Zdjęcie nocnego nieba wykonane aparatem kontekstowym aparatu lądownika Mars InSight 28 stycznia 2020 r.
(Zdjęcie: © NASA / JPL-Caltech)
Jest to obserwacja następnego poziomu: naukowcy wykorzystują zdjęcia zrobione przez Lądownik NASA InSight szukać meteorów Mars.
Patrząc na powstałe obrazy, wyszukiwanie wydaje się proste: niezliczone smugi wypełniają niebo. Ale trochę mruży oczy, a historia okazuje się bardziej donikotyczna. Obrazy przedstawiają głównie duchy, niewidzialne uwidocznione, a widzialne zagłuszone pośród iluzji.
W rzeczywistości, jeśli byłeś na Marsie gdy gwiazdy podniosły się, zobaczyłbyś zupełnie inny świat niż ten wyświetlany na nocnych obrazach przesyłanych do domu przez kamery InSight. „Zasadniczo w obrazach, które do tej pory mamy, jest bardzo mało treści, które można by zobaczyć na własne oczy”, powiedział Mark Lemmon, naukowiec z Space Science Institute, który prowadzi projekt obserwacji meteorów.
Obrazy pochodzą z urządzenia o nazwie Instrument Context Camera, jednego z dwóch umieszczonych na lądowniku InSight. Dołączono kamerę, aby pomóc naukowcom zrozumieć otoczenie, w którym statek kosmiczny rozmieścił swoje dwa główne instrumenty.
I jednym z tych instrumentów, sejsmometr, jest przyczyną wyszukiwania meteorów. Ten instrument jest dostrojony, aby czuć drżące fale przemieszczające się przez Mars; naukowcy mogą następnie przeanalizować te dane, aby zrozumieć wewnętrzną strukturę i działalność Czerwonej Planety.
Te fale mogą zostać odrodzone trzęsienia ziemi, marsjański odpowiednik trzęsień ziemi. Ale mogą również wystąpić, gdy meteoryty uderzą w powierzchnię planety. Stąd zainteresowanie naukowców meteorami: Obliczenie częstotliwości występowania takich uderzeń na Marsie pomogłoby naukowcom zinterpretować dane sejsmometru.
Wysiłki te nie oznaczają, że naukowcy po raz pierwszy obserwowali meteory na marsjańskim niebie. Łazik Spirit NASA, który wędrował po Czerwonej Planecie w latach 2004-2010, spędził lato 2005 r. na skywatchach. Ta możliwość nadeszła dzięki pogodzie, która usunęła tyle pyłu z paneli słonecznych Ducha, że nadprodukowali energię, tworząc nagrodę, która ostatecznie stała się ciężarem.
„To był najczystszy [czas], jaki łazik spędził na Marsie” - powiedział Lemmon. „Tego lata było tak dużo energii słonecznej, że musieli próbować z niej korzystać w nocy, ponieważ nawet jeśli po prostu ją wyrzucali, używanie tej energii w ciągu dnia zbyt mocno rozgrzewało łazik”.
Więc, Duch wydany niektóre noce obserwują niebo, ale naukowcy nigdy nie zauważyli meteoru w tych danych. Biorąc pod uwagę całkowitą skalę zebranych obserwacji, jest to dość niejednoznaczne: może to oznaczać, że na Marsa przybywa mniej meteorów niż się spodziewali naukowcy lub że zespół miał po prostu pecha.
InSight, który pojawił się w listopadzie 2018 r., Podjął się tego zadania jako projekt o niskim priorytecie. Pierwsze obrazy pochodziły z kamery rozmieszczania lądownika, która jest przymocowana do ramienia łazika i może być skierowana w określone miejsca. Ale od miesięcy ten aparat ma bardziej palące obawy niż spadające gwiazdy. Drugi kluczowy instrument naukowy InSight, sonda cieplna nazywana kretem, był kłopotliwy. Kret jest przeznaczone do kopania się około 16 stóp (5 metrów) pod powierzchnią, mierząc jednocześnie transport ciepła w skale marsjańskiej.
Kopanie kretów przebiega jednak powoli. Ogólnie rzecz biorąc, sonda walczyła o przyczepność w skale. Instrument kilkakrotnie nawet wyskakiwał z nory. Trudności, z jakimi zmaga się kret, oznaczają, że kamera do rozmieszczania instrumentów skoncentrowała się na dostarczeniu inżynierom wizualnych dowodów na to, co dzieje się z sondą i próbami ratowania. Nie ma czasu na obserwowanie gwiazd.
Naukowcy poszukujący meteorów zwerbowali zamiast tego kamerę kontekstową aparatu. Podobnie jak jego towarzysz, ten aparat został pozostawiony w łaziku Curiosity na podstawie projektów z 1999 roku, a następnie zmodernizowany, aby zobaczyć w kolorze. (Następny łazik marsjański NASA, która tego lata wprowadzi na rynek, będzie oferować nowe aparaty fotograficzne, w tym obiektywy zmiennoogniskowe i funkcje wideo).
Jednak w przeciwieństwie do kamery do rozmieszczania instrumentów kamera kontekstowa przyrządu utknęła w miejscu i jest wyposażona w obiektyw typu rybie oko, który zniekształca jej widok. Co najmniej nie jest to naturalny skywatcher. „Ma tę zaletę, że ma większe pole widzenia, więc widzimy około jednej trzeciej horyzontu” - powiedział Lemmon. „Ma to tę wielką wadę, że nie wygląda bardzo wysoko na niebie. Oczywiście, gdybyś tu na Ziemi szukał meteory, nie skupiałbyś się na horyzoncie ”.
Zdjęcia z kamery w ciągu dnia uwidaczniają wyzwania związane z obserwowaniem gwiazd: sam Mars wypełnia większość pola widzenia kamery. Pomimo pozornej jednolitości zdjęć nocnych, ziemia zajmuje większość widoku kamery kontekstowej aparatu, bez gwiazd. Po czerwonej skale pozostaje tylko zakrzywiony pokos nieba, który po zachodzie słońca będzie wypełniony gwiazdami.
Jak dotąd Lemmon sprawdza meteoryty na każdym obrazie, ale obrazy InSight okazały się puste. „W pewnym sensie jest to trochę demoralizujące” - powiedział Lemmon o skanowaniu każdego obrazu w poszukiwaniu potencjalnych meteorów, których nigdy nie ma.
Powiedział, że naukowcy wiedzą, jak powinny wyglądać takie obiekty. Meteory podążyłby zakrzywioną ścieżką widzianą przez obiektyw typu rybie oko. Poza tym, powiedział Lemmon, meteory na Marsie powinny wyglądać mniej więcej tak samo jak na Ziemi. „Masz wiele rzeczy, od jasnej smugi po niebie po prawdziwą kulę ognia” - powiedział. Atmosfera bogata w dwutlenek węgla może nadać meteorowi pomarańczowy blask, ale Lemmon powiedział, że nie jest pewien, czy kamery InSight wykryją zmianę koloru.
Ale większość punkcików światła na obrazach InSight pochodzi z zupełnie innego zjawiska niebieskiego: promieniowanie kosmiczne, fragmenty atomów, które otaczają wszechświat we wszystkich kierunkach. W przeciwieństwie do naziemnych pieszych gwiazd i meteorów, promienie kosmiczne są bardzo trudne do sfotografowania z Ziemi. Nasza atmosfera blokuje wiele takich cząstek przed dostaniem się na powierzchnię. Szczęśliwa kamera na Ziemi ustawiona na zrobienie zdjęcia z długim czasem naświetlania może złapać promień kosmiczny tu i tam.
Ale Mars nie ma atmosfery ziemskiej, by odpędzić promienie kosmiczne, pozostawiając Czerwoną Planetę przygotowaną do umieszczenia detektora promieniowania kosmicznego, powiedział Justin Maki, naukowiec zajmujący się obrazowaniem w NASA Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii. Taki właśnie jest każdy jasny punkt poniżej niewidzialnej krzywej horyzontu na nocnych zdjęciach aparatu kontekstowego, odcisk palca promienia kosmicznego. „Wszechświat jest jakby zalany promieniowanie kosmiczne- powiedział Maki. - Nie myślisz o nich za dużo, ponieważ przeważnie po prostu przechodzą przez ciebie lub przez środowisko.
Choć nie wpłyną one na inne dane InSight, obrazy promieni kosmicznych mogą wzbudzić zainteresowanie naukowców tymi cząsteczkami, a zwłaszcza ich częstotliwość na Marsie. Długość smugi mówi o rodzaju cząsteczki - dłuższe smugi to zazwyczaj wysokoenergetyczne protony lub miony, powiedział Lemmon - i kąt, pod którym podróżuje promień kosmiczny. „Niektóre z nich pochodzą od słońca. Niektóre z nich nie wiemy, skąd pochodzą” - powiedział Maki. (Wyświetlane kolory odzwierciedlają jedynie kolor czujnika, w który trafił promień kosmiczny).
Nocne obrazy InSight wychwytują nawet cienie promieni kosmicznych. To dlatego, że dla każdej 5-minutowej ekspozycji aparat rejestruje również natychmiastowy widok, aby odjąć główny obraz, jako rodzaj obrazu kalibracyjnego, powiedział Maki. Jeśli promień kosmiczny uderzy podczas tego natychmiastowego obrazu, ale nie podczas głównego obrazu, powstanie ciemna plama, oznaczająca cień miejsca, w którym promień kosmiczny pojawi się na natychmiastowym obrazie.
Ale upiorne niedoszłe obserwujące meteory zdjęcia nie będą wracać z Marsa. Lemmon powiedział, że kończy się czas na robienie zdjęć w tle z kamery kontekstowej instrumentu osławiony marsjański sezon burz pyłowych wkrótce zacznie się, zasłaniając horyzont. „W ciągu kilku tygodni nie sądzę, że będziemy w stanie zobaczyć nawet jasną gwiazdę tak nisko na niebie” - powiedział Lemmon.
Oczywiście nadal widzieliby promienie kosmiczne. Ale widzieli ich wiele.
- Mars InSight na zdjęciach: misja NASA zbadania jądra Czerwonej Planety
- Podróż do centrum Czerwonej Planety: lądownik InSight NASA, aby odkryć tajemnice wewnątrz Marsa
- W tym tygodniu „mol” robota na Marsie zaczyna wkopywać się w Czerwoną Planetę
