Et nattehimmelbillede taget af Mars InSight landerens instrumentkontektskamera den 28. januar 2020.
(Billede: © NASA / JPL-Caltech)
Det er noget, der er skyhøjt på næste niveau: Forskere bruger billeder, der er taget af NASAs InSight-lander at se efter meteorer på Mars.
Fra et blik på de resulterende billeder synes søgningen ligetil: Utallige striber fylder himlen. Men skvis lidt, og historien viser sig at være mere quixotisk. Billederne viser for det meste spøgelser, de usynlige synlige og det synlige druknede midt i illusionerne.
Faktisk, hvis du var på Mars når stjernerne steg, ville du se en helt anden verden end den, der vises i natbilleder, der stråler hjem af InSights kameraer. "I det væsentlige er der i de billeder, vi har hidtil, meget lidt indhold, som du rent faktisk ville se med dine øjne," sagde Mark Lemmon, en videnskabsmand ved Space Science Institute, der leder det meteorobserverende projekt, til Space.com.
Billederne kommer fra en enhed kaldet Instrument Context Camera, en af to, der ligger på InSight-landeren. Kameraet var inkluderet for at hjælpe forskere med at forstå det kvarter, hvor rumfartøjet indsatte sine to hovedinstrumenter.
Og et af disse instrumenter, seismometeret, er årsagen til meteorsøgningen. Dette instrument er indstillet til at føle rystende bølger, der rejser gennem Mars; forskere kan derefter analysere disse data for at forstå den indre struktur og aktivitet på den røde planet.
Disse bølger kunne gydes af marsquakes, den Martiske ækvivalent med jordskælv. Men de kan også forekomme, når meteoritter smækker ind i planetens overflade. Forskernes interesse for meteorer: En beregning af, hvor ofte sådanne påvirkninger forekommer på Mars, ville hjælpe forskere med at fortolke seismometerets data.
Disse bestræbelser markerer ikke første gang forskere har set efter meteorer i den Martiske himmel. NASAs Spirit Rover, der strejfede om den røde planet fra 2004 til 2010, tilbragte sommeren 2005 skyhøjning. Denne mulighed kom takket være vejret, der fjernede så meget støv fra Spirit's solpaneler, at de overproducerede energi, hvilket skabte en dusør, der til sidst blev en byrde.
"Det var den reneste [tid], rover tilbragte på Mars," sagde Lemmon. "I løbet af den sommer var der så meget solenergi, at de var nødt til at prøve at bruge den om natten, for selv om de bare dumpede den, brugte den energi om dagen opvarmning af roveren for meget."
Så, Ånd brugt nogle nætter skyvender, men forskere opdagede aldrig en meteor i disse data. I betragtning af omfanget af observationer samlet, er det temmelig uomstrækkeligt: Det kan betyde, at færre meteorer ankommer til Mars, end forskerne forventede, eller at holdet simpelthen havde uflaks.
InSight, der ankom i november 2018, tog opgaven op som et lavprioriteret projekt. De første billeder kom fra landerens Instrument Deployment Camera, som er knyttet til roverens arm og kan peges på bestemte steder. Men i flere måneder har dette kamera haft større presserende bekymringer end stjerneskudd. InSights andet vigtige videnskabsinstrument, en varmesonde med tilnavnet føflekken, har været besværlig. Molen er ment at grave sig selv cirka 5 meter under overfladen og måler varmetransport i Marsberg som den gør.
Molens grave er imidlertid langsomt gået. Generelt set sonde har kæmpet for at få trækkraft i klippen. Instrumentet har endda poppet delvis ud af sin hul ved et par lejligheder. Vanskeligheder, der står over for muldvarpen, betyder, at instrumentdistributionskameraet har fokuseret på at give ingeniører visuelt bevis på, hvad der sker med sonden og redningsforsøg. Der er ikke tid til at stirre.
Så forskerne, der ledte efter meteorer, rekrutterede instrumentkontekstkameraet i stedet. Ligesom sin ledsager blev dette kamera tilovers fra Curiosity rover, baseret på design fra 1999, derefter opgraderet til at se i farve. (NASAs næste Mars-rover, der lanceres i sommer, vil bære helt nye kameraer, inklusive zoomobjektiver og videofunktion.)
Men i modsætning til instrumentdistributionskameraet, er instrumentets kontekstkamera fastgjort på plads, og det er udstyret med en fisheye-linse, der forvrider synet. Det er ikke et naturligt skywatcher, mildt sagt. "Det har den fordel, at det er et større synsfelt, så vi ser omkring en tredjedel af horisonten," sagde Lemmon. "Det har den store ulempe, at det ikke ser særlig højt op på himlen. Naturligvis, hvis du var her på Jorden på udkig efter meteorer, ville du ikke fokusere på horisonten. "
Dagsbilleder fra kameraet gør dets stærke udfordringer tydelige: Mars selv udfylder det meste af kameraets synsfelt. På trods af nattebilledernes tilsyneladende ensartethed optager jorden det meste af instrumentkontekstkameraets udsigt uden stjerner at se. Bare et krummet skår af himmel forbliver over den røde klippe, der skal fyldes med stjerner efter solnedgang.
Indtil videre, selvom Lemmon tjekker hvert billede for meteorer, er InSights billeder tændte. "Der er en følelse af, at det er noget demoraliserende," sagde Lemmon for at scanne hvert billede for potentielle meteorer, der aldrig er der.
Han sagde, at forskere ved, hvordan sådanne genstande burde se ud. Meteorer ville følge en buet sti, som det ses af fiskejuleinsen. Bortset fra det, sagde Lemmon, skulle meteorer ved Mars se mere eller mindre de samme ud, som de gør her på Jorden. ”Du har fået en række ting, lige fra en lys stribe over himlen til en ægte ildkugle,” sagde han. Den kuldioxidrige atmosfære giver måske en meteor en orange glød, men Lemmon sagde, at han ikke er sikker på, at InSights kameraer kunne registrere det farveskifte.
Men de fleste pinpicks af lys i InSight-billederne kommer fra et helt andet himmelsk fænomen: kosmiske stråler, fragmenter af atomer, der plejer over hele universet i alle retninger. I modsætning til de jordbaserede fodgængere og meteorer, er kosmiske stråler meget vanskelige at fotografere fra Jorden. Vores atmosfære blokerer for mange sådanne partikler i at nå overfladen. Et heldigt kamera på Jorden, der er indstillet til at tage et langt eksponeringsbillede, kan fange en kosmisk stråle her eller der.
Men Mars har ikke Jordens atmosfære til at bade væk kosmiske stråler, hvilket efterlader den røde planet planlagt til at være vært for en kosmisk stråledetektor, sagde Justin Maki, en billedvidenskabsmand ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Californien. Det er hvad hvert lyspunkt under den usynlige kurve i horisonten i Instrument Context Camera's natbilleder er fingeraftrykket i en kosmisk stråle. ”Universet er lidt vild med kosmiske stråler, "Sagde Maki.„ Du tænker ikke meget på dem, fordi de for det meste bare passerer gennem dig eller passerer gennem miljøet. "
Selvom de ikke vil påvirke InSights andre data, kunne de kosmiske strålebilleder føde forskernes nysgerrighed omkring disse partikler, især deres hyppighed ved Mars. Længden af en stribe taler til den involverede type partikel - længere striber er typisk højenergiprotoner eller muoner, sagde Lemmon - og den vinkel, hvorpå den kosmiske stråle bevæger sig. "Nogle af disse kommer fra solen. Nogle af dem, vi ved ikke, hvor de kommer fra," sagde Maki. (Farverne på skærmen afspejler blot hvilken farve på sensor den kosmiske stråle ramte.)
InSights natbilleder fanger endda skyggerne af kosmiske stråler. Det skyldes, at kameraet for hver 5-minutters eksponering også optager en øjeblikkelig visning for at trække ud af hovedbilledet som en slags kalibreringsbillede, sagde Maki. Hvis en kosmisk stråle rammer under det øjeblikkelige billede, men ikke under hovedbilledet, er resultatet et mørkt sted, der markerer skyggen for, hvor en kosmisk stråle vises i det øjeblikkelige billede.
Men de uhyggelige fotos af meteor-ser vil ikke fortsætte med at flyde tilbage fra Mars. Tiden løber ud for at få skywatching-fotos fra instrumentkontekstkameraet, sagde Lemmon, fordi den berygtede Martian støvstorm sæson begynder snart med at fjerne horisonten. "I løbet af et par uger tror jeg ikke, at vi vil være i stand til at se en lys stjerne så lavt i himlen," sagde Lemmon.
De ville naturligvis stadig se de kosmiske stråler. Men de har set masser af dem.
- Mars InSight på fotos: NASAs mission til at undersøge kernen i den røde planet
- Rejse til centrum af den røde planet: NASAs InSight-lander for at afsløre hemmelighederne inde i Mars
- Robot 'muldvarp' på Mars begynder at grave i Red Planet denne uge
