Подведены итоги первых двух лет работы InSight на Марсе

Неподвижный марсианский зонд InSight работает на поверхности Красной планеты уже более двух лет. За это время автоматическая станция пережила несколько приключений и передала огромный объем полезной информации. Подводя итоги первичного анализа всех научных данных, NASA отмечает и три больших загадки Марса, которые удалось обнаружить.

Как и заведено, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) делится отчетами о каждой миссии на своем сайте. Зонд InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) позволил ученым не только многое узнать об устройстве и прошлом Марса, но и заставил здорово поломать голову. Некоторые загадки для своего решения требуют уточнить устоявшиеся модели строения Красной планеты, а некоторые можно списать на несовершенство техники. Вот самые интересные из них.

Анимация облаков, составленная из набора снимков, которые сделала камера ICC зонда InSight. В центре кадра — защитный купол сейсмометра SEIS / ©NASA, JPL-Caltech

«Марсотрясения» происходят часто, но они крайне слабые

Сейсмометр SEIS впервые зафиксировал подповерхностные толчки на Марсе в апреле 2019 года. С тех пор устройство передало данные о почти пяти сотнях «марсотрясений». В некоторые периоды они происходили буквально каждый день. Ученых удивила их скромная мощность: ни один толчок не имел магнитуду более 3,7.

Получается, Марс сейсмически активен — и это значительное открытие, — но его недра гораздо спокойнее, чем предполагалось. С другой стороны, судя по частоте толчков, рано или поздно они должны стать мощнее. Возможно, InSight просто прилетел на планету в период сниженной активности, и ученым придется ждать. А может, существуют факторы, которые не были учтены в моделях, и придется их частично пересмотреть.

Ветер создает проблемы

Сейсмометр зонда настолько чувствительный, что ему могут помешать любые колебания окружающей среды. Поэтому после установки на поверхности его накрыли специальным защитным куполом при помощи манипулятора. Однако, как оказалось, этого может быть недостаточно. Если вибрации от самого InSight можно отфильтровать (так и делают), то что делать с колебаниями почвы, которые вызывает ветер, пока не ясно.

Да, несмотря на очень низкую плотность, атмосфера Марса способна генерировать ветры и даже перемещать пыль. С земными ураганами такая погода не сравнится, но сверхчутким приборам мешает. Анализируя показания SIES, команда проекта пришла к выводу, что в сезон пылевых бурь вибрации от ветра полностью маскируют землетрясения. Шум становится слишком сильным, и сейсмометр просто не может выделить полезный сигнал.

Это предположение основано на резком снижении количества зафиксированных толчков в последние месяцы. С июня 2019 года прибор заметил всего пять «марсотрясений», а как раз в этот период начался сезон самых сильных ветров на Марсе. Ученые предполагают, что это похоже на долгую «тишину» в течение пяти месяцев после посадки InSight. Аппарат сам поднял много пыли, которая в разреженной атмосфере оседала несколько недель, а затем произошла локальная пылевая буря.

Художественное представление аппарата InSight на поверхности Марса / ©NASA, JPL-Caltech

Никаких поверхностных волн

И самая большая странность «марсотрясений» — похоже, все они идут только из недр планеты, а ее кора никаких колебаний не производит. Во всех зафиксированных SEIS событиях отмечались только P– и S-волны, которые распространяются в глубинных слоях Марса. На Земле сейсмометры могут зафиксировать и третий тип волн — поверхностные. Это своеобразная рябь в породах коры, либо возникающая из-за подвижек в ней, либо вызванная глубинными волнами. Благодаря этим волнам ученые могут подробно изучать внутреннее строение планет.

Предполагалось, что «отзвуки» поверхностных волн удастся заметить на глубинах порядка 400 километров, где они зарождаются. Но на Марсе такого почему-то не отмечается. Один из вариантов объяснения — планета действительно сейсмически спокойна. Второй — обилие трещин в скальных породах на глубине около 10 километров под местом работы InSight «экранирует» зонд от большинства волн, и до сенсоров доходят только глубинные толчки.

Большие планы

Несмотря на огромное количество новой информации о Марсе, у миссии InSight еще очень много работы впереди. Как минимум в 2021 году должен, наконец, заработать термический зонд-«крот» (mole) — Heat Flow and Physical Properties Package, HP3. Планировалось, что этот пенетратор самостоятельно погрузится как минимум на три метра вглубь марсианской породы. Однако расчеты инженеров оказались ошибочны или на пути попался камушек — «крот» никак не мог заглубиться.

В конце этого года была предпринята успешная попытка исправить ситуацию «дедовским» методом. К пенетратору просто дополнительно применили грубую силу — надавили лопаткой на конце манипулятора. Это помогло, и теперь при каждой попытке продвижения вглубь песка InSight прикапывает HP3 сверху. Процесс небыстрый, так что температуру недр получится измерить только в следующем году.