Lądownik NASA InSight przybył na Marsa 26 listopada 2018 r. Od tego czasu zajmuje się badaniem miejsca lądowania i nie spieszy się ostrożnie z umieszczeniem swoich instrumentów. Spędził kilka tygodni testując sejsmometr i dostosowując go, a teraz umieścił kopułową, ochronną tarczę nad przyrządem.
Instrument SEIS (Seismic Instrument for Interior Structure) jest kluczowym elementem wyposażenia misji InSight. Z położenia na powierzchni wykrywa wibracje głęboko w Marsie. Mierzy aktywność sejsmiczną spowodowaną trzęsieniami Marsa oraz wibracje spowodowane uderzeniami meteorytów. Wyczuwa także fale sejsmiczne od wiatru i osuwisk.
SEIS jest wyjątkowo wrażliwy. NASA twierdzi, że może wykryć drżenie tak małe jak atom wodoru. Ale to nie jest łatwa praca.
Cała ta wrażliwość i możliwości oznaczają wykwintne systemy elektroniczne. Ponieważ jednak fale sejsmiczne są zjawiskiem fizycznym, SEIS wymaga mechanicznego połączenia z planetą. Aby to zadziałało, instrument musi być jak najbardziej odizolowany od zmian termicznych i wiatru. Po to jest tarcza w kształcie kopuły.
Osłona przeciwwiatrowa i termiczna zapobiega przepływowi wiatru przez niepotrzebne szumy do danych. Aby zmierzyć fale sejsmiczne na Marsie, SEIS słucha uważnie, gdy fale te przechodzą przez wnętrze planety. Każdy rodzaj materiału, przez który przechodzą fale, zmienia fale. SEIS ma na celu zrozumienie tych drobnych zmian i wykorzystanie ich do namalowania obrazu wnętrza Marsa. Wszelkie niepożądane efekty wiatru mogłyby zakłócić ten proces.
Aerodynamiczny kształt tarczy ma na celu dociskanie SEIS na powierzchnię, gdy uderzy w nią wiatr. Zapobiega również przewróceniu się lub przesunięciu. Ma również spódnicę z kolczugi i koce termiczne na dole.
Tarcza jest również osłoną termiczną. Ponieważ temperatura na powierzchni Marsa może się zmienić nawet o 94 stopnie Celsjusza (170 Fahrenheita), bardzo ważne jest, aby SEIS był przed tym chroniony. Zmieniająca się temperatura może powodować rozszerzanie się i kurczenie metalowych sprężyn w instrumencie, co może zaburzać czułość instrumentu.
„Ogólnie rzecz biorąc, chcemy utrzymać temperaturę na możliwie stałym poziomie”.
Bruce Banerdt, NASA JPL.
Sejsmometry na Ziemi są głęboko zakopane, aby zneutralizować wszelkie zmiany temperatury. Ale oczywiście nie jest to możliwe w przypadku SEIS. NASA musiała wymyślić inny sposób. Https://en.wikipedia.org/wiki/Seismometer
„Temperatura jest jednym z naszych największych bugaboos” - powiedział Bruce Banerdt, główny badacz InSight z NASA Jet Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii. JPL przewodzi misji InSight i zbudował osłonę przed wiatrem i temperaturą. „Pomyśl o tarczy jako o przytulnym stole na jedzeniu. Chroni SEIS przed nadmiernym rozgrzewaniem się w ciągu dnia lub nadmiernym ochładzaniem się w nocy. Ogólnie rzecz biorąc, chcemy utrzymać temperaturę na możliwie stałym poziomie. ”
Tarcza Wiatru i Cieplna to tylko pierwsza linia obrony dla SEIS. Sam projekt SEIS jest jak druga linia obrony przed skutkami zmian temperatury. Jest zbudowany w taki sposób, że gdy niektóre części rozszerzają się i kurczą, inne robią to w przeciwnym kierunku. Pozwala to niektórym zmianom temperatur na wzajemne znoszenie się.
SEIS jest również szczelnie zamknięty w komorze próżniowej wykonanej z tytanowej kuli. Sercem SEIS są trzy wahadła, które wprawiane są w ruch przez fale sejsmiczne. SEIS jest wyjątkowo czułym instrumentem, a jego wnętrze w kuli próżniowej chroni go nawet przed ruchem Browna, przepychaniem się cząstek, które mogłyby wpaść na wahadło i zniekształcić dane.
Ale ochrona nie kończy się na tym. SEIS jest również zamknięty w innym pojemniku izolacyjnym, sześciokątnym pudełku w kolorze miedzi, które było widoczne podczas wdrażania. Ściany pudełka wykonane są z komórek czesanych miodem, zaprojektowanych w celu zatrzymania powietrza. Powietrze na Marsie służy jako dodatkowa warstwa izolacji dla SEIS. Cienka atmosfera dwutlenku węgla bardzo powoli przewodzi ciepło.
Ponieważ wszystkie te zabezpieczenia były niewystarczające, InSight ma również czujniki pogodowe. Czujniki te wykrywają zmiany wiatru i temperatury i pomagają naukowcom odfiltrować je z danych.
Następnym krokiem dla InSight jest wdrożenie sondy przepływu ciepła i właściwości fizycznych lub HP3. Zmierzy, ile ciepła wypływa z wnętrza planety na powierzchnię, co w połączeniu z danymi SEIS stworzy obraz wnętrza Marsa.
HP2 ma zostać wdrożony w przyszłym tygodniu.
