Lądownik agencji poczuł, jak ziemia się trzęsie podczas uderzenia, podczas gdy kamery na pokładzie Mars Reconnaissance Orbiter wykryły ziejący nowy krater z kosmosu.
Lądownik InSight NASA odnotował trzęsienie Marsa o magnitudzie 4 w dniu 24 grudnia, ale naukowcy odkryli dopiero później przyczynę tego trzęsienia: uderzenie meteorytu oceniane jako jedno z największych zaobserwowanych na Marsie od czasu, gdy NASA zaczęła badać kosmos. Co więcej, meteoroid wykopał kawałki lodu wielkości głazów zakopane bliżej marsjańskiego równika niż kiedykolwiek wcześniej – odkrycie, które ma implikacje dla przyszłych planów NASA dotyczących wysłania astronautów na Czerwoną Planetę.
Naukowcy ustalili, że trzęsienie powstało w wyniku uderzenia meteorytu, kiedy spojrzeli na zdjęcia przed i po z Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) i zauważyli nowy, ziejący krater. Oferując rzadką okazję zobaczenia, jak duże uderzenie wstrząsnęło ziemią na Marsie, wydarzenie i jego skutki są szczegółowo opisane w dwóch artykułach opublikowanych w czwartek, 27 października, w czasopiśmie Science.
Szacuje się, że meteoroid miał długość od 5 do 12 metrów – na tyle mały, że spłonąłby w ziemskiej atmosferze, ale nie w cienkiej atmosferze Marsa, która jest tylko 1% tak gęsta jak nasza planeta. Uderzenie, w regionie zwanym Amazonis Planitia, wysadziło krater o średnicy około 150 metrów i głębokości 21 metrów. Niektóre z wyrzuconych przez uderzenie wyrzutów odleciały aż do 23 mil (37 kilometrów).
Dzięki zdjęciom i danym sejsmicznym dokumentującym to wydarzenie uważa się, że jest to jeden z największych kraterów, jakie kiedykolwiek zaobserwowano podczas formowania się dowolnego miejsca w Układzie Słonecznym. Na Czerwonej Planecie istnieje wiele większych kraterów, ale są one znacznie starsze i poprzedzają każdą misję na Marsa.
„To bezprecedensowe, aby znaleźć nowy wpływ tej wielkości” – powiedziała Ingrid Daubar z Brown University, która kieruje grupą roboczą InSight Impact Science. „To ekscytujący moment w historii geologicznej i byliśmy tego świadkami”.
InSight odnotował drastyczny spadek mocy w ostatnich miesiącach z powodu kurzu osadzającego się na panelach słonecznych. Oczekuje się, że statek kosmiczny zostanie wyłączony w ciągu najbliższych sześciu tygodni, co zakończy badania naukowe misji.
InSight bada skorupę, płaszcz i jądro planety. Fale sejsmiczne są kluczem do misji i ujawniły rozmiar, głębokość i skład wewnętrznych warstw Marsa. Od lądowania w listopadzie 2018 r. InSight wykrył 1318 trzęsień mars, w tym kilka spowodowanych uderzeniami mniejszych meteoroidów.
Jednak trzęsienie powstałe w wyniku grudniowego uderzenia było pierwszym, w którym zaobserwowano fale powierzchniowe – rodzaj fali sejsmicznej, która faluje wzdłuż wierzchołka skorupy planety. Drugi z dwóch artykułów naukowych dotyczących wielkiego uderzenia opisuje, w jaki sposób naukowcy wykorzystują te fale do badania struktury skorupy Marsa.
Łowcy kraterów
Pod koniec 2021 roku naukowcy InSight poinformowali resztę zespołu, że 24 grudnia wykryli duże trzęsienie ziemi. Krater został po raz pierwszy zauważony 11 lutego 2022 roku przez naukowców pracujących w Malin Space Science Systems (MSSS), i obsługuje dwie kamery na pokładzie MRO. Kamera kontekstowa (CTX) zapewnia czarno-białe obrazy o średniej rozdzielczości, natomiast Mars Color Imager (MARCI) tworzy codzienne mapy całej planety, umożliwiając naukowcom śledzenie zmian pogody na dużą skalę, takich jak niedawna regionalna burza piaskowa, która dodatkowo zmniejszyła energię słoneczną InSight.
Strefa wybuchu uderzenia była widoczna w danych MARCI, co pozwoliło zespołowi określić 24-godzinny okres, w którym nastąpiło uderzenie. Obserwacje te były skorelowane z epicentrum sejsmicznym, ostatecznie wykazując, że uderzenie meteorytu spowodowało duże trzęsienie ziemi z 24 grudnia.
„Obraz uderzenia był inny niż ten, który widziałem wcześniej, z masywnym kraterem, odsłoniętym lodem i dramatyczną strefą wybuchu zachowaną w marsjańskim pyle” – powiedziała Liliya Posiolova, która kieruje Orbital Science and Operations Group w MSSS. „Nie mogłem powstrzymać się od wyobrażenia sobie, jak musiało być być świadkiem uderzenia, wybuchu atmosferycznego i gruzu wyrzuconego na wiele mil w dół zasięgu”.
Ustalenie tempa, w jakim kratery pojawiają się na Marsie, ma kluczowe znaczenie dla dopracowania geologicznej osi czasu planety. Na starszych powierzchniach, takich jak Mars i Księżyc, jest więcej kraterów niż na Ziemi; na naszej planecie procesy erozji i tektoniki płyt wymazują z powierzchni starsze elementy.
Nowe kratery odsłaniają również materiały pod powierzchnią. W tym przypadku duże kawałki lodu rozrzucone przez uderzenie były oglądane przez kolorową kamerę MRO High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE).
Lód podpowierzchniowy będzie ważnym zasobem dla astronautów, którzy mogą go wykorzystać do różnych potrzeb, w tym wody pitnej, rolnictwa i paliwa rakietowego. Pochowany lód nigdy nie został zauważony tak blisko marsjańskiego równika, który jako najcieplejsza część Marsa jest atrakcyjnym miejscem dla astronautów.
Więcej o misjach
JPL zarządza InSight i Mars Reconnaissance Orbiter dla Dyrekcji Misji Naukowych NASA. InSight jest częścią programu Discovery NASA, zarządzanego przez Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla w Huntsville w stanie Alabama. Lockheed Martin Space w Denver zbudował Mars Reconnaissance Orbiter, statek kosmiczny InSight (w tym jego etap rejsowy i lądownik) i wspiera operacje statków kosmicznych w obu misjach.
Firma Malin Space Science Systems w San Diego zbudowała i obsługuje kamerę kontekstową i kamerę MARCI. University of Arizona zbudował i obsługuje kamerę HiRISE.
Misję InSight wspiera wielu partnerów europejskich, w tym francuskie Centre National d’Études Spatiales (CNES) i niemieckie Centrum Aeronautyczne (DLR). CNES dostarczyło NASA instrument do eksperymentów sejsmicznych dla struktury wnętrz (SEIS) wraz z głównym badaczem w IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). Znaczący wkład w SEIS pochodził z IPGP; Instytut Maxa Plancka ds. Badań Układu Słonecznego (MPS) w Niemczech; Szwajcarski Federalny Instytut Technologiczny (ETH Zurich) w Szwajcarii; Imperial College London i Oxford University w Wielkiej Brytanii; i JPL. DLR dostarczyło instrument Heat Flow and Physical Properties Package (HP3), ze znaczącym wkładem Centrum Badań Kosmicznych (CBK) Polskiej Akademii Nauk i Astroniki w Polsce. Hiszpańskie Centro de Astrobiología (CAB) dostarczyło czujniki temperatury i wiatru, a Włoska Agencja Kosmiczna (ASI) dostarczyła pasywny retroreflektor laserowy.