Během právě končících letních prázdnin se příprava na vypuštění dalšího amerického průzkumníka Marsu značně urychlila. Sonda InSight má startovat příští rok v květnu z Vandenbergovy základny v Kalifornii a půjde o první meziplanetární misi, která odstartuje ze západního pobřeží USA. Samotná sonda zatím podstupuje sestavování v čisté místnosti firmy Lockheed Martin Space Systems nedaleko Denveru. Práce probíhají podle plánu – samotný lander je dokončený a i přístroje jsou integrovány do jeho těla – na řadě jsou tedy předstartovní zkoušky včetně akustických, tepelných, nebo rozkládacích testů.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov
Mars už zkoumalo mnoho misí, ale InSight je první, který se zaměří na studium hluboko uložených vnitřních vrstev planety. Nasbírané informace pomohou mnohem lépe pochopit, jak kamenné planety, mezi které patří i Země, vlastně vznikly. „Jelikož se vnitřní struktura Marsu za poslední tři miliardy let oproti Země jen málo změnila, můžeme Mars považovat za mnohem lepší archiv dřívějších vlastností kamenných planet, než v případě naší vlastní planety,“ říká Bruce Banerdt z kalifornské Jet Propulsion Laboratory, který vede mezinárodní skupinu.
Tento tým před lety přišel s návrhem na stavbu sondy, která by zkoumala vnitřní stavbu Marsu a NASA jejich návrh vybrala z 27 dalších. InSight v angličtině znamená vhled, pochopení či porozumění, což perfektně odráží podstatu této mise, ale ve skutečnosti se jedná o zkrácenou verzi oficiálního názvu „Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport“, což můžeme volně přeložit jako Vnitřní průzkum s použitím seismického výzkumu, Geodezie a transportu tepla.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov
Zdroj: https://photojournal.jpl.nasa.gov
Startovní okno této mise trvá pět dní a otevře se 5. května 2018, přičemž dráha je zvolena tak, aby při startu v kterýkoliv den sonda dorazila k Marsu 26. listopadu 2018 (Američané rádi uvádí, že to bude v pondělí po Dnu díkůvzdání). Sonda následně přistane v blízkosti marsovského rovníku a rozloží zde své dva solární panely, které budou do té doby složené jako velké vějíře. V té chvíli bude mít InSight na šířku skoro 6 metrů. V průběhu několika prvních týdnů po přistání přijde kritická fáze celé mise – sonda použije své robotické rameno, aby sebrala ze svého těla dva hlavní přístroje a umístila je přímo a trvale na povrch Marsu. Celý proces budou monitorovat kamery, které pomohou zjistit, zda proběhlo uložení správně.
Zdroj: https://photojournal.jpl.nasa.gov
Prvním z těchto přístrojů je seismometr SEIS, který ve spolupráci s Američany, Brity, Švýcary a Němci vyvinula francouzská kosmická agentura CNES. V útrobách tohoto přístroje, kde budou chráněny před větrem, najdeme mimořádně citlivé senzory, které budou schopné detekovat mimořádně slabé pohyby podloží. Pokud Vás zajímá, jak moc citlivé tyto senzory jsou, pak vězte, že dokáží odhalit pohyb o polovinu průměru atomu vodíku! Tento přístroj má měřit seismické vlny, které vzniknou při marsotřesení, ale i po dopadech meteoritů. Tyto vlny nám pak mohou prozradit mnoho informací o vnitřní stavbě planety.
Druhým přístrojem je tepelná sonda HP3, která doslova zatluče hrot do hloubky minimálně tři metry. Úkolem tohoto přístroje je měřit množství energie, které přichází z vnitřních vrstev planety. Samotná tepelná sonda je německé výroby a o zatloukací mechanismus se postaralo Polsko. Třetí palubní přístroj RISE využije radiových přenosů mezi Zemí a Marsem k tomu, aby změřil odchylky v rotaci Marsu kolem jeho osy a mohl by i pomoci prozkoumat velikost jádra rudé planety.
Zdroj: https://insight.cnes.fr
Celá mise měla odstartovat už v roce 2016, ale musela být odvolána kvůli závažné chybě na seismometru SEIS. Jeho vakuový kontejner totiž netěsnil, což byl velký problém, protože citlivé senzory potřebovaly pracovat téměř v absolutním vakuu. Projektu dokonce hrozilo zrušení, což by byla velká škoda – nejen kvůli ztracenému výzkumu, ale i proto, že stavba sondy již nějaké (nemalé) peníze spolkla. Nakonec však InSight přežil a jeho start se přesunul na další startovní okno.
Tlaková nádoba se tak musela předesignovat, vyrobit, sestavit, otestovat, zkombinovat s dalšími díly a znovu otestovat. Celý seismometr dorazil v červenci do areálu firmy Lockheed Martin v Coloradu a následně byl integrován do landeru. „Opravili jsme všechny závady, které jsme měli před dvěma lety a horlivě se připravujeme na start,“ prozradil tom Hoffman z JPL, který je projektovým manažerem mise InSight.
Zdroje informací:
https://www.jpl.nasa.gov/
https://insight.jpl.nasa.gov/
https://insight.jpl.nasa.gov/
https://insight.cnes.fr/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/images/678535main_insight20120820-full.jpg
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/largesize/PIA21847_hires.jpg
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/largesize/PIA21845_hires.jpg
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/largesize/PIA21844_hires.jpg
https://photojournal.jpl.nasa.gov/figures/PIA19811_fig1.jpg
https://insight.cnes.fr/sites/default/files/migration/smsc/insight/icons/sismo_transparent.gif
Premiéra bude asi vlastně i samotné vykládání a instalace přístrojů z landeru na povrch Marsu. Řekl bych, že se něco takového ještě nerealizovalo. A to jak z landerů, tak z roverů.
Snad bude mít rameno, vykládající SEIS, dostatečnou volnost, aby bylo možno vybrat co nejrovnější povrch a nedošlo k zádrhelu. I když stát se může leccos. Jak moc je seismometr závislý na rovnosti povrchu pod sebou?
Nikde jsem nenašel konkrétní informace, ale osobně bych předpokládal, že sklon nehraje roli. Tedy samozřejmě kromě extrémních případů, kdy by se přístroj třeba kýval, nebo by sjížděl ze svahu. 🙂
Neměl jsem na mysli ani tak sklon, jako spíš hladkost. Jaké kamínky jsou ještě v pohodě a jaké už ne. No snad budeme mít štěstí na příhodný terén. A nejen pro seismometr, taky zatlučení tepelné sondy vyžaduje to správné podloží. A tady bych tipoval, že bude možnost jen jednoho pokusu o zatlučení a nějaké vytahování ven asi nebude možné.
Je nějaký důvod,proč startuje z Kalifornie?Myslel jsem,že to není energeticky výhodné pro lety k Marsu.
Důvod jsem bohužel nikde nenašel.
A co cubesaty MarCO? Stále se na stránkách JPL nacházejí i s novým termínem startu. Tak to snad stále platí a nebudu tady muset prohlašovat něco o „žabožroutech“ 🙂
Zatím jsem o nich nic nového nečetl. 😉
Při jedné z misí Apolla byl problém ustavit seismometr do vodorovné polohy neb kryt vodováhy byl promáčknutý. Z toho bych usoudil, že seismometr by měl být ve vodorovné poloze.
Dobré je, že přímo na robotickém rameni je kamera pro detailní výběr místa položení přístrojů. Takže pokud se v jeho dosahu bude vyskytovat vhodné rovné místo (a bez kamenů), tak je snad vyřešeno. Pokud se tam všude ale bude něco válet, tak nevím…
Hm, jestli se tam budou válet šutry, tak i přistávání bude blbé. A ještě mi vrtá hlavou, jek seizmometr přežije zatloukání tepelné sondy.
Řekl bych, že nejprve se umístí sonda, která se zatluče a až pak ruka uloží na povrch přístroj SEIS.
O přistání obavy nemám. Trojnožka snese lecos a nebezpečné balvany na Elysium Planitia příliš nehrozí (přistání bude relativně nedaleko kráteru Gale s Curiosity – asi 8 stupňů severně).
Ale drobné kameny se mohou vyskytovat všude a to by asi trochu překážka přesnému měření byla. Jak říká Varel Frištenský: „Ale náčelníku, koště nebylo v seznamu.“ 🙂
Skoda ze rameno nema nejake zariadenia (napriklad stetku), ktora by dokazala aspon cast panelov ocistit. Stacil by aj nejaky mini kompresor ktory by odfukol s panelu prach. Tak by mohol pristroj fungovat aj niekolko rokov. Phoenix fungoval len par mesiacov. Tento je sice nizsie, ale aj tak by bolo dobre predlzit zivotnost pristroja, ktory by tak zbieral informacie z dlhsieho casoveho useku.
Opportunity tímto problémem příliš netrpí a také nemá funkci čištění solárů. Zdá se, že se vždy našel nějaký ochotný poryv vzduchu nebo vír, který provedl očistu. Na druhou stranu se sice může různě štelovat, aby lapila sluneční paprsky, ale InSight toto potřebovat nebude, protože jeho spotřeba bude určitě mnohem menší. A panely má navíc větší. Nevím, jakou roli při případné očistě hrájou třeba jízdy do svahu, kdy se může prach sesunout, ale nemyslím, že příliš velkou. Takže bych řekl, že u InSight by zanášení panelů prachem nemělo hrát významnou roli.
Phoenix neskončil kvůli prachu, ale z důvodu příchodu zimy v listopadu 2008, kdy už panely zkrátka nebyly schopny lapit příliš světla. Když potom v lednu 2010 došlo opět k pokusům o spojení, tak podle fotografií MRO to vypadá, že se panely zhroutily během marsovské polární zimy kvůli námraze.
Jakým způsobem se bude určovat poloha zemětřesení (hloubka, směr, vzdálenost), pokud bude použit pouze jeden seismometr? V případě Země se tyto údaje dopočítávají z hodnot měřených více stanicemi. Rovněž asi bude problém odlišit zemětřesení od dopadu meteoritu. Nebo to mají nějak vyřešené?
Na tohle by asi nejlíp odpověděl Petr Scheirich, ale já se domnívám, že přesné zaměření možné nebude – právě z důvodu, který popisujete. Úkolem této sondy je však spíše zmapovat celkovou aktivitu planety. A co se odlišení od dopadů kosmického kamení týče, tak tady si myslím, že charakter těch vln, např. délka trvání, jsou odlišné.
Někde jsem četl, že SEIS by měl být schopen detekovat i slapové působení Phobosu. Ale hádám, že šlo jen o ilustraci jeho citlivosti (která je tedy opravdu šílená) a ne o schopnost tyto slapy rozlišit.
Půjde to, ale je k tomu nutná právě extrémní citlivost seismometru a maximální možné omezení okolního šumu (proto to uzavření ve vakuové komoře). Chtějí proto využít povrchových seismických vln, které oběhnou planetu několikrát. Povrchová vlna se šíří z epicentra všemi směry, dorazí tedy k přístroji nejprve z nejkratší vzdálenosti, a poté z opačného směru (ze vzdálenosti doplňku nejkratší vzdálenosti do celého kruhu). Z rozdílu časů těchto dvou průchodů lze určit vzdálenost k epicentru (a nadále zpřesňovat průchodem vln po jejich dalších obězích okolo planety). Azimut k epicentru lze určit z horizontální složky vlnění (seismická vlna kmitá jednak vertikálně, a jednak horizontálně, a ten horizontální směr kmitání je ve směru šíření). Autoři seismometru na základě simulací odhadují, že by měli být schopni lokalizovat tímto způsobem polohu epicenter s přesností na 10°.
Nějaké čtení k tomu:
http://sajri.astronomy.cz/tmp/Verifying single-station seismic approaches.pdf
Díky moc za perfektní informace.
Děkuji za vyčerpávající odpověď.
Ta sonda je určitě skvělá, ale ten bílý balet na videu taky není marný. Nedivil bych se, kdyby časem něco podobného zinscenovala některá naše postmoderní divadelní scéna …