Znanost

InSight na Marsu - Novo poglavlje istraživanja

Ante Radonić srijeda, 28. studenog 2018. u 06:00

U ponedjeljak, malo prije 21 sat po našemu vremenu, svemirska sonda InSight spustila se na Mars da napravi najdetaljniju analizu ovoga planeta do sada u misiji koja će trajati oko dvije zemaljske, odnosno jednu Marsovu godinu

Prvi put poslije više od šest godina jedna letjelica meko se spustila na površinu Crvenog planeta - 26. studenog u 20:54 sati po našem vremenu stigao je signal koji je značio da je letjelica uspješno sletjela. Međuplanetarna letjelica “InSight” (Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) za šest i pol mjeseci prevalila je oko 484 milijuna km, napravivši pola kruga oko Sunca da bi se približila svome cilju.

Kompletiranje letjelice inSight.
Kompletiranje letjelice inSight.

NASA voli isticati kako su općenito mnogobrojne misije za Mars propale, da bi tako okarakterizirale delikatnost misije. Zapravo, nekadašnji je Sovjetski savez izgubio dosta letjelica jer je prerano počeo lansirati međuplanetarne letjelice (još 1960. godine) kada su gornji stupnjevi njegovih raketa nosača bili još nepouzdani. Neuspjesi su se zatim redali zbog nedovoljno razvijene tehnologije, elektronike, ali su se nastavili i zbog korištenja jeftinih čipova koji su bili osjetljivi na radijaciju u svemiru. Tako ruskim stručnjacima nikada nije uspjelo ostvariti uspješnu misiju na površini Marsa, a niti na površini Marsovog mjeseca Fobosa gdje su također pokušavali spustiliti landere.

Međutim, NASA je bila daleko bolje sreće i to ne samo sa crvenim planetom nego uopće s međuplanetarnim letjelicama. Od ukupno devet pokušaja spuštanja na Mars, čak njih osam je uspjelo. “InSight” je osmo američko spuštanje na crveni panet.

Crtež: Na površini Marsa
Crtež: Na površini Marsa

Međunarodna suradnja

Nova letjelica spustila se 550 km sjevernije od rovera “Curiosity” koji već preko šest godina istražuje i snima površinu Marsa, bušeći tlo, uzimajući uzorke i analizirajući ih svojom opremom. Slučajno, “InSight” se spustio na Mars upravo na sedmu obljetnicu lansiranja “Curiositya”.

Karta Marsa, mjesto spuštanja
Karta Marsa, mjesto spuštanja

Najnovija misija košta NASA-u 813 milijuna američkih dolara, od čega 163 milijuna otpadaju na trošak lansiranja raketom-nosačem “Atlas 5” što je realizirala “United Launch Alliance”. Usput rečeno, “Atlas 5” već dugi niz godina koristi ruski pouzdani raketni motor RD-180 sa dvije komore za izgaranje i dvije mlaznice. Naravno, svako lansiranje znači novu raketu i novi motor.

Francuska i njemačka svemirska agencija utrošile su ukupno oko 180 milijuna dolara za razvoj i izradu dva izuzetna instrumenta. To su ujedno glavni instrumenti nove letjelice. Cilj je cjelokupnog istraživanja nove misije upoznavanje unutrašnje strukture i unutrašnjeg stanja crvenog planeta. Francuska svemirska agencija angažirala je razne tvrtke za izradu izuzetno preciznog seizmometra koji ima šest senzora.

Hrvatski znanstvenik Davor Mance s prestižnog ETH Instituta za geofiziku u Zurichu radio je na razvoju elektronike koja kontrolira instrument. Francuzi su imali problema sa izradom seizmometra pa je očito da u ranijim godinama tehnologija nije bila spremna da razvije tako osjetljiv instrument. Bilo je problema sa curenjem zraka u prostor vakuumom pa lansiranje nije bilo moguće u ožujku 2016. kako je bilo prvobitno planirano. Zato je misija bila odgođena na oko dvije godine i 50 dana koliko u prosjeku traje ponovni dolazak Zemlje u povoljnu poziciju prema Marsu. Zemlja je brža od Marsa u kruženju oko Sunca i lansiranje se treba obaviti prije nego što su dva planeta međusobno najbliža. 

Seizmometar je tako precizan da može registrirati vibracije čija je amplituda široka poput širine atoma! Pomoću mehaničke ruke, male dizalice, “InSight” treba spustiti seizmometar na površinu Marsa. Zatim će spustiti poseban poklopac koji će ga štititi od utjecaja Marsove rijetke atmosfere i njenih vjetrova, ali i pješčanih oluja.

NASA-ine letjelice “Viking-1” i “Viking-2”, koje su se uspješno spustile na Mars 1976. godine, imale su seizmometre koji su bili preslabi i k tome smješteni na palubi letjelice te su bili osjetljivi na utjecaje atmosfere. Oni nisu izmjerili nikakav marsotres. Sada, 42 godine poslije, na Mars je stigao dobro zamišljen i još bolje izrađen seizmometar. On će mjeriti eventualne potrese u unutrašnjosti, registrirati udare meteorita i vibracije koje uzrokuje atmosfera.

Njemačka svemirska agencija razvila je i izradila uređaj koji će bušiti tlo i posebne senzore pokušati ugurati 5 metara ispod površine. Tako će se mjeriti koliko topline dolazi iz unutrašnjosti Marsa i kako se toplina prenosi do površine.

Struktura Marsa
Struktura Marsa

Bit će potrebno dosta vremena dok se instrumenti instaliraju na Marsu i dok se obavi njihova kalibracija. Tek za nekoliko mjeseci početi će redovna mjerenja. Primarna misija traje jednu Marsovu godinu, a to je gotovo dvije naše godine. Za to vrijeme prikupit će se veliki broj mjerenja; pokušat će se saznati kakva je unutrašnjost Marsa i da li se u njoj odvijaju kakva kretanja. Pokušati će se bolje shvatiti fomiranje i evolucija ne samo Marsa nego i općenito terestričkih planeta (Merkura, Venere, Zemlje).

Pomoću posebnih antena radit će se eksperimenti sa točnim mjerenjem prostiranja radio-signala od Zemlje do Marsa i obratno. Ta mjerenja biti će tako precizna i tako će se precizno mjeriti lokacija “InSighta” da će biti moguće izmjeriti mala “teturanja” osi rotacije Marsa kako bi se na taj način dobio uvid u veličinu i strukturu Marsove jezgre.

Minijaturne letjelice

Po prvi put u međuplanetarnoj misiji korištene su minijaturne letjelice iz klase “CubeSat” – “MarCO-A” i “MarCO-B” (Mars Cube One). To su dvije letjelice koje su bile lansirane istovremeno sa letjelicom “InSight”. One su projurile na oko 3.500 km od Marsa, a dokazale su da ih je moguće koristiti u istraživanju planeta. Imaju masu od svega 13,5 kg. Dimenzije su im: 37x24x12 cm!

Shematski prikaz satelita MarCO A i B u orbiti Marsa
Shematski prikaz satelita MarCO A i B u orbiti Marsa

One su primale signale sa glavne letjelice i te re-emitirali na Zemlju. Tako su u kontroli na Zemlji u Pasadeni dobili prve informacije o tijeku spuštanja, o završetku spuštaja, a poslale su i prvu sliku s Marsa. No, to nije bilo presudno za samu misiju “InSight”. Signale su direktno primali i radioteleskopi u Virginiji i u Njemačkoj, a najvažniji su pri tom bila dva američka orbitera, od ukupno tri NASA-ina satelita koji kruže oko Marsa. Oni su primali sve podatke, a na Zemlju su ih emitirali kasnije, kada su se našli u povoljnom položaju.

Prva slika bila je mutna jer je snimljena kroz prozirni poklopac objektiva koji je poslije skinut, kad se prašina razišla. Nekoliko kamera napravilo je snimke koje su pokazale da je mjesto spuštanja povoljno i ravno, što je bilo od posebne važnosti za ovu misiju. Sada je na stručnjacima da odaberu mjesta gdje će letjelica instalirati dragocjene instrumente.

Fotografija sa InSighta
Fotografija sa InSighta

Rover “Opportunity”, koji je radio preko 14 godina na Marsu, nije se javio još od 10. lipnja i to zbog pješčane oluje. Čeka se da vjetrovi eventualno obrišu panele sa fotonaponskim ćelijama, koji su očito prekriveni prašinom. NASA pokušava uspostaviti radio-vezu sa roverom i to će pokušavati i u narednim mjesecima.

Uz dva aktivna uređaja na površini Marsa, u orbiti oko Marsa kruži i dalje čak šest aktivnih satelita. To su tri američka, dva europska i jedan indijski orbiter.

 

Ante Radonić, sada u mirovini, bivši je voditelj planetarija sa odjelom astronautike u Tehničkom muzeju u Zagrebu. Bavi se popularizacijom astronomije, astronautike i raketne tehnike. Redovito drži predavanja u planetariju za školske grupe i studente kao i javna tematska predavanja i tribine za građanstvo. Dosad je održao preko 500 javnih predavanja u više od dvadeset gradova širom Hrvatske. Objavio je preko 300 popularno-znanstvenih članaka u časopisima, tjednicima i dnevnim listovima. Stalni je stručni suradnik tjedne emisije “Andromeda”, posvećene istraživanju svemira, na Drugom programu Hrvatskog radija utorkom od 20:00 do 22.00 sata.