RISE
- Részletek
- Találatok: 654
Rotációs és belső szerkezeti kísérlet (RISE-Rotation and Interior Structure Experiment)
Az InSight küldetés harmadik legfontosabb feladata a bolygó pillanatnyi forgástengelyének a mérése.
A kőzetbolygók, mint a Föld és a Mars, általában kőzetrétegekből (övekből) épülnek fel, de ezek a rétegek nem egységesek. A Mars körül keringő műholdak mérik a Mars fölött a gravitációs mező ingadozását. Ez nem meglepő - a Föld gravitációs mezeje is szabálytalan. A Föld és a Hold belsejének ismeretében azonban a tudósok olyan modelleket számoltak ki, amelyek ezeket az ingadozásokat a kéreg vastagsága és sűrűsége, illetve a mélyebb rétegek változásaihoz igazítják.
Egy bolygó sűrűségeloszlásának meghatározásának egyik módja, hogy megmérjük, hogy mennyire billeg a forgástengelye körül. A precesszió a forgástengely irányának eltolódása egy központi tengely körüli kör mentén (gondoljunk egy olyan búgócsigára, ami nem teljesen függőleges). Az oka pedig az, hogy a bolygón fellépő gravitációs erők nem tökéletes gömbszimmetrikusak. A forgástengely teljes körbejárásának időtartama a Föld esetében 25 700 év. A Mars esetében pedig 165 ezer év. A nutáció oszcilláció egy rövidebb periódus, ami a precesszióra ráíródik. A Földön ez 18,7 év, míg a Mars esetében egy marsi évnél rövidebb. A precesszió és a nutáció alapján következtethetünk a bolygó sűrűségének és tömegeloszlásának az egyenetlenségeire, valamint a bolygó a világűrben lévő más testek gravitációs mezőivel való kölcsönhatásaira.
Mars forgástengelye precessziót és a nutációt is mutat. Ennek a "hullámzásnak" a pontos mérése lehetővé teszi a bolygó tehetetlenségi nyomatékának a meghatározását. Kép: © IPGP / David Ducros.
Az InSight mérni fogja a Mars forgástengelyének a precesszióját és nutációját. A RISE eszköz közvetlenül kommunikál a Földdel a Marsról két közepes erősségű, X-sávos (8 GHz) rádióantenna segítségével. (A SEIS és a HP3 adatainak többsége az UHF rádió és műholdas adókon keresztül lesz a Földre küldve, de a RISE kisebb mennyiségű adatot maga is képes továbbítani. UHF=Ultra High Frequency - 300-1000 MHz, radar frekvenciasáv, a deciméteres hullámhossztartomány).
Az InSight két darab kürtantenna segítségével a vele együtt érkező, de Mars körüli pályán maradó utazótáska méretű két MarCO (Mars Cube One) és a még működő MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) műholdon keresztül tatja a Földdel a kapcsolatot. A szonda energiaellátását a napelemtáblák szolgáltatják.
A kísérlethez a Föld Deep Space Network földi állomásairól a RISE antennákra küldenek jeleket, majd azok visszaverődve a RISE-ről a Földre jutnak. Az elküldött jel frekvenciáját az adó ismeri és a vevőegység méri. Mivel a földi állomások és az InSight egymáshoz képest mozognak, a jelek frekvenciája a Doppler-hatás miatt eltérő lesz. A fénysebesség állandóan 3x108 m/s vákuumban, így a frekvenciaváltozások pontosan az adó és a vevő közötti relatív sebességéhez kapcsolódnak. Mivel az InSight pontos helyzete viszonylag könnyen meghatározható a pályából, kiszámíthatjuk a Mars forgástengelyének irányát.
Történelmileg a rádiós Doppler-méréseket 1976-ban a Viking és a Mars Pathfinder űrhajókkal 1997-ben kezdték el. A RISE-t hetente 2 órán át figyelik majd a Földről, hogy 20 évvel a Pathfinder után sokkal részletesebben meg lehessen a Mars tengelyének precesszióját határozni. Egy távoli kvazár csillaghoz képest 10 cm-es pontossággal meg tudják majd mérni az Insight helyét, illetve mozgását a bolygóval együtt.
A szonda energiaellátását a napelemtáblák szolgáltatják.
A Marson az évszakok változása tömegátrendeződéssel jár, ami a bolygó forgástengelyének irányát megzavarja.
