Mars misyonu InSight tarih oldu. 20 Aralık 2022’de NASA görevin bittiğini ilan etti. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Tahrik Laboratuvarı’ndaki görev kontrol merkezi, daha önce Mars yörüngesindeki röle uyduları aracılığıyla iniş aracına ulaşmak için iki kez başarısızlıkla denemişti. Bu muhtemelen InSight’ın güneş enerjisiyle çalışan pillerinin gücünün bitmek üzere olduğu anlamına gelebilir, bu durum mühendislerin “ölü veri yolu modu” olarak adlandırdığı bir durumdur. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), ölçüm cihazları ve bilimsel bir ekiple iniş görevinde yer aldı. InSight, tamamen jeofiziksel olan ilk Mars göreviydi. Dünya ile son radyo teması 15 Aralık’taydı.
InSight, tozlu güneş panelleri nedeniyle şu anda artık mümkün olmayan pilleri şarj etmek için güneş enerjisini kullanır. Rüzgar, güneş panellerini temizler ve tekrar yeterli şarj seviyesine ulaşılırsa, InSight yeniden başlar ve iletişim kurmaya çalışır. O zaman daha fazla temas ve hatta operasyonların yeniden başlaması mümkün olacaktır. Ancak, güneş panellerinde artan toz birikintileri nedeniyle bu pek olası değildir.
Berlin DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü Direktörü Prof. InSight’a. Öte yandan, olumlu olumsuzdan ağır basar: hazırlık ve planlamanın bilimsel meyveleri toplanabilir. Mars’ın iç yapısı hakkında çok şey öğrendik ve bunu güneş sistemindeki diğer Dünya benzeri cisimleri anlamak için kullandık. Nihayetinde, gezegen jeofizikçilerimiz ölçümlerden birçok önemli sonuca varıyor.”
Misyonun sonu son birkaç ay içinde belli oldu ve sürpriz olmadı. Dört yıldan fazla olan görevin süresi beklentileri iki kattan fazla aştı. InSight (Sismik Araştırmalar, Jeodezi ve Isı Taşımacılığı Kullanan İç Keşif), NASA’nın 1976’dan beri Mars’a sekizinci iniş göreviydi ve ilki neredeyse tamamen jeofizik araştırmalara ayrılmıştı. Güneş panelleri, toz birikintilerine rağmen başlangıçta planlanan bir Mars yılı (iki Dünya yılı) ömrü için yeterli enerji sağlayacak şekilde boyutlandırıldı. Sonunda, görevin süresini ikinci bir Mars yılı uzatmaya bile yetti.
Hepsi olmasa da çoğu planlandığı gibi gitti
Bu özel görev, yapısı, çekirdekten ve mantodan yüzeye ısı akışı ve bundan türetilen termal evrim hakkında önemli bilgiler elde etmek için gezegenin içindeki termal denge ve sismik aktivitenin ölçümlerine odaklandı. gezegenin. Bu ölçümler için ana araçlar, DLR tarafından sağlanan HP ısı akışı deneyiydi.3 (Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi) ve Fransız uzay ajansı CNES tarafından geliştirilen sismometre SEIS (İç Yapılar İçin Sismik Deney). Bugüne kadarki en önemli Avrupa katkısına sahip NASA Mars görevidir. NASA Bilim Direktörü Dr. Thomas Zurbuchen, görevi büyük bir başarı olarak kabul etti.
Robotik kol, köstebeğin yüzeyin altında kalmasına yardımcı olur
“Mars köstebeği” HP sağladı3 DLR beklenen ölçümleri tamamlamadı (burada, DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nün eski yöneticisi olan baş araştırmacı Prof. gereğince, gerektiği gibi. Isı akış probu HP3 “Köstebek”, “Mars köstebeği” ile ekip iki yıldan fazla bir süredir askıda kaldı. Başlangıçta köstebeğin beş metre derinliğe kadar nüfuz etmesi ve arkasında sıcaklık sensörleri olan bir ölçüm kablosu çekmesi gerekiyordu. “Bu, sıcaklığın derinlikle nasıl arttığını ölçmemizi sağlardı. Köstebek girdiğinde ölçülen termal iletkenlik sayesinde, Mars’ın içinden ısı akışını doğrudan belirleyebilirdik” diye açıklıyor Prof. Tilman Spohn. “Bu boyut, Mars’ın evrimini sıcak bir kökenden bugünkü neredeyse soğuk durumuna haritalamamıza yardımcı olabilirdi.”
Diğer görevlerin iyi bilinen gevşek, kumlu toprağına kendi kendini çekiçleyen bir sonda olarak geliştirilen Mars Mole, InSight’ın etrafındaki beklenmedik şekilde sert zeminde bir temel bulamadı. Alet sonunda, Mars toprağının mekanik ve termal özellikleri hakkında değerli veriler toplarken, 40 santimetrelik sondasını yüzeyin hemen altına gömmeyi başardı. Prof. Tilman Spohn, “Bu veriler, Mars’ın gelecekte Mars toprağını kazmaya çalışan insanlar veya robotlar tarafından keşfedilmesi için çok yardımcı olacaktır.” Köstebeğin sonunda yuvayı kazabilmesi, JPL ve DLR’deki mühendislerin ekip çalışması sayesinde oldu. Köstebeğe ekstra destek vermek için arazi aracının robotik kolunu yaratıcı bir şekilde kullandılar. Kol ve küçük küreği, öncelikle bilimsel aletleri Mars’ın yüzeyine yerleştirmek için tasarlanmıştı. Sonunda, güç düştüğünde InSight’ın güneş panellerindeki tozun bir kısmının alınmasına bile yardımcı oldular.
Sismometre çığır açan veriler sağladı
Ancak SEIS deneyinde, Mars kabuğu boyunca yayılan deprem dalgalarının kayıtları muazzam bir bilimsel değere sahipti. 2019’un başı ile görevin sonu arasında, 1.300’den fazla “olaydan”, yani Mars topraklarındaki sarsıntılardan sismik dalgalar kaydedildi. Bunlar arasında, esas olarak tektonik gerilimler boşaldığında Mars kabuğunun farklı yerlerinde meydana gelen mars depremlerinden ve ayrıca asteroitlerin çarpmasıyla tetiklenen birkaç deprem dalgasından: Çarpmaların yeri yeniden oluşturulabilir ve birkaç durumda Mars Reconnaissance Orbiter tarafından çekilen fotoğraflarla, en büyük iki kraterin çapı 100 metreden fazladır.
Her şeyden önce, tektonik olarak meydana gelen mars depremleri, kızıl gezegenin yapısı hakkında önemli bilgiler sağladı. Mars’ın çekirdeğinin boyutu nihayet, katı kayalık manto ile sıvı çekirdek arasındaki sınırdaki dalgaların yansımalarıyla kesin olarak belirlenebilir. Çapı 3600 ila 3700 kilometre arasında olup, görevden önce tahmin edilen boyutun en üst noktasındadır. Karşılaştırma için: Mars’ın toplam çapı neredeyse 6800 kilometredir. Çekirdekten geçen sismik dalgalar, çekirdeğin iç yapısı ve bileşimi hakkında ipuçları veriyor. Gemideki ek yardımcı araçlar da HP’deki gibi önemli veriler sağladı.3 Kızılötesi radyasyonu ölçerek yüzey sıcaklığının günlük seyrini kaydeden DLR radyometre RAD’ye ait. Bu, Mars toprağının termal özelliklerini karakterize etmek için önemli verilerin toplanmasını sağladı.
Sabır gerekli: depremler yalnızca Mars yazında olur
Sismometrenin 2019’un başlarında hizmete alınmasının ardından birkaç hafta boyunca kayıtlarda tek bir deprem bile tespit edilmedi – InSight ekibini endişelendirecek kadar. DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nde sismolog olan ve SEIS deneyinde yer alan Dr. Martin Knapmeyer, “Teorilerimiz için herhangi bir deprem kaydetmemenin ne anlama geleceği konusunda zaten hesaplamalar yaptık,” diye hatırlıyor. 2019’daki görevin ilk haftaları. “Çok sonra işler yoluna girdiğinde, yerel kış aylarında InSight indiğinde rüzgarın uğultusunun mars depremlerinden gelen tüm sinyalleri bastırdığı anlaşıldı. DLR’de, mars depremlerinin sıklığının aslında kışın yaza göre daha düşük olduğu ortaya çıktı.”
Daha sonra, Elysium Planitia iniş bölgesinde ‘ılımlı’ ilkbahar ve yaz akşamlarında neredeyse hiç rüzgar yoktu, bu nedenle ideal ölçüm koşulları esas olarak gün batımı ile gece yarısı arasında mevcuttu ve nihayetinde 1300’den fazla deprem kaydedilebildi. Bunların çoğu InSight’a 1500 kilometre uzaklıktaki Cerberus Fossae bölgesinde gerçekleşti. Bu, kabaca Köln ile Sicilya’daki Etna Dağı arasındaki mesafeye karşılık gelir. Cerberus Fossae bölgesinde, son volkanik aktivite 200.000 yıldan daha kısa bir süre önce gerçekleşti ve gözlemlenen depremler, örneğin Eifel gibi dünyanın volkanik bölgelerinden tanıdık özellikler taşıyor. Ölçümleri sınıflandıran Knapmeyer, “Ancak bu, yakın gelecekte burada yeni bir volkanik patlamanın bekleneceği anlamına gelmiyor” diyor.
Son olarak Mars’ın kabuk kalınlığı için sayısal değerler
Yörüngelerin yörüngelerini uçuş irtifalarında küçük miktarlarda değiştiren Mars’ın yerçekimi alanındaki varyasyonların araştırılmasından, Mars kabuğunun kalınlığının bölgesel olarak farklılık gösterdiği uzun zamandır biliniyordu. Onlarca yıldır, yer kabuğunun sadece göreli değil, aynı zamanda mutlak kalınlığını da ölçmek için sismik ölçümleri kullanmak için çaba gösterilmiştir. Bu, başlangıçta yalnızca iniş alanının kendisi için InSight ile sağlandı. Bununla birlikte, bazı güçlü depremlerden gelen yüzey dalgalarını kaydederek, bu dalgaların yolu boyunca kabuk kalınlığını belirlemek de mümkün hale geldi. Martin Knapmeyer, misyonun bir başka önemli sonucunu vurgulayarak, “Bu, sayıların nihayet kabuk kalınlığının ‘kontur çizgileri’ üzerine yazılabileceği anlamına geliyor” diyor. Daha dolaylı araştırmalar, kabuğun ortalama kalınlığının öncekinden biraz daha ince olan 24 ila 72 kilometre arasında olduğunu gösteriyor.
Mars’ta çeşitli görevler
Şu anda Mars yüzeyinde üç görev aktif durumda: Gale kraterinde NASA gezgini Curiosity (2012’de indi) ve 2021’de Jezero kraterine ulaşan Mars gezgini Perseverance ve gezici Çin misyonu Tianwen 1 Zurong ve iniş istasyonu. Mars yörüngesinde NASA Mars 2001 Odyssey probu (2001’den beri), DLR stereo kamera HRSC ile Avrupa Uzay Ajansı ESA yörünge aracı Mars Express (2003’ten beri), NASA Mars Reconnaissance Orbiter (2006’dan beri), NASA’nın MAVEN atmosferik yörünge aracı ( 2014’ten beri), ESA’nın ExoMars Trace Gas yörünge aracı (2016’dan beri) ve Çin Tianwen-1 görev yörünge aracı (2021’den beri) ve Birleşik Arap Emirlikleri’nin Al-Amal yörünge aracı (2021’den beri).
InSight, tozlu güneş panelleri nedeniyle şu anda artık mümkün olmayan pilleri şarj etmek için güneş enerjisini kullanır. Rüzgar, güneş panellerini temizler ve tekrar yeterli şarj seviyesine ulaşılırsa, InSight yeniden başlar ve iletişim kurmaya çalışır. O zaman daha fazla temas ve hatta operasyonların yeniden başlaması mümkün olacaktır. Ancak, güneş panellerinde artan toz birikintileri nedeniyle bu pek olası değildir.
Berlin DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü Direktörü Prof. InSight’a. Öte yandan, olumlu olumsuzdan ağır basar: hazırlık ve planlamanın bilimsel meyveleri toplanabilir. Mars’ın iç yapısı hakkında çok şey öğrendik ve bunu güneş sistemindeki diğer Dünya benzeri cisimleri anlamak için kullandık. Nihayetinde, gezegen jeofizikçilerimiz ölçümlerden birçok önemli sonuca varıyor.”
Misyonun sonu son birkaç ay içinde belli oldu ve sürpriz olmadı. Dört yıldan fazla olan görevin süresi beklentileri iki kattan fazla aştı. InSight (Sismik Araştırmalar, Jeodezi ve Isı Taşımacılığı Kullanan İç Keşif), NASA’nın 1976’dan beri Mars’a sekizinci iniş göreviydi ve ilki neredeyse tamamen jeofizik araştırmalara ayrılmıştı. Güneş panelleri, toz birikintilerine rağmen başlangıçta planlanan bir Mars yılı (iki Dünya yılı) ömrü için yeterli enerji sağlayacak şekilde boyutlandırıldı. Sonunda, görevin süresini ikinci bir Mars yılı uzatmaya bile yetti.
Hepsi olmasa da çoğu planlandığı gibi gitti
Bu özel görev, yapısı, çekirdekten ve mantodan yüzeye ısı akışı ve bundan türetilen termal evrim hakkında önemli bilgiler elde etmek için gezegenin içindeki termal denge ve sismik aktivitenin ölçümlerine odaklandı. gezegenin. Bu ölçümler için ana araçlar, DLR tarafından sağlanan HP ısı akışı deneyiydi.3 (Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi) ve Fransız uzay ajansı CNES tarafından geliştirilen sismometre SEIS (İç Yapılar İçin Sismik Deney). Bugüne kadarki en önemli Avrupa katkısına sahip NASA Mars görevidir. NASA Bilim Direktörü Dr. Thomas Zurbuchen, görevi büyük bir başarı olarak kabul etti.
Robotik kol, köstebeğin yüzeyin altında kalmasına yardımcı olur
“Mars köstebeği” HP sağladı3 DLR beklenen ölçümleri tamamlamadı (burada, DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nün eski yöneticisi olan baş araştırmacı Prof. gereğince, gerektiği gibi. Isı akış probu HP3 “Köstebek”, “Mars köstebeği” ile ekip iki yıldan fazla bir süredir askıda kaldı. Başlangıçta köstebeğin beş metre derinliğe kadar nüfuz etmesi ve arkasında sıcaklık sensörleri olan bir ölçüm kablosu çekmesi gerekiyordu. “Bu, sıcaklığın derinlikle nasıl arttığını ölçmemizi sağlardı. Köstebek girdiğinde ölçülen termal iletkenlik sayesinde, Mars’ın içinden ısı akışını doğrudan belirleyebilirdik” diye açıklıyor Prof. Tilman Spohn. “Bu boyut, Mars’ın evrimini sıcak bir kökenden bugünkü neredeyse soğuk durumuna haritalamamıza yardımcı olabilirdi.”
Diğer görevlerin iyi bilinen gevşek, kumlu toprağına kendi kendini çekiçleyen bir sonda olarak geliştirilen Mars Mole, InSight’ın etrafındaki beklenmedik şekilde sert zeminde bir temel bulamadı. Alet sonunda, Mars toprağının mekanik ve termal özellikleri hakkında değerli veriler toplarken, 40 santimetrelik sondasını yüzeyin hemen altına gömmeyi başardı. Prof. Tilman Spohn, “Bu veriler, Mars’ın gelecekte Mars toprağını kazmaya çalışan insanlar veya robotlar tarafından keşfedilmesi için çok yardımcı olacaktır.” Köstebeğin sonunda yuvayı kazabilmesi, JPL ve DLR’deki mühendislerin ekip çalışması sayesinde oldu. Köstebeğe ekstra destek vermek için arazi aracının robotik kolunu yaratıcı bir şekilde kullandılar. Kol ve küçük küreği, öncelikle bilimsel aletleri Mars’ın yüzeyine yerleştirmek için tasarlanmıştı. Sonunda, güç düştüğünde InSight’ın güneş panellerindeki tozun bir kısmının alınmasına bile yardımcı oldular.
Sismometre çığır açan veriler sağladı
Ancak SEIS deneyinde, Mars kabuğu boyunca yayılan deprem dalgalarının kayıtları muazzam bir bilimsel değere sahipti. 2019’un başı ile görevin sonu arasında, 1.300’den fazla “olaydan”, yani Mars topraklarındaki sarsıntılardan sismik dalgalar kaydedildi. Bunlar arasında, esas olarak tektonik gerilimler boşaldığında Mars kabuğunun farklı yerlerinde meydana gelen mars depremlerinden ve ayrıca asteroitlerin çarpmasıyla tetiklenen birkaç deprem dalgasından: Çarpmaların yeri yeniden oluşturulabilir ve birkaç durumda Mars Reconnaissance Orbiter tarafından çekilen fotoğraflarla, en büyük iki kraterin çapı 100 metreden fazladır.
Her şeyden önce, tektonik olarak meydana gelen mars depremleri, kızıl gezegenin yapısı hakkında önemli bilgiler sağladı. Mars’ın çekirdeğinin boyutu nihayet, katı kayalık manto ile sıvı çekirdek arasındaki sınırdaki dalgaların yansımalarıyla kesin olarak belirlenebilir. Çapı 3600 ila 3700 kilometre arasında olup, görevden önce tahmin edilen boyutun en üst noktasındadır. Karşılaştırma için: Mars’ın toplam çapı neredeyse 6800 kilometredir. Çekirdekten geçen sismik dalgalar, çekirdeğin iç yapısı ve bileşimi hakkında ipuçları veriyor. Gemideki ek yardımcı araçlar da HP’deki gibi önemli veriler sağladı.3 Kızılötesi radyasyonu ölçerek yüzey sıcaklığının günlük seyrini kaydeden DLR radyometre RAD’ye ait. Bu, Mars toprağının termal özelliklerini karakterize etmek için önemli verilerin toplanmasını sağladı.
Sabır gerekli: depremler yalnızca Mars yazında olur
Sismometrenin 2019’un başlarında hizmete alınmasının ardından birkaç hafta boyunca kayıtlarda tek bir deprem bile tespit edilmedi – InSight ekibini endişelendirecek kadar. DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nde sismolog olan ve SEIS deneyinde yer alan Dr. Martin Knapmeyer, “Teorilerimiz için herhangi bir deprem kaydetmemenin ne anlama geleceği konusunda zaten hesaplamalar yaptık,” diye hatırlıyor. 2019’daki görevin ilk haftaları. “Çok sonra işler yoluna girdiğinde, yerel kış aylarında InSight indiğinde rüzgarın uğultusunun mars depremlerinden gelen tüm sinyalleri bastırdığı anlaşıldı. DLR’de, mars depremlerinin sıklığının aslında kışın yaza göre daha düşük olduğu ortaya çıktı.”
Daha sonra, Elysium Planitia iniş bölgesinde ‘ılımlı’ ilkbahar ve yaz akşamlarında neredeyse hiç rüzgar yoktu, bu nedenle ideal ölçüm koşulları esas olarak gün batımı ile gece yarısı arasında mevcuttu ve nihayetinde 1300’den fazla deprem kaydedilebildi. Bunların çoğu InSight’a 1500 kilometre uzaklıktaki Cerberus Fossae bölgesinde gerçekleşti. Bu, kabaca Köln ile Sicilya’daki Etna Dağı arasındaki mesafeye karşılık gelir. Cerberus Fossae bölgesinde, son volkanik aktivite 200.000 yıldan daha kısa bir süre önce gerçekleşti ve gözlemlenen depremler, örneğin Eifel gibi dünyanın volkanik bölgelerinden tanıdık özellikler taşıyor. Ölçümleri sınıflandıran Knapmeyer, “Ancak bu, yakın gelecekte burada yeni bir volkanik patlamanın bekleneceği anlamına gelmiyor” diyor.
Son olarak Mars’ın kabuk kalınlığı için sayısal değerler
Yörüngelerin yörüngelerini uçuş irtifalarında küçük miktarlarda değiştiren Mars’ın yerçekimi alanındaki varyasyonların araştırılmasından, Mars kabuğunun kalınlığının bölgesel olarak farklılık gösterdiği uzun zamandır biliniyordu. Onlarca yıldır, yer kabuğunun sadece göreli değil, aynı zamanda mutlak kalınlığını da ölçmek için sismik ölçümleri kullanmak için çaba gösterilmiştir. Bu, başlangıçta yalnızca iniş alanının kendisi için InSight ile sağlandı. Bununla birlikte, bazı güçlü depremlerden gelen yüzey dalgalarını kaydederek, bu dalgaların yolu boyunca kabuk kalınlığını belirlemek de mümkün hale geldi. Martin Knapmeyer, misyonun bir başka önemli sonucunu vurgulayarak, “Bu, sayıların nihayet kabuk kalınlığının ‘kontur çizgileri’ üzerine yazılabileceği anlamına geliyor” diyor. Daha dolaylı araştırmalar, kabuğun ortalama kalınlığının öncekinden biraz daha ince olan 24 ila 72 kilometre arasında olduğunu gösteriyor.
Mars’ta çeşitli görevler
Şu anda Mars yüzeyinde üç görev aktif durumda: Gale kraterinde NASA gezgini Curiosity (2012’de indi) ve 2021’de Jezero kraterine ulaşan Mars gezgini Perseverance ve gezici Çin misyonu Tianwen 1 Zurong ve iniş istasyonu. Mars yörüngesinde NASA Mars 2001 Odyssey probu (2001’den beri), DLR stereo kamera HRSC ile Avrupa Uzay Ajansı ESA yörünge aracı Mars Express (2003’ten beri), NASA Mars Reconnaissance Orbiter (2006’dan beri), NASA’nın MAVEN atmosferik yörünge aracı ( 2014’ten beri), ESA’nın ExoMars Trace Gas yörünge aracı (2016’dan beri) ve Çin Tianwen-1 görev yörünge aracı (2021’den beri) ve Birleşik Arap Emirlikleri’nin Al-Amal yörünge aracı (2021’den beri).