλεκτρικά ρεύματα, που παράγουν μαγνητικό πεδίο. Αυτό το μαγνητικό πεδίο είναι σαν μια αόρατη πανοπλία, που προφυλάσσει τον πλανήτη και όλες τις μορφές ζωής στην επιφάνειά του, από την επικίνδυνη ηλιακή ακτινοβολία. Ο Αρης κάποτε είχε ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Πολλά από τα σημεία του φλοιού του που έχουν μεγάλη ηλικία είναι έντονα μαγνητισμένα. Αλλά πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, το πεδίο αυτό σχεδόν εξαφανίστηκε, αφήνοντας τον Αρη απροστάτευτο.
Οι επιστήμονες θέλουν να μάθουν την κατάσταση του πυρήνα του Αρη και για έναν άλλο λόγο. Οταν ο πυρήνας είναι στερεός, ο πλανήτης ταλαντώνεται γύρω από τον άξονά του με διαφορετικό τρόπο απ' ό,τι όταν είναι υγρός, όπως κάνει το βρασμένο αυγό συγκριτικά με το ωμό, όταν το περιστρέψουμε σαν σβούρα. Το «Mars InSight» θα μετρήσει και αυτή την ταλάντωση με ειδικό όργανο που διαθέτει.

Καλλιτεχνική απεικόνιση του «Mars InSight» «επί το έργον» στην επιφάνεια του Αρη

Ο συνδυασμός των παρατηρήσεων σχετικά με την ταλάντωση γύρω από τον άξονα περιστροφής, τη ροή θερμότητας από το εσωτερικό και το ιστορικό της τεκτονικής δραστηριότητας, θα βοηθήσει να απαντηθεί το ερώτημα γιατί απέκλιναν οι δρόμοι της Γης και του Αρη.

Τοποθεσία

Επειδή το «Mars InSight» δεν έχει ρόδες για να μετακινηθεί, θα σταθεί εκεί που θα πατήσει με τα τρία μηχανικά του πόδια. Ακριβώς γι' αυτό ήταν εξαιρετικής σημασίας η αναζήτηση κατάλληλης τοποθεσίας προσεδάφισης, ώστε να μην έχει μεγάλους βράχους που θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανατροπή του σκάφους, ενώ ταυτόχρονα να διαθέτει έδαφος με σύνθεση, που να μπορεί να διαπεράσει το μήκους 5 μέτρων όργανο μέτρησης της ροής θερμότητας. Ταυτόχρονα, το σημείο πρέπει να είναι σε γεωγραφικό πλάτος που να δέχεται αρκετή ακτινοβολία, ώστε σε όλη τη διάρκεια του αρειανού έτους (26 γήινοι μήνες) να μην παγώσει το σκάφος και να μπορεί να φορτίζει τις μπαταρίες του με τη βοήθεια των φωτοβολταϊκών κελιών που θα αναπτύξει μετά την προσεδάφισή του. Οι επιστήμονες της NASA επέλεξαν μια τοποθεσία στον ισημερινό του Αρη, στην Πεδιάδα των Ηλυσίων (Elysium Planitia). Αν έκαναν καλή επιλογή θα φανεί καταρχήν τη Δευτέρα. Η αποστολή «Mars InSight», στην οποία υπάρχει και ευρωπαϊκή συνεργασία (κυρίως γερμανική), προβλέπεται να έχει διετή διάρκεια.

Από τον έλεγχο του σκάφους πριν από την εκτόξευση. Σε πρώτο πλάνο η μια «μαργαρίτα» από πτυσσόμενα φωτοβολταϊκά κύτταρα

Το επιδιωκόμενο σημείο προσεδάφισης της αποστολής «Mars InSight» κοντά στον ισημερινό και τα σημεία προσεδάφισης προηγούμενων αποστολών της NASA στον Αρη

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: www.nasa.gov