قد `` تسمع '' مركبة الهبوط إنسايت المريخ التابعة لوكالة ناسا هبوط المركبة المثابرة الشهر المقبل

فنان

رسم توضيحي للفنان لمركبة ناسا على كوكب المريخ كيوريوسيتي وهي تهبط عبر رافعة السماء في أغسطس 2012. وستهبط مركبة مارس 2020 المثابرة التابعة لوكالة ناسا بالطريقة نفسها في 18 فبراير 2021. (رصيد الصورة: NASA / JPL-Caltech)



هبوط ناسا المثابرة على المريخ روفر الشهر المقبل ستحدث موجات خطيرة ، بعضها قد يساعد العلماء على فهم بنية الكوكب الأحمر بشكل أفضل.



من المقرر أن تهبط المثابرة ، وهي حجر الزاوية في مهمة ناسا للصيد والتخزين المؤقت للعينات التي تبلغ قيمتها 2.7 مليار دولار ، داخل حفرة جيزيرو التي يبلغ عرضها 28 ميلاً (45 كم) في 18 فبراير. أحد أبناء عمومة العربة الجوالة ، ناسا مسبار إنسايت المريخ ، سيحاول الكشف من أكثر من 2000 ميل (3200 كيلومتر) ، حسب دراسة جديدة.

إذا حدث ذلك ، فستكون رحلة فضائية أولاً: قال أعضاء فريق InSight إنه لم تسمع أي مركبة فضائية مثل هذا الهبوط على كوكب آخر بهذه الطريقة.



بالصور: مهمة المسبار المريخي التابعة لوكالة ناسا إلى الكوكب الأحمر

تم اختيار مجموعة أجهزة قياس الزلازل فائقة الحساسية من InSight مئات المستنقعات منذ أن حطت المركبة في نوفمبر 2018 على سهل على كوكب المريخ يُعرف باسم إليسيوم بلانيتيا. يستخدم أعضاء فريق InSight هذه القياسات لرسم خريطة داخلية للكوكب الأحمر بتفاصيل غير مسبوقة ، وهو الهدف الرئيسي للمهمة.

قد يكون مثل هذا العمل التفسيري معقدًا.



على عكس ما يحدث على الأرض ، حيث يمكنك بشكل مستقل معرفة متى وأين حدث مصدر [زلزالي] ، وبالطبع حجمه ، على المريخ ، لدينا محطة واحدة ، وكلانا يحاول تحديد الميكانيكا مصدر وبنية الكوكب الذي انتشرت الموجات من خلاله ، 'مؤلف الدراسة الرئيسي وعضو فريق InSight بن فرناندو ، دكتوراه. طالب في جامعة أكسفورد في إنجلترا ، لموقع ProfoundSpace.org.

وأضاف أن 'فصل هذين الاثنين عن بعضهما البعض ليس بالضرورة تافهًا'. في أبسط تفسير ، إذا كنت في غرفة ولا يمكنك الرؤية ، فمن الصعب معرفة ما إذا كان شخص ما يتحدث بصوت عالٍ بعيدًا أو قريبًا منك بهدوء. بالإضافة إلى ذلك ، إذا لم تكن تعرف شكل الغرفة ، فسيكون الأمر أكثر صعوبة.

لذلك ، يمثل هبوط المثابرة فرصة عظيمة لعلماء InSight - فرصة لجمع البيانات الزلزالية الناتجة عن الاصطدام ، والتي تُعرف تفاصيلها مسبقًا ، كما كتب فرناندو وزملاؤه في الدراسة الجديدة.

فرصة لائقة



ستستخدم مارس 2020 نفس إستراتيجية الدخول والنزول والهبوط (EDL) التي أدت إلى هبوط المركبة السابقة ، مركبة Curiosity Mars ، بأمان في أغسطس 2012.

سيصل مارس 2020 إلى نهايته جو المريخ صعب ، يتم إبطائه بشكل كبير عن طريق الاحتكاك ثم نشر مظلة أسرع من الصوت لزيادة التباطؤ. بعد حوالي سبع دقائق من دخول الغلاف الجوي ، أ رافعة السماء التي تعمل بالصواريخ سوف يخفض المثابرة على أرضية Jezero برفق على الكابلات ، ثم يطير ليهبط عمدًا على مسافة آمنة بعيدًا.

هذه الخطوة الأخيرة لن تولد موجات زلزالية ذات قوة ملحوظة. لكن من المحتمل أن تنتج نقطتان أخريان خلال تسلسل EDL إشارات قوية نسبيًا ، وفقًا لفرناندو وفريقه.

ستنتج إحدى هذه الإشارات عن طريق طفرة صوتية ، والتي ستحدث بعد وصول المريخ 2020 إلى مسافة 60 ميلاً (100 كيلومتر) من سطح المريخ ، وهو ارتفاع يكون الغلاف الجوي فيه كثيفًا بدرجة كافية 'لحدوث ضغط كبير' ، كما قال الباحثون. كتب في الدراسة الجديدة.

بعض الطاقة من هذا الازدهار - والتي ستتلاشى عندما تصبح المركبة الفضائية دون سرعة الصوت ، حوالي ثلاث دقائق قبل الهبوط - ستضرب سطح المريخ وتتحول إلى موجات زلزالية. لكن هذه الإشارة لن تكون قوية بما يكفي لالتقاطها من قبل InSight ، التي تقع على بعد حوالي 2،145 ميلاً (3،452 كم) من موقع هبوط Perseverance ، حسب حساب فرناندو وفريقه ، مستشهدين بتأثير تبديد الرياح المريخية كعامل رئيسي.

ستأتي الإشارة الأخرى عبر تأثير سطح فعلي - تأثير مزدوج ، في الواقع. بعد وقت قصير من وصول كوكب المريخ 2020 إلى الغلاف الجوي ، ستقوم المركبة الفضائية بإخراج اثنين من 'أجهزة توازن الكتلة الكروية' (CMBDs) لتغيير مركز كتلتها. CMBDs ، كل منها يزن 170 رطلاً. (77 كيلوغرامًا) ، سيتم إسقاطها من مكان مرتفع للغاية ، على ارتفاع حوالي 900 ميل (1450 كيلومترًا) ، وستضرب الأرض بسرعة تقدر بـ 8700 ميل في الساعة (14000 كيلومتر في الساعة) ، كما قال فرناندو.

Mars InSight بالصور: مهمة ناسا لفحص قلب المريخ

من غير الواضح مدى قوة الموجات الزلزالية الناتجة عن تأثيرات CMBD ؛ لم تكتشف InSight حتى الآن أي تأثيرات مؤكدة على المريخ ، لذا فإن التنبؤات صعبة. لكن فرناندو وفريقه وضعوا تقديرات بناءً على البيانات التي تم جمعها هنا على الأرض وما بعدها القمر ، وتشير هذه الأرقام إلى أن InSight لديه فرصة جيدة لقياس الموجات.

كتب الباحثون: `` في أفضل حالة واقعية (بافتراض أطياف الطقس والضوضاء المتطابقة لنفس الفترة المريخية قبل عام واحد) ، ستكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء المطلوبة كافية للكشف الإيجابي بنسبة 40٪ من الوقت. في الدراسة الجديدة ، التي تم تقديمها (ولكن لم تقبلها بعد) مجلة علوم الأرض والفضاء. يمكنك قراءة نسخة مجانية منه هنا .

هناك بعض الحظ في هذا الرقم الوردي نسبيًا: ستصل الموجات الناتجة عن CMBD إلى موقع InSight في وقت مبكر من المساء بتوقيت Elysium Planitia ، وهو أهدأ جزء من اليوم ، كما قال فرناندو.

سيكون الاكتشاف صفقة كبيرة جدًا لأعضاء فريق InSight. سيعرفون بدقة إلى أي مدى ، ومدى سرعة انتقال الموجات الزلزالية.

قال فرناندو: 'إذا كنت تعرف مدى سرعتهم ، يمكنك البدء في تحديد الهياكل التي انتشروا من خلالها'.

بالمناسبة ، ستهدف المثابرة إلى توثيق هبوطها بطريقة غير مسبوقة. يحمل مارس 2020 اثنين من الميكروفونات ، أحدهما سيحاول التقط الأصوات الدرامية لمؤسسة كهرباء لبنان يوم 18 فبراير . (والآخر جزء من نظام SuperCam الصاخب للمثابرة.) لم تسجل أي مركبة فضائية للمريخ الأصوات الأولية للكوكب الأحمر من قبل.

عمليات هبوط أخرى؟

المثابرة ليست المركبة الفضائية الوحيدة المقرر أن تهبط على سطح المريخ هذا العام. الصين ستصل مهمة Tianwen-1 إلى المدار في 10 فبراير وإسقاط مركبة الهبوط والعربة الجوالة على الكوكب الأحمر بعد حوالي شهرين ، إذا سارت الأمور وفقًا للخطة.

قال فرناندو إن فريق InSight يود الاستماع إلى هبوط Tianwen-1. لكن التفاصيل حول المهمة - على وجه التحديد ، وقت هبوطها الدقيق وموقعها - يصعب الحصول عليها ، لذا فإن 'إجراء تنبؤات حول إمكانية اكتشاف هذه الإشارة غير ممكن' في الوقت الحالي ، كما كتب الباحثون في الورقة البحثية.

يُطلق برنامج ExoMars الأوروبي الروسي ثنائي لاندر روفر إلى المريخ في عام 2022. قال فرناندو إنه من شبه المؤكد أن InSight لن يكون قادرًا على اكتشاف الإشارات الزلزالية من تسلسل الهبوط هذا ، بالنظر إلى أن الثنائي ExoMars سيهبط على الجانب الآخر من الكوكب من InSight.

تهدف شركة SpaceX إلى البدء في إرسال مركباتها الفضائية من الجيل التالي إلى المريخ قريبًا - ربما في وقت مبكر من عام 2024 ، قال مؤسس الشركة والرئيس التنفيذي إيلون ماسك. إذا كان InSight يعيش لفترة طويلة بما فيه الكفاية ، فقد يكون قادرًا على توثيق هبوط واحد أو أكثر من هذه المركبات الفضائية التي يبلغ ارتفاعها 165 قدمًا (50 مترًا) المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

قال فرناندو: 'هذا ليس واردًا على الإطلاق'. 'الأمر يعتمد فقط على المكان الذي قرروا الهبوط فيه.'

مايك وول هو مؤلف كتاب ' في الخارج (دار النشر الكبرى الكبرى ، 2018 ؛ مصورة من قبل كارل تيت) ، كتاب عن البحث عن الحياة الفضائية. لمتابعته عبر تويترmichaeldwall. تابعنا على TwitterSpacedotcom أو Facebook.