Τη Δευτέρα προσεδαφίζεται στον Άρη το πρώτο ρομποτικό γεωλογικό εργαστήριο

Το διαστημικό επιστημονικό σκάφος InSight της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας ετοιμάζεται να προσεδαφισθεί στον ‘Αρη, με σκοπό να μελετήσει το εσωτερικό του και τους σεισμούς του. Θα είναι η πρώτη προσεδάφιση της NASA από το 2012 (ρόβερ Curiosity) και η πρώτη φορά που θα μελετηθεί από ένα ρομποτικό γεωλογικό εργαστήριο το εσωτερικό, η σύνθεση και ειδικότερα η τεκτονική δραστηριότητα όχι μόνο του ‘Αρη, αλλά και οποιουδήποτε άλλου πλανήτη πέρα από τη Γη.

Αν όλα πάνε καλά, μετά από ένα ταξίδι 484 εκατομμυρίων χιλιομέτρων με ταχύτητα 19.800 χλμ. την ώρα, το InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) θα μειώσει την ταχύτητά του μόλις στα οκτώ χιλιόμετρα την ώρα (την ταχύτητα που ένας άνθρωπος κάνει τζόκινγκ) και θα κάνει «μαλακή» προσεδάφιση στον γειτονικό πλανήτη περίπου στις 20:00 ώρα Ελλάδας της Δευτέρας 26 Νοεμβρίου.

Η όλη διαδικασία προσεδάφισης θα διαρκέσει επτά αγωνιώδη λεπτά, που οι μηχανικοί της NASA αποκαλούν τα «επτά λεπτά του τρόμου», στη διάρκεια των οποίων δεν μπορούν να κάνουν κάτι, παρά να προσεύχονται ότι έχουν προγραμματίσει σωστά τις κινήσεις του ρομποτικού σκάφους και ότι δεν θα προκύψει κάποιο απρόοπτο.

Στη συνέχεια, η διαστημοσυσκευή θα ξεδιπλώσει τα ηλιακά πάνελ της για να τροφοδοτείται με ενέργεια, εφόσον οι μπαταρίες της φθάνουν μόνο για μια αρειανή μέρα, καθώς επίσης ένα ρομποτικό βραχίονα. Η επιβεβαίωση ότι αυτό πέτυχε, θα έλθει με καθυστέρηση μερικών ωρών από τους δορυφόρους “Mars Odyssey” και MRO που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον ‘Αρη και θα πετάνε πάνω από το σημείο προσεδάφισης δύο φορές μέσα στη μέρα. Μόνο τότε η NASA θα επιβεβαιώσει ότι η αποστολή στέφθηκε με επιτυχία.

Δύο πειραματικοί μικροδορυφόροι που ταξίδεψαν μαζί με το InSight, πετώντας πίσω από αυτό, οι Mars Cube One (ή MarCO), με μέγεθος χαρτοφύλακα και βάρος 13,5 κιλών ο καθένας, οι οποίοι θα δοκιμασθούν για πρώτη φορά σε άλλον πλανήτη, θα λειτουργήσουν ως εναλλακτικός και πιο γρήγορος αναμεταδότης των ραδιοσημάτων του InSight προς τη Γη, παρακάμπτοντας τις μεγάλες δορυφορικές διαστημοσυσκευές που κινούνται πέριξ του ‘Αρη εδώ και χρόνια. Μπορεί έτσι η NASA να ξέρει μέσα σε μερικά λεπτά και όχι σε μερικές ώρες πώς πήγε η προσεδάφιση.

Το ύψους περίπου ενός μέτρου και βάρους 358 κιλών InSight είναι ένας τρίποδος στατικός γεωφυσικός ανιχνευτής και όχι κινούμενος όπως τα ρόβερ που ήδη υπάρχουν στον «κόκκινο» πλανήτη. Eίχε εκτοξευθεί από τη Γη στις 5 Μαΐου και ο προορισμός του είναι μια τεράστια επίπεδη έκταση του ‘Αρη, γνωστή ως Elysium Planitia, μήκους 130 χλμ. και πλάτους 27 χλμ., λίγο βόρεια του αρειανού ισημερινού, γνωστή και ως «το μεγαλύτερο επίπεδο πάρκινγκ στον ‘Αρη».

Εκεί, από στάσιμη θέση, το InSight θα αρχίσει την χαρτογράφηση της «καρδιάς» του ‘Αρη μετά από περίπου τρεις μήνες, χρονικό διάστημα απαραίτητο για να δοκιμασθούν στο μεταξύ και να τεθούν σε λειτουργία τα επιστημονικά όργανά του. Ευτυχώς για τη NASA οι αμμοθύελλες που σάρωναν τον πλανήτη επί μήνες, έχουν πλέον καταλαγιάσει και η περιοχή προσεδάφισης φαίνεται καθαρή και ήσυχη.

«Νεκροταφείο» διαστημικών αποστολών

Η προσεδάφιση πάντως ποτέ δεν είναι εύκολη στον ‘Αρη, όπου μέχρι σήμερα σχεδόν δύο στις τρεις αποστολές έχουν αποτύχει ή έχουν συντριβεί στην επιφάνειά του. Η πιο πρόσφατη αποτυχία ήταν του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος το 2016 με το σκάφος «Σκιαπαρέλι» που συνετρίβη λόγω τεχνικού σφάλματος.

Οι ΗΠΑ, η μόνη χώρα με επιτυχημένο ιστορικό προσεδαφίσεων στον ‘Αρη, έχουν εφοδιάσει το InSight με μια δοκιμασμένη «συνταγή»: μια κάψουλα ανθεκτική στις υψηλές θερμοκρασίες έως 1.500 βαθμούς Κελσίου που αναπτύσσονται κατά τη διάσχιση της αρειανής ατμόσφαιρας λόγω τριβής, ένα αλεξίπτωτο που θα ανοίξει σε ύψος 12 χιλιομέτρων από την επιφάνεια. καθώς και μικρούς πυραύλους που τεθούν σε λειτουργία σε ύψος 1.200 μέτρων για να φρενάρουν και να καθοδηγήσουν ομαλά την κάθοδο.

Η αποστολή είναι κόστους περίπου ενός δισεκατομμυρίου δολαρίων και, από αυτά, σχεδόν το 20% έχουν επενδύσει οι Ευρωπαίοι. Το μεγαλύτερο μέρος του InSight κατασκευάσθηκε από την αμερικανική αεροδιαστημική εταιρεία Lockheed Martin Space, αλλά βρετανικής και γαλλικής κατασκευής είναι οι αισθητήρες και ο σεισμογράφος του, που θα ανιχνεύουν τις δονήσεις και τα σεισμικά κύματα στο εσωτερικό του. Η ταχύτητα των κυμάτων αυτών αλλάζει ανάλογα με το υλικό μέσω του οποίου ταξιδεύουν, κάτι που επιτρέπει να εξαχθούν συμπεράσματα για το εσωτερικό του πλανήτη. Έτσι, με τη βοήθεια αυτών των κυμάτων είναι δυνατό να προκύψει ένας τρισδιάστατος «χάρτης» του εσωτερικού του ‘Αρη – μια ανάλογη μέθοδος εφαρμόζεται από τους γεωλόγους και στη Γη.

Θα είναι ο πρώτος σεισμογράφος τοποθετημένος απευθείας πάνω στην επιφάνεια του ‘Αρη και θα είναι χιλιάδες φορές πιο ακριβής από εκείνους που βρίσκονταν πάνω στις διαστημοσυσκευές Viking το 1976. Ο πρώτος σεισμογράφος σε άλλο ουράνιο σώμα είχε τοποθετηθεί στη Σελήνη το 1969 από την αποστολή «Απόλλων 11».

Γερμανικής κατασκευής -από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο DLR- θα είναι το αυτόματο όργανο ΗΡ3 (Heat Flow and Physical Properties Package) που θα ανοίξει τη βαθύτερη τρύπα, βάθους έως πέντε μέτρων, που θα έχει ποτέ ανοιχτεί σε άλλο ουράνιο σώμα, προκειμένου να γίνουν μετρήσεις της εσωτερικής θερμότητας. Κάτι τέτοιο είχε γίνει μόνο στη Σελήνη από την τελευταία αποστολή «Απόλλων 17», όταν οι αστροναύτες Γιουτζίν Σέρναν και Τζακ Σμιτ με ένα χειροκίνητο τρυπάνι είχαν σκάψει σε βάθος τριών μέτρων.

Εκτός από το Εθνικό Κέντρο Διαστημικών Μελετών της Γαλλίας (CNES) που έφτιαξε το ευαίσθητο σεισμογραφικό όργανο SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), σε συνεργασία με τα βρετανικά πανεπιστήμια Imperial και Οξφόρδης, συμβολή είχαν η ελβετική πολυτεχνική σχολή ΕΤΗ, το Κέντρο Διαστημικής Έρευνας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών και το Κέντρο Αστροβιολογίας της Ισπανίας. Ένα άλλο αμερικανικής κατασκευής επιστημονικό όργανο (Rotation and Interior Structure Experiment-RISE) θα καταγράψει τις διακυμάνσεις στον άξονα περιστροφής του ‘Αρη, κάτι που θα δώσει στοιχεία για το αν ο αρειανός πυρήνας είναι στερεός ή υγρός.

Από τον συνδυασμό όλων των επιστημονικών δεδομένων, αναμένεται να προκύψει μια εικόνα για την εξέλιξη και τα σημερινά χαρακτηριστικά του φλοιού, του μανδύα και του πυρήνα του πλανήτη, κάτι που θα επιτρέψει να εξαχθούν -σε σύγκριση και με τη Γη- ευρύτερα συμπεράσματα για το σχηματισμό και την εξέλιξη των βραχωδών πλανητών του ηλιακού μας συστήματος. Οι επιστήμονες είναι ιδιαίτερα περίεργοι να μάθουν αν ο ‘Αρης διαθέτει ένα καυτό λιωμένο πυρήνα από σίδηρο όπως και η Γη.

Την ευθύνη της διετούς αποστολής, που μπορεί να παραταθεί, έχει το Εργαστήριο Αεριώθησης (JPL) της NASA στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια.

Το «προφίλ» του ‘Αρη

Ο πλανήτης έχει περίπου το μισό μέγεθος της Γης και το διπλάσιο της Σελήνης, το ένα δέκατο της μάζας της Γης και το ένα τρίτο της βαρύτητάς της. Το έτος του (πλήρης περιφορά γύρω από τον Ήλιο) διαρκεί 687 γήινες μέρες, ενώ η μέρα του (περιστροφή περί τον άξονά του) είναι οριακά μεγαλύτερη από τη γήινη (24 ώρες, 39 λεπτά και 35 δευτερόλεπτα).

Η αραιή ατμόσφαιρά του αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα (95%,3) και άζωτο (2,7%), ενώ η θερμοκρασία του κυμαίνεται από τους μείον 128 έως τους 27 βαθμούς Κελσίου. Το υψηλότερο σημείο του είναι το ηφαιστειακό όρος Όλυμπος ύψους 26 χιλιομέτρων, ενώ διαθέτει τα μακρύτερα και βαθύτερα φαράγγια σε όλο το ηλιακό σύστημα, μήκους άνω των 4.000 χλμ.

Οι πρώτες απόπειρες για ταξίδι στον ‘Αρη έγιναν από τη Σοβιετική Ένωση με τα σκάφη «Μάρσνικ» 1 και 2, που δεν κατάφεραν καν να φθάσουν σε γήινη τροχιά. Το 1965 το αμερικανικό «Μάρινερ 4» έκανε την πρώτη επιτυχή προσέγγιση του ‘Αρη και έστειλε στη Γη 21 φωτογραφίες του, κάτι που επαναλήφθηκε το 1969 με τα «Μάρινερ» 6 και 7. Για πρώτη φορά η ΕΣΣΔ έφθασε στον ‘Αρη το 1971 με το “Mars 3”, που όμως κάηκε κατά την κάθοδό του, αλλά μετά από λίγες εβδομάδες το “Mars 3” ήταν το πρώτο που προσεδαφίστηκε, αν και λειτούργησε μόνο για 20 δευτερόλεπτα, προτού σιγήσει. Η πρώτη προσεδάφιση των ΗΠΑ έγινε το 1975 με το “Viking 1”.

Η επόμενη αποστολή της NASA στον ‘Αρη θα είναι η “Mars 2020”, που θα εκτοξευθεί το καλοκαίρι του 2020 και θα προσεδαφίσει τον Φεβρουάριο του 2021 ένα ρόβερ σαν το Curiosity, με στόχο να αναζητήσει μικροβιακή ζωή.