Borebisse lander på Mars

Jern? Ja, sikkert! Flydende kerne? Måske! Når snakken falder på Mars’ indre, må astronomer ofte gætte, for ingen aner, hvad planeten skjuler under den støvede overflade. Men nu lander NASAs InSight på Mars. Med sig har landingsfartøjet et bor, som for første gang skal dykke dybt ned i den røde jord.

Claus Lunau/JPL/NASA

Ikke en vind rører sig, temperaturen er omkring nul, og det røde landskab ligger øde hen. Datoen er den 26. november 2018, og du befinder dig på vores naboplanet Mars.

Et brag flænger stilheden, da NASA’s landingsfartøj InSight rammer overfladen.

Bag sig har det fem meter store landingsfartøj en næsten syv måneder og omkring 480 millioner kilometer lang rejse.

Faldskærme har hjulpet fartøjet de sidste kilometer ned gennem atmosfæren. Nu skal InSight blot rulle rundt og finde sine ben. Når det er sket, folder fartøjet sine to solpaneler ud, og en robotarm placerer det ultrafølsomme bor i støvet.

Boret skal som det første nogensinde dykke ned i Mars’ røde jord og give et helt tydeligt billede af Mars’ kerne, kappe og skorpe. Boringerne skal fortælle, hvordan ikke kun Mars, men alle Solsystemets indre planeter blev født for 4,6 milliarder år siden.

InSight kigger ind til kernen

Overfladen på Mars består af sten og støv, men præcist hvor tyk skorpen er, og om kernen er fast eller flydende, aner forskerne ikke. Derfor skal InSight udforske alle planetens lag.

Claus Lunau/JPL/NASA

Overfladen

Mars har en diameter på 6794 km, og overfladen er – bortset fra de isede poler – hovedsageligt dækket af sten og klipper samt noget pulverfint støv, der kaldes regolit.

Claus Lunau/JPL/NASA

Skorpen

Mars’ yderste lag, skorpen, består hovedsageligt af vulkansk sten og er 35-80 kilometer tykt. Astronomer håber, at InSight-missionen vil afsløre, nøjagtigt hvor tyk skorpen er.

Claus Lunau/JPL/NASA

Kappen

Kappen er opbygget af blandt andet silikat, jern og magnesium. Målinger har vist, at kappen strækker sig godt 2000 km fra overgangen af skorpen ind mod kernen. Det skal InSight-missionen bekræfte.

Claus Lunau/JPL/NASA

Kernen

Mars’ centrum, kernen, består formentlig af svovl, nikkel og jern og har en diameter på cirka 3000 km. Men forskerne ved ikke, om kernen er fast eller flydende – og det er missionens store spørgsmål.

Claus Lunau/JPL/NASA

27 sonder har overvåget Mars

En armada af fartøjer har besøgt Mars, siden den amerikanske sonde Mariner 4 som den første fløj tæt forbi vores naboplanet i 1965.

I alt har 15 sonder overvåget planeten udefra, mens otte landingsfartøjer og fire rovere er landet på Mars. De 27 fartøjer har blandt andet fundet ud af, at Mars er dækket af kæmpe vulkaner og kløfter, har lavet præcise kort over overfladen og har målt det kemiske indhold i marsjorden. De har for længst bevist tilstedeværelsen af is, og nye observationer viser, at vand i flydende form også er til stede på planeten.

Alligevel er planetens indre forhold omgærdet med mystik. Astronomerne ved, at planeten inderst har en kerne omgivet af en kappe og en skorpe. Men de kender ikke deres præcise mål, struktur og kemiske indhold. Og det er, præcis hvad landingsfartøjet InSight nu skal finde svaret på.

Bor hamrer sig fem meter ned i undergrunden

1 / 6

undefined

123456
NASA Mars 2020

InSights ekstremt følsomme bor skal dykke fem meter ned i marsjorden. Herfra skal boret ved hjælp af særlige sensorer måle varmen fra kernen, som ligger 2000 kilometer under overfladen, så astronomerne kan se, om den er fast eller flydende.

© NASA

Phoenix i ny forklædning

Kimen til den nye mission blev lagt i 2010 med NASA’s Discovery-konkurrence. Her kæmpede 30 hold om at udvikle et billigt og innovativt fartøj, som kunne løse nogle af Solsystemets fundamentale gåder.

I første omgang blev tre projekter valgt ud og fik hver tre millioner dollars, omkring 20 millioner kroner, i udviklingsstøtte.

I 2012 blev InSight kåret som vinder, fordi projektet gav et helt nyt indblik i Mars’ indre. Siden har teknikere arbejdet intensivt med konstruktionen af landingsfartøjet. Projektet blev foreslået og ledes af NASA’s Jet Propulsion Laboratory i Californien, men flere andre rumfartsorganisationer deltager også.

Landingsfartøjet er baseret på et tidligere marsfartøj, Phoenix, som landede på Mars i 2008 og løste alle sine opgaver på blot fem måneder. Genbrugen af Phoenix’ teknologi minimerer ikke alene udgifterne, men også risikoen for uheld under selve missionen.

Se InSight tordne ned gennem Mars’ atmosfære med over 22.000 km/t, før fartøjet få øjeblikke senere lander engleblødt i det røde støv.

Bor måler kernens temperatur

Den 350 kg tunge InSight er et stationært landingsfartøj. InSight har ingen hjul og kan ikke bevæge sig rundt, men skal udføre sine opgaver, hvor den lander.

Et bor – populært kaldet muldvarpen – skal skydes fem meter ned i jorden, mens et særligt instrument måler den såkaldte varmeudstråling fra Mars’ indre. Kemiske stoffer udsender varme i hver deres unikke spektrum, og målingerne kan derfor vise, hvilke stoffer Mars er gjort af.

Mars’ gennemsnitstemperatur er -60 grader celsius.

Selvom boret kun dykker fem meter ned, er sensorerne så følsomme, at de kan måle temperaturen helt inde i Mars’ kerne. Den er placeret cirka 2000 kilometer under den røde overflade.

Mens boret arbejder med kemien, lytter InSights skildpaddeformede seismometer efter marsskælv i undergrunden. Målingerne skal afsløre, hvor kraftige skælvene er, hvor hyppigt de indtræffer, og hvor de er placeret geografisk.

Den hastighed, marsskælvene rejser med, kan ikke alene vise grænserne mellem skorpe, kappe og kerne, men også om kernen er fast, flydende eller måske en kombination af begge.

Minisatellitter er på jomfrurejse til Mars

To små satellitter på størrelse med mikrobølgeovne ledsager InSight på dens mission. Satellitterne – der går under navnet MarCO – skal sørge for, at forskere på Jorden kan følge InSights landing, nærmest mens den foregår.

  • InSight daler mod Mars

    InSight landingsfartøjet sender billeder til de to satellitter under landingen.

  • Minisatellitter videresender data

    Satellitterne videresender billederne til en sonde i kredsløb om Mars.

  • Sonde kontakter Jorden

    Sonden forstærker signalerne og sender informationerne videre til kontrolcenteret på Jorden.

Astronomerne vil gerne vide, om marsskælvene er udløst af geologisk aktivitet i Mars’ indre eller af meteorer. Derfor skal InSight også kortlægge, hvor og hvornår fremmede objekter rammer Mars.

I gennemsnit rammer 200 meteorer og andre objekter hvert år Mars. Da de fleste af dem kun er et par meter i diameter, kræver opgaven et ultrafølsomt seismometer.

Sidst, men absolut ikke mindst skal landingsfartøjet i samarbejde med en hær af sonder måle planetens reflekser.

Mars er som alle andre planeter påvirket af Solens tiltrækningskraft. Den giver planeten en vippende bevægelse, som astronomerne kalder reflekser. De er ikke kun påvirket af Solen, men også hvor tætpakkede de kemiske stoffer er inde i Mars.

Eksperter kan takket være InSights to MarCO-satellitter måle afstanden til og fra landingsfartøjet med en præcision på blot to centimeter. Ud fra de tal kan astronomerne aflæse, hvor meget planeten vipper, og til sidst beregne både størrelsen og tætheden af Mars’ kappe og kernen.

Ups! Den 19. oktober 2016 hamrede landingsfartøjet Schiaparelli direkte ned i Mars' overflade med over 500 km/t.

© NASA/JPL/Univ. of Arizona

Hver anden landing går galt

Fartøjer smadrer, og kontakten bliver afbrudt, når rumfartens ingeniører skal landsætte fartøjer på Mars. I løbet af de seneste 50 år har forskere forsøgt at sætte i alt 21 fartøjer direkte på den røde klode, men kun i 12 tilfælde er missionen lykkedes. Her er et udpluk:

  • 1971

    Mars 2 blev til skrot

    Det russiske landingsmodul smadrede under landingen i 1971.

  • 1976

    Vikingerne erobrede Mars

    De to amerikanske Viking-fartøjer landede sikkert i 1976 og sendte de første billeder hjem fra Mars’ overflade, som viste sig at være en livløs stenørken.

  • 1997

    Første marsrover kørte 100 meter

    NASA’s landingsfartøj Pathfinder nåede overfladen af Mars pakket ind i store airbags, som sikrede en blød landing. Med sig havde det roveren Sojourner, der var soldreven og på størrelse med en mikroovn. I løbet af tre måneder kørte roveren 100 meter og analyserede flere sten, bl.a. småsten, der kan være dannet i vandløb.

  • 1999

    Mars Polar Lander gik i sort

    NASA’s landingsfartøj landede på Mars i 1999, men fik aldrig kontakt med Jorden.

  • 2003

    Beagle 2 foldede sig aldrig ud

    Den britiske lander Beagle 2 nåede aldrig at lede efter rester af liv. Fartøjet landede på Mars i ét stykke, men dets solpaneler foldede sig ikke ordentligt ud. Derfor kunne den hverken sende eller modtage data.

  • 2004

    Ustoppelig rover har fungeret i 14 år

    Tre måneder. Sådan lød succeskriteriet for NASA’s tvillingerovere Opportunity og Spirit. Mens sidstnævnte kørte fast efter fem år i 2009, har Opportunity været ustoppelig. Roveren kører nu rundt på 14. år og har bl.a. fundet spor efter vandløb.

  • 2008

    Phoenix udforskede nordpolen

    NASA’s landingsfartøj Phoenix skulle analysere is og tage prøver på nordpolen. Fartøjet klarede alle planlagte opgaver på fem måneder og blev erklæret udtjent i maj 2010.

  • 2012

    Nysgerrig rover leder efter liv

    NASA-roveren Curiosity leder efter organisk materiale og foretager geologiske undersøgelser.
    Curiosity kører nu på sjette år.

  • 2016

    Schiaparelli smadrede ind i Mars

    Under landingen begyndte ESA’s landingsfartøj Schiaparelli at rotere så voldsomt, at højdemåleren blev forvirret. Bremseraketterne blev derfor affyret i tre sekunder i stedet for de nødvendige 30, og fartøjet bragede ned i Mars’ overflade med 540 km/t. En NASA-sonde tog senere et billede af landings-krateret.

Mars er frosset i barndommen

Informationerne fra InSight skal i sidste ende opklare, hvordan Mars og de tre andre klippeplaneter – Jorden, Venus og Merkur – i Solsystemet blev født.

Den tidlige dannelse af en planet sker, når den ydre glohede og flydende overflade langsomt nedkøles og krystalliseres til forskellige mineraler afhængigt af temperatur, tryk og kemisk sammensætning.

De letteste mineraler stiger mod overfladen og bliver til skorpen, mens tungere dele synker ned og skaber kappen. De allertungeste mineraler som jern og nikkel søger endnu længere indad og danner en kerne af metal.

InSight er som en tidsmaskine, der kan afsløre, hvordan klippeplaneterne blev skabt, forklarer NASA's Mars-ekspert, William Banerdt.
/NASA Jet Propulsion Laboratory

Solsystemets fire klippeplaneter har alle de samme basale strukturer i form af skorper, kapper og kerner, ligesom de fleste råmaterialer er de samme. Alligevel er planeterne langtfra ens i dag. Og her er Mars særligt interessant, fordi den geologisk set er frosset i barndommen.

Mars er på en gang stor nok til at have gennemgået den samme proces, som skabte Solsystemets andre klippeplaneter, men er samtidig så lille og så lidt geologisk aktiv, at den formentlig har bevaret sporene af disse processer i sit indre.

På den måde kan InSights undersøgelser ikke alene løfte sløret for Mars’ fødsel, men også for de tre andre klippeplaneters tidlige historie.

InSight blev samlet i sneglefart

Det tog et halvt år bare at samle InSights mange færdige komponenter til ét funktionsdygtigt fartøj. I kliniske omgivelser udførte eksperterne test efter test – og nåede også en tur i vakuumkammer.

To rovere følger efter InSight

InSight skal lande på den fire millioner kvadratkilometer store slette Elysium Planitia. Sletten er hjemsted for flere store kratere og vulkaner og ligger ved Mars’ ækvator.

Da InSight ikke skal undersøge en speciel overflade, er stedet udvalgt på baggrund af praktiske hensyn. Stedet skal blandt andet ligge tæt på ækvator, så instrumenterne kan få energi fra Solen året rundt.

Samtidig skal stedet være fladt for at forhindre kollisioner med klipper og ligge så lavt, at InSight kan bruge atmosfæren som en ekstra bremseklods under landingen. Endelig skal underlaget være så blødt, at det spinkle bor nemt kan gå i dybden.

Udforskningen af Mars stopper ikke med InSight, og faktisk er to andre missioner allerede på vej. I 2021 sender det europæiske rumagentur, ESA, den anden etape af rovermissionen ExoMars afsted, mens NASA’s næste projekt er Mars 2020, der, som navnet antyder, sendes afsted i 2020.

Her er roveren ligesom InSight baseret på tidligere teknologi – denne gang blot fra Curiosity. Sammen med InSight skal de to missioner lægge de næste brikker i puslespillet om Mars og bane vejen for bemandede missioner til vores naboplanet.

InSights landingsplads på sletten Elysium Planitia er udvalgt, fordi overfladen er både jævn, klippefri og nem at bore i. Desuden sikrer nærheden til ækvator sollys til solpanelerne året rundt.

© NASA

Læs også:

Mars
Mars

Hvilken farve har Mars?

0 minutter
Mars

Illustreret Videnskab drager til Mars

2 minutter
Mars
Mars

Mars får besøg: Se den røde planet funkle på himlen

1 minut

Log ind

Fejl: Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!