InSight lander ของ NASA ได้วางโพรบความร้อนบนพื้นผิวดาวอังคาร แพ็คเกจการไหลของความร้อนและคุณสมบัติทางกายภาพ (HP)3) ถูกนำไปใช้ในวันที่ 12 กุมภาพันธ์ห่างจาก SEIS ประมาณหนึ่งเมตร อีกไม่นานมันจะเริ่มตอกลงไปในดินบนดาวอังคาร
หากคุณเริ่มชินกับสิ่งนี้แล้วให้นึกถึงสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ
คนงานอยู่บนดาวอังคารซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไป 50 ล้านกิโลเมตรและใช้เวลาเดินทางประมาณ 6 เดือน เมื่อไปถึงที่นั่นคนงานจะต้องผ่านกระบวนการลงจอดที่เต็มไปด้วยอันตรายเพียงเพื่อให้ถึงพื้นผิวที่สมบูรณ์ ไซต์ลงจอดนั้นได้รับการคัดเลือกมาอย่างดีและเพื่อให้ผู้ลงจอดที่นิ่งเฉยทำสิ่งนี้ได้
จากนั้นส่วนที่ยากมา
“ ภายในสองสามวันเราจะทำลายพื้นดินโดยใช้ส่วนหนึ่งของเครื่องมือที่เราเรียกว่าไฝ”
Tilman Spohn ผู้วิจัยหลัก HP3 ศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน
ต้องเข้าใจอย่างถ่องแท้ในการตรวจสอบสภาพแวดล้อมและตัดสินใจในจุดที่เหมาะสมในการวางเครื่องมือ หลังจากสัปดาห์ของการตรวจสอบก็เลือกจุดที่แน่นอนนี้สำหรับ HP3. จากนั้น Heat Probe มาซึ่งเป็นผลงานทางวิศวกรรมในตัวของมันเอง
“ สิ่งนั้นมีน้ำหนักน้อยกว่ารองเท้าคู่หนึ่งใช้พลังงานน้อยกว่าเราเตอร์ Wi-Fi และต้องขุดอย่างน้อย 10 ฟุต [3 เมตร] บนดาวเคราะห์ดวงอื่น” ฮัดสันกล่าว “ มันต้องใช้งานมากมายเพื่อให้ได้เวอร์ชั่นที่สามารถทำให้ค้อนทุบได้หมื่นหมื่นโดยไม่ฉีกขาดออกจากกัน รุ่นแรก ๆ บางรุ่นล้มเหลวก่อนที่จะทำให้ถึง 16 ฟุต [5 เมตร] แต่รุ่นที่เราส่งไปยังดาวอังคารได้พิสูจน์เวลาที่แข็งแกร่งแล้วครั้งเล่า
จุดประสงค์ทั้งหมดของความพยายามนี้คือการเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างภายในของดาวอังคาร ชุดตรวจวัดความร้อนและคุณสมบัติทางกายภาพจะวัดปริมาณความร้อนที่ไหลออกมาจากใจกลางดาวอังคาร ในการทำเช่นนั้นมันจะต้องตอกย้ำเส้นทางสู่โลก
“ หัววัดของเราถูกออกแบบมาเพื่อวัดความร้อนที่มาจากภายในดาวอังคาร” Sue Smrekar ผู้ตรวจสอบหลักของ InSight จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA ในเมืองพาซาดีนารัฐแคลิฟอร์เนีย “ นั่นคือเหตุผลที่เราต้องการให้มันอยู่ด้านล่าง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบนพื้นผิวทั้งจากฤดูกาลและรอบกลางวัน - กลางคืนสามารถเพิ่ม "เสียง" ในข้อมูลของเราได้ "
HP3 จะต้องอยู่ห่างจากพื้นผิวอย่างน้อย 3 เมตรเพื่อทำงาน แต่ถ้าเป็นไปได้จะต้องถึงเครื่องหมาย 5 เมตรซึ่งเป็นความลึกสูงสุด ส่วนของโพรบที่ทำการเจาะนั้นเรียกว่าโมลซึ่งมีความยาว 40 ซม. (16 นิ้ว) ตัวตุ่นจะหยุดทุกๆ 50 ซม. (19 นิ้ว) และวัดค่าการนำความร้อนของดิน แต่ต้องรอเป็นเวลาสองวันก่อนที่จะเย็นตัวลงเนื่องจากการตอกจะสร้างแรงเสียดทานที่ทำให้ดินร้อนขึ้น ความร้อนนั้นจะทำให้เกิดเสียงรบกวนในข้อมูล
เมื่อทำการอ่านแล้วหัววัดความร้อนจะถูกทำให้ร้อนขึ้นและจะมีการอ่านค่ามากขึ้นเพื่อทดสอบค่าการนำความร้อน จากนั้นทำซ้ำกระบวนการทั้งหมด ในอัตราดังกล่าวอาจใช้เวลาสองสัปดาห์กว่าจะถึงความลึก 3 เมตร
หากโพรบชนกับก้อนหินก่อนที่จะถึง 3 เมตรดังนั้นโปรไฟล์ภารกิจทั้งหมดจะเปลี่ยนไป หากมันตื้นกว่า 3 เมตรก็จะใช้เวลาหนึ่งปีในการกรองสัญญาณรบกวนจากการอ่านค่าการนำความร้อนเนื่องจากหัววัดจะไม่ถูกแยกออกจากอุณหภูมิพื้นผิวอย่างเพียงพอ นี่คือเหตุผลที่ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งในการเลือกจุดสำหรับโพรบ
“ เราเลือกพื้นที่ลงจอดที่เหมาะสมโดยที่แทบไม่มีก้อนหินที่ผิว” Troy Hudson ของ JPL นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรผู้ช่วยออกแบบ HP กล่าว3. “ นั่นทำให้เรามีเหตุผลที่จะเชื่อว่าไม่มีหินก้อนใหญ่มากมายอยู่ใต้พื้นดิน แต่เราต้องรอดูว่าเราจะเจออะไรกันใต้ดิน”
คนขับรถคนอื่น ๆ ขุดลงบนพื้นผิวดาวอังคารมาก่อน แต่ HP3 ของ InSight จะเอาชนะพวกเขาทั้งหมด ผู้ขับขี่ Viking 1 ของ NASA ก้มลง 22 ซม. (8.6 นิ้ว) The Phoenix Lander ลูกพี่ลูกน้องของ InSight ขุดลงมา 18 ซม. (7 นิ้ว)
“ เรารอคอยที่จะทำลายสถิติบางส่วนบนดาวอังคาร” HP กล่าว3 ผู้ตรวจสอบหลัก Tilman Spohn แห่งศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน (DLR) ซึ่งเป็นหน่วยตรวจสอบความร้อนสำหรับภารกิจ InSight
แต่แลนเดอร์ก่อนหน้านี้มีภารกิจที่แตกต่าง: ตัวอย่างดิน ในทางใดทางหนึ่งมันไม่ยุติธรรมที่จะเปรียบเทียบพวกเขา นอกจากนี้ไม่น่าแปลกใจที่เทคโนโลยีของเราก้าวหน้าไปตั้งแต่พวกเขามีวัน
การทำความเข้าใจความร้อนของดาวอังคารเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่ามันและดาวเคราะห์หินอื่นก่อตัวอย่างไรและรูปร่างทางธรณีวิทยาเป็นอย่างไร ดาวอังคารยังคงความร้อนจากการก่อตัวของมันเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อนและความร้อนก็เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีภายใน
“ ธรณีวิทยาของดาวเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความร้อน” Smrekar กล่าว “ การปะทุของภูเขาไฟในอดีตโบราณคลี่คลายด้วยการไหลของความร้อนนี้ผลักดันและสร้างภูเขาสูงตระหง่านมาร์สมีชื่อเสียงในเรื่องนี้”
วิธีที่ความร้อนเคลื่อนที่ผ่านแมนเทิลแมนเทิลและเปลือกโลกกำหนดลักษณะพื้นผิว ดาวอังคารเป็นที่ตั้งของ Olympus Mons ซึ่งเป็นภูเขาไฟที่สูงที่สุดในระบบสุริยะ ที่สูงเกือบ 25 กม. (13.6 ไมล์) สูงกว่าภูเขาสามเท่า เอเวอร์เรส ดาวอังคารยังเป็นที่ตั้งของ Tharsus Montes ภูเขาไฟสามลูกจากความสูง 14 ถึง 18 กม. เช่นเดียวกับภูเขาไฟบนโลกพวกมันถูกสร้างขึ้นเมื่อแมกมาถูกบังคับผ่านรอยร้าวในเปลือกโลก
“ เราต้องการทราบว่าอะไรเป็นแรงผลักดันให้เกิดการปะทุของภูเขาไฟในช่วงต้นและการเปลี่ยนแปลงของดาวอังคาร” สจอนกล่าว “ ดาวอังคารเริ่มร้อนด้วยความร้อนมากแค่ไหน? เหลืออีกเท่าไหร่ที่จะขับเคลื่อนภูเขาไฟให้ได้”
นักวิทยาศาสตร์ได้จำลองการตกแต่งภายในของดาวอังคารตามข้อมูลที่ดีที่สุดที่มีอยู่ แต่ HP3 ของ InSight และตราสาร SEIS จะตอบคำถามจำนวนมากและชี้แจงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดาวเคราะห์สีแดง
“ ดาวเคราะห์เป็นเหมือนเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยความร้อนซึ่งจะเคลื่อนชิ้นส่วนภายในของพวกมันไปรอบ ๆ ” Smrekar กล่าว “ ด้วย HP3 เราจะยกฝากระโปรงขึ้นบนเครื่องยนต์ของ Mars เป็นครั้งแรก”
แต่มันเป็นอะไรที่มากกว่าแค่ดาวอังคาร มันเกี่ยวกับการทำความเข้าใจว่าดาวเคราะห์หินก่อตัวอย่างไร ซึ่งรวมถึงดาวอังคารโลกดวงจันทร์หินและดาวเคราะห์หินอื่น ๆ ทั้งหมดในระบบสุริยะของเราและอื่น ๆ
แหล่งที่มา:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: InSight ของนาซ่าเตรียมรับมืออุณหภูมิของดาวอังคาร
- ข่าวประชาสัมพันธ์: InSight ของนาซามีเทอร์โมมิเตอร์สำหรับดาวอังคาร
- InSight Heat Probe
