NASA-ruimtevaartuig registreert epische ‚marsbevingen‘ terwijl het zich voorbereidt om te sterven

Geanimeerde reeks met de eerste en laatste selfies van NASA InSight op Mars.

NASA’s InSight-ruimtevaartuig, kort nadat het in 2018 op Mars was geland, vergeleken met zijn meest recente selfie, die liet zien dat het bedekt was met stof van een storm.Krediet: NASA/JPL-Caltech

Het eerste en enige ruimtevaartuig dat aardbevingen op Mars bestudeert, staat op het punt te sterven. Een recente storm op Mars bedekte de zonnepanelen van NASA’s InSight-lander met stof en blokkeerde veel van het zonlicht dat nodig is om zijn batterijen op te laden. Mission controllers laten de seismometer nu met tussenpozen draaien om energie te besparen. Binnen enkele weken zal het ruimtevaartuig waarschijnlijk niet meer reageren op opdrachten van de aarde en in de vergetelheid raken.

Maar InSight gaat niet zonder slag of stoot. Op 27 oktober meldden wetenschappers dat de missie vorig jaar seismische golven heeft gedetecteerd die zijn veroorzaakt door de grootste meteorietinslagen die ooit op Mars zijn waargenomenEen,2. Beide meteorieten raken de planeet met de energie van een kleine atoombom. Door na te gaan hoe de enorme seismiciteit door Mars golfde, konden wetenschappers de eigenschappen van de korst van de rode planeet duizenden kilometers van InSight bestuderen, en een mysterie oplossen over de vraag of het ruimtevaartuig toevallig op een geologisch ongebruikelijke plek zit.

De bevindingen dragen bij aan de rijke ontdekkingserfenis van InSight. Sinds de aankomst op Mars in november 2018 heeft het informatie verzameld over meer dan 1.300 ‚marsbevingen‘3. Hierdoor konden onderzoekers onder meer de lang gezochte grootte van de kern van Mars en de dikte van de korst berekenen. Vorige maand nog gebruikten onderzoekers gegevens van vijf marsbevingen om te bepalen dat de mantel van Mars rijker is aan ijzer dan die van de aarde4. Al deze informatie over de interne lagen van Mars zal wetenschappers helpen te begrijpen hoe de planeet zich in de loop van miljarden jaren heeft gevormd en geëvolueerd.

„Voor de missie liet ik altijd al deze cartoons van in tweeën gesneden planeten zien“, zegt Mark Panning, projectwetenschapper van InSight bij het Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Californië. “Nu is de tekenfilm verschoven van vraagtekens en vage grenzen naar een echt beeld van wat het binnenste van Mars is. Dat hebben we beloofd en dat hebben we ook gedaan.“

Seismische onthullingen

Het was niet altijd duidelijk dat wetenschappers zouden slagen. In 2012 besloot NASA om de InSight ter waarde van 994 miljoen dollar te bouwen en te lanceren, een controversiële keuze omdat het bureau al verschillende andere Mars-missies in de wachtrij had staan. Vervolgens zorgden problemen bij het bouwen van de supergevoelige seismometer voor een lanceringsvertraging van $ 150 miljoen en twee jaar. Toen InSight eindelijk op Mars aankwam, mislukte een in Duitsland gebouwd instrument met de bijnaam de Mol, die bedoeld was om de warmtestroom in de grond te meten, toen het zichzelf niet in de grond kon begraven. De missie ontdekte zijn eerste marsbeving pas vijf maanden na de landing – en toen het eindelijk gebeurde, hadden onderzoekers moeite om te interpreteren wat ze zagen.

„In het begin wisten we niet echt hoeveel we uit de gegevens konden halen“, zegt Brigitte Knapmeyer-Erdrun, een planetaire wetenschapper aan de universiteit van Keulen in Duitsland.

Maar tijdens het tweede Marsjaar pakten de zaken voor InSight weer op. Het ruimtevaartuig bevindt zich in de buurt van de evenaar van Mars, in een regio die bekend staat als Elysium Planitia. Veel van de bevingen die het detecteert, komen uit een geologisch actieve regio die bekend staat als Cerberus Fossae, ongeveer 1500 kilometer verderop, waar wordt gedacht dat ondergrondse magma-injecties trillingen veroorzaken5. In augustus en september 2021 ontdekte het ruimtevaartuig voor het eerst marsbevingen aan de andere kant van de planeet6.

En op 4 mei van dit jaar ontdekte InSight een aardbeving met een kracht van 4,7 – verreweg de grootste (de meeste detecties van InSight liggen in het bereik van 2-3). Op aarde zou zo’n aardbeving door mensen kunnen worden gevoeld als ze zich in de buurt van het epicentrum bevonden.

„Dit is een prachtig geschenk van Mars“, zegt Philippe Lognonné, een geofysicus aan het Paris Institute of Earth Physics die het team van de seismometer leidt.

Onderzoekers hebben nog niet gepubliceerd wat ze hebben geleerd van de ‚grote‘. Maar het was zo groot dat het seismische energie door de oppervlaktelagen van de Marskorst stuurde, waardoor een zogenaamde oppervlaktegolf ontstond – die meer informatie over het binnenste van een planeet kan onthullen dan andere soorten seismische golven. „Ik wil onze hand niet te veel fooi geven“, zegt Bruce Banerdt, een geofysicus bij JPL en hoofdonderzoeker van InSight. „Maar het geeft echt informatie over het hele spectrum, van de ondiepe korst tot aan de diepste mantel en kern.“

Diepe effecten

Ondertussen hebben wetenschappers oppervlaktegolven geanalyseerd die zijn gegenereerd tijdens de twee recordbrekende meteorietinslagen vorig jaar op 18 september en 24 decemberEen,2. InSight pakte ze op van duizenden kilometers afstand.

Inslaglocatie van een recente meteroride-inslag op Mars vastgelegd door de HiRISE-camera aan boord van de Mars Reconnaissance Orbiter.

De Mars Reconnaissance Orbiter maakte dit beeld van de krater die op 24 december 2021 werd veroorzaakt door een meteoriet die de rode planeet raakte. Hij is meer dan 130 meter breed.Krediet: NASA/JPL-Caltech/UArizona

Ze golfden door de korst van Mars naar het noorden van InSight, dat dichtbij een belangrijke geologische grens ligt waar het terrein gladder en lager is dan de zwaar bekraterde zuidelijke hooglanden. De manier waarop de oppervlaktegolven door de korst naar het noorden reisden, suggereert dat deze dichter is dan de korst onder Insight, die landde in een gebied waar de rotsen bijzonder poreus zijn.

Dankzij NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) kon InSight vertellen waar de bevingen vandaan kwamen. Wetenschappers die door afbeeldingen van de orbiter keken, zagen kraters op het oppervlak achtergelaten door elk van de inslagen, en waren in staat om de datums te bepalen waarop ze zich vormden. Beide kraters hebben een diameter van meer dan 130 meter, waardoor ze de grootste verse kraters zijn die zijn waargenomen in de 16 jaar dat de MRO de planeet bestudeert. „Dit is een zeer unieke dataset met een impact van deze omvang“, zegt Liliya Posiolova, hoofd van orbitale wetenschappelijke operaties voor de MRO bij Malin Space Science Systems in San Diego, Californië. Toen de eerste beelden arriveerden, zegt ze, „was het alsof we nog nooit eerder hadden gezien, en we deden bijna een dubbele opname“.

Afscheid nemen

Dat InSight bijna klaar is, betekent niet dat de ontdekking stopt. Een ‚marsquake service‘ van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie (ETH) in Zürich heeft de gegevens van de missie gearchiveerd. Onderzoekers zullen die informatie waarschijnlijk de komende jaren gebruiken om nieuwe bevindingen te doen, zoals ze hebben gedaan met tientallen jaren oude Apollo-gegevens die zijn verzameld tijdens aardbevingen op de maan. „Ik ben er vrij zeker van dat we hetzelfde gaan doen met Mars“, zegt Anna Horleston, een seismoloog aan de Universiteit van Bristol, VK.

Onderzoekers hebben al geprofiteerd van het opnieuw evalueren van InSight-gegevens. Aanvankelijk konden ze alleen de omvang van marsbevingen bepalen, maar meestal niet hun locatie. Wetenschappers onder leiding van Géraldine Zenhäusern, een geofysicus bij ETH, ontdekten hoe ze de polariteit van seismische golven van een marsbeving konden gebruiken om de locatie te berekenen7. Los daarvan beginnen nieuwe technieken zoals machine learning al meer marsbevingen op te sporen in de gegevens van InSight8.

Zodra InSight sterft, zal Mars een tijdje zonder seismometer moeten zitten; één was gepland voor de ExoMars-lander van de European Space Agency, maar die missie omvatte een samenwerking met Rusland en staat stil in de nasleep van de Russische invasie van Oekraïne.

Er is een kleine kans dat een stofduivel het stof van de zonnepanelen van InSight wegblaast en het leven van de missie verlengt. Maar onderzoekers bereiden zich voor om afscheid te nemen. „Er is zeker een gevoel van, oh mijn god, dit gaat bijna eindigen“, zegt Horleston.

Kommentar verfassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert