นาซ่าเตรียมส่งยานลงจอดลำแรก เจาะลึกดาวอังคาร

โพรบ InSight ควรอยู่ในตำแหน่งที่จะตรวจจับการเกิดแผ่นดินไหวได้ภายในต้นปี 2019 Mars กำลังจะเข้ารับการตรวจภายในครั้งแรก เครื่องบิน ลง จอด InSight ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในเวลา 07:05 น. EDT ในวันที่ 5 พฤษภาคมจากฐานทัพอากาศ Vandenberg ในแคลิฟอร์เนีย จะตรวจสอบอวัยวะภายในของ Red Planet โดยการติดตามคลื่นไหวสะเทือนและรับอุณหภูมิ

การค้นหาว่าภายในดาวอังคารเป็นอย่างไรสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่าดาวเคราะห์สีแดงก่อตัวขึ้นเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อนได้อย่างไร และดาวเคราะห์หินอื่นๆ รวมทั้งโลกก็ก่อตัวขึ้นเช่นกัน Bruce Banerdt ผู้ตรวจสอบหลัก นักธรณีฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่า “การจะอุดช่องว่างขนาดใหญ่จริงๆ ในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาล”

ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับโครงการนี้: 

มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้น่าสนใจทางธรณีวิทยา และมีแกนกลางและเสื้อคลุมอยู่ใต้เปลือกโลก เช่นเดียวกับโลก แต่ดาวเคราะห์แดงไม่ได้มีขนาดใหญ่และเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยาจนเปลือกโลกของมันเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและลบหลักฐานว่าในอดีตเป็นอย่างไร

“มันเป็นดาวเคราะห์ประเภทโกลดิล็อคส์” บาเนิร์ดท์กล่าว

InSight — ย่อมาจาก Interior Exploration โดยใช้ Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport — เดิมทีมีกำหนดเปิดตัวในเดือนมีนาคม 2016 แต่ถูก ระงับ เนื่องจากอุปกรณ์ขัดข้อง  ( SN Online: 12/23/15 )

สมมติว่ามันไปถึงพื้นผิวดาวอังคารในเดือนพฤศจิกายน ตามที่วางแผนไว้ InSight จะตรวจสอบดาวเคราะห์ที่อยู่ต่ำกว่าพื้นผิวหลายพันกิโลเมตรโดยใช้เครื่องมือหลักสองอย่าง ได้แก่ เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนและหัววัดความร้อน

เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนจะวัดคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนผ่านดาวเคราะห์ คล้ายกับวิธีที่นักธรณีวิทยาศึกษาการตกแต่งภายในของโลก (SN: 9/16/17, p. 11) . คลื่นเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกันไปตามวัสดุต่างๆ ดังนั้นการติดตามอัตราการเคลื่อนที่ของคลื่นจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์วาดภาพภายในของดาวอังคารที่มีรายละเอียดได้อย่างละเอียด

Matthew Siegler นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์จากสถาบัน Planetary Science Institute ในเมืองดัลลาสกล่าวว่า “เราใช้ความพยายามอย่างมากในการขีดข่วนพื้นผิวดาวอังคาร แต่ InSight เป็นหนึ่งในภารกิจแรกที่อุทิศให้กับการสำรวจอีก 99.9999 เปอร์เซ็นต์ของดาวอังคารอย่างแท้จริง ที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของทีม InSight “เราอยากรู้ว่ามันทำมาจากอะไร ไม่ใช่แค่เคลือบลูกกวาดแบบบาง”

ต้องขอบคุณการวัดแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารครั้งก่อน 

นักดาราศาสตร์คาดว่าจะพบแกนโลหะและเสื้อคลุมที่ค่อนข้างหนาแน่น แต่ไม่แน่ใจว่าแต่ละชั้นจะใหญ่หรือหนาแน่นเพียงใด การวัดรายละเอียดเหล่านี้อย่างแม่นยำ “จะทำให้โมเดลจำนวนมากตกลงไปในถังขยะ” Banerdt กล่าว

คลื่นไหวสะเทือนของโลกหลายคลื่นเกิดขึ้นจากแผ่นดินไหวที่กระเพื่อมไปตามรอยต่อของแผ่นเปลือกโลก ดาวอังคารขาดการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก แต่ก็ยังมี “Marsquakes” ที่เล็กกว่าซึ่งเกิดจากการเย็นตัวและการหดตัวของเปลือกโลก กระบวนการดังกล่าวทำให้เกิด “รอยแตกและรอยร้าวเล็กน้อย” Banerdt กล่าว ซึ่ง “ในระดับดาวเคราะห์คือแผ่นดินไหวที่สามารถเขย่าอาคารต่างๆ ได้”

เครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนจะตรวจจับคลื่นไหวสะเทือนที่กระเพื่อมจากการกระทบพื้นผิวดาวอังคาร เช่นเดียวกับแรงโน้มถ่วงจากโฟบอสของดาวอังคารที่ทำให้ดาวเคราะห์นูนขึ้นมาเป็นระยะน้อยกว่าหนึ่งเซนติเมตร การวัดความนูนนั้นอาจให้ข้อมูลเกี่ยวกับขนาดและความหยาบของแกน ซึ่งจะช่วยอธิบายได้ว่าทำไมดาวอังคารจึงสูญเสียสนามแม่เหล็กไป (SN Online: 3/27/18 )

นอกจากการวัดการสั่นสะเทือนของพื้นดินจางๆ แล้ว เครื่องวัดแผ่นดินไหวยังมีความไวเพียงพอที่จะรับลม การเลื่อนของอุณหภูมิ และแม่เหล็กที่เหลืออยู่ในหิน ดังนั้นเครื่องวัดคลื่นไหวสะเทือนของ InSight จะนำสถานีตรวจอากาศและเครื่องวัดสนามแม่เหล็กด้วยเพื่อให้แน่ใจว่าทีมสามารถลบสัญญาณที่ไม่ได้มาจากใต้ดินได้ การวัดสภาพอากาศเหล่านี้อาจนำไปใช้ในการ วางแผนภารกิจของมนุษย์ในอนาคตไปยังดาวอังคาร (SN: 1/20/18, p. 22 )

ในการตรวจสอบอุณหภูมิภายในของดาวอังคาร InSight จะขุดลงไปในพื้นผิวและวัดทุกครึ่งเมตรลงไปที่ 5 เมตร การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในระยะทางที่สั้นนั้นอาจจะน้อย แต่สามารถนำมาใช้เพื่อคาดการณ์ในระดับความลึกเพิ่มเติมและคำนวณความร้อนที่ออกมาจากภายในได้ เผยให้เห็นว่าดาวอังคารมีการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยาอย่างไร ความร้อนที่มากขึ้นหมายถึงกิจกรรมที่มากขึ้น

ตัวยานอวกาศอาจดูคุ้นเคย: การออกแบบถูกนำมาใช้ซ้ำจาก ยานลง จอดฟีนิกซ์ ปี 2008 ซึ่งพบน้ำแข็งในน้ำในบริเวณขั้วโลกของดาวอังคารในระหว่างปฏิบัติภารกิจห้าเดือน ( SN: 6/21/08, p. 10 ) แต่ InSight มีแผงโซลาร์เซลล์ที่ใหญ่กว่า ซึ่งจะช่วยให้สามารถวัดสัญญาณแผ่นดินไหวได้อย่างน้อยหนึ่งปีบนดาวอังคาร (ประมาณสองปีโลก) ยานลงจอดจะแตะลงใกล้เส้นศูนย์สูตรของดาวอังคารเพื่อรับแสงแดดเป็นพิเศษ

แม้ว่าการสังเกตการณ์จะเกิดขึ้นในปี 2542 Karovska พบว่าส่วนโค้งแบบกระจายเมื่อเร็วๆ นี้ หลังจากที่เบลอภาพเอ็กซ์เรย์อย่างระมัดระวังเพื่อให้ลักษณะที่ละเอียดอ่อนดังกล่าวโดดเด่น