Миссия InSight от NASA (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy, and Heat Transport) успешно осуществила посадку на поверхности Марса 26 ноября 2018 года, став первой из исследовательских станций, созданной для изучения внутренних структур Красной планеты. Основным инструментом миссии выступает HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package), известный также как Martian Mole, созданный при содействии Немецкого аэрокосмического центра (DLR). Это устройство предназначено для изучения тепловых потоков из глубин Марса на протяжении четырёхлетнего периода.
Разработанный для проникновения на глубину до пяти метров под поверхность планеты, HP3 столкнулся с неожиданными преградами и в результате остался почти на поверхности. Это не помешало сбору обширных данных о колебаниях температуры на различных временных промежутках, что позволило учёным из DLR получить новое понимание о природе марсианского грунта.
Опубликованный в журнале Geophysical Research Letters анализ данных показал, что температура в верхних 40 сантиметрах марсианской коры способствует формированию солевых плёнок, затвердевающих в грунте. Главный исследователь эксперимента HP3, Тилман Спон из Института планетарных исследований DLR, отметил: «Для понимания механических свойств грунта его можно сравнить с флористической губкой, используемой во флористике. Это лёгкий и пористый материал, поверхность которого изменяется при вдавливании растений».
Исследования выявили, что плотность верхних 30 сантиметров марсианского грунта сопоставима с базальтовым песком, что оказалось неожиданным открытием. Ниже подобного уровня плотность грунта становится схожей с плотно спрессованным песком и крупными обломками базальта.
Прибор HP3 позволил впервые провести измерения плотности почвы на Марсе и оценить скорость теплового переноса в коре (температуропроводность) и её теплопроводность. Также это дало возможность впервые зафиксировать суточные и сезонные температурные колебания. Средняя зафиксированная температура на глубине 40-сантиметрового датчика составила -56 °C (217,5 Кельвина).
Было установлено, что марсианский грунт обладает отличными изоляционными свойствами, что минимизирует значительные температурные колебания на небольших глубинах. Это влияет на разнообразные физические параметры грунта, включая его эластичность, теплопроводность, теплоёмкость, движения материала и скорость, с которой через него проходят сейсмические волны.
Кроме того, температурные колебания дают возможность образовываться солёным рассолам в течение десятичасового периода зимой и весной, что, вероятно, приводит к их затвердеванию и формированию подземной жесткой корки. Эти данные могут стать ключевыми для будущих миссий по изучению Марса и его исторических изменений.
Задача понимания геологической эволюции Марса и изучение его центральной области является важной частью миссии InSight. Учёным известно, что основная геологическая активность на Марсе прекратилась к концу Гесперианского периода (около 3 миллиардов лет назад), хотя имеются признаки, что лавовые потоки могут существовать и сегодня. Вероятно, это связано с более быстрым охлаждением внутренней части планеты из-за её меньших массы и давления. Предполагается, что это привело к затвердению внешнего ядра и разжижению внутреннего, остающихся предметами научных исследований.
Данные из глубин планеты могут оказаться ключевыми для понимания её геологической истории и формирования.
Источник: iXBT
