Ein Nachthimmelbild, aufgenommen von der Instrument Context Camera des Mars InSight Landers am 28. Januar 2020.
(Bild: © NASA / JPL-Caltech)
Es ist ein Skywatching der nächsten Stufe: Wissenschaftler verwenden Bilder, die von aufgenommen wurden InSight Lander der NASA nach Meteoren suchen Mars.
Auf den ersten Blick scheint die Suche unkompliziert zu sein: Unzählige Streifen füllen den Himmel. Aber schielen Sie ein wenig, und die Geschichte erweist sich als quixotischer. Die Bilder zeigen hauptsächlich Geister, das Unsichtbare wird sichtbar und das Sichtbare ertrinkt inmitten der Illusionen.
In der Tat, wenn Du warst auf dem Mars Wenn die Sterne aufgehen, sehen Sie eine völlig andere Welt als die, die in Nachtbildern gezeigt wird, die von InSights Kameras nach Hause gestrahlt werden. "Im Wesentlichen gibt es in den Bildern, die wir bisher haben, sehr wenig Inhalt, den Sie tatsächlich mit Ihren Augen sehen würden", sagte Mark Lemmon, Wissenschaftler am Space Science Institute, der das Meteoritenbeobachtungsprojekt leitet, gegenüber Space.com.
Die Bilder stammen von einem Gerät namens Instrument Context Camera, einer von zwei auf dem InSight-Lander. Die Kamera wurde mitgeliefert, um Wissenschaftlern zu helfen, die Nachbarschaft zu verstehen, in der das Raumschiff seine beiden Hauptinstrumente einsetzte.
Und eines dieser Instrumente, das Seismometerist der Grund für die Meteorsuche. Dieses Instrument ist so abgestimmt, dass es schaudernde Wellen spürt, die sich durch den Mars bewegen. Wissenschaftler können diese Daten dann analysieren, um die innere Struktur und Aktivität des Roten Planeten zu verstehen.
Diese Wellen könnten von erzeugt werden Marsquakes, das Marsäquivalent von Erdbeben. Sie können aber auch auftreten, wenn Meteoriten in die Oberfläche des Planeten eindringen. Daher das Interesse der Wissenschaftler an Meteoren: Eine Berechnung, wie oft solche Einflüsse auf den Mars auftreten, würde den Forschern helfen, die Daten des Seismometers zu interpretieren.
Diese Bemühungen sind nicht das erste Mal, dass Wissenschaftler am Marshimmel nach Meteoren Ausschau halten. Der Spirit Rover der NASA, der von 2004 bis 2010 den Roten Planeten durchstreifte, verbrachte den Sommer 2005 mit Skywatching. Diese Gelegenheit ergab sich dank des Wetters, das so viel Staub von den Sonnenkollektoren von Spirit entfernte, dass sie Energie überproduzierten und eine Prämie schufen, die schließlich zur Last wurde.
"Das war die sauberste Zeit, die der Rover auf dem Mars verbracht hat", sagte Lemmon. "In diesem Sommer gab es so viel Sonnenenergie, dass sie versuchen mussten, sie nachts zu nutzen, denn selbst wenn sie sie nur entsorgten, heizte die Nutzung dieser Energie am Tag den Rover zu stark auf."
Damit, Geist ausgegeben In manchen Nächten wurde der Himmel beobachtet, aber Wissenschaftler haben in diesen Daten nie einen Meteor entdeckt. Angesichts des Umfangs der insgesamt gesammelten Beobachtungen ist dies ziemlich nicht schlüssig: Es könnte bedeuten, dass weniger Meteore auf dem Mars ankommen als von Wissenschaftlern erwartet, oder dass das Team einfach Pech hatte.
InSight, das im November 2018 eintraf, nahm die Aufgabe als Projekt mit niedriger Priorität auf. Die ersten Bilder stammen von der Instrument Deployment Camera des Landers, die am Arm des Rovers angebracht ist und auf bestimmte Stellen gerichtet werden kann. Aber seit Monaten hat diese Kamera dringendere Bedenken als Sternschnuppen. InSights zweites wichtiges wissenschaftliches Instrument, eine Wärmesonde mit dem Spitznamen Maulwurf, war problematisch. Der Maulwurf ist wollte sich graben etwa 5 Meter unter der Oberfläche, wobei der Wärmetransport im Marsgestein gemessen wird.
Die Ausgrabung des Maulwurfs ging jedoch nur langsam voran. Im Allgemeinen ist die Die Sonde hat Probleme, die Traktion im Fels zu erreichen. Das Instrument ist bei einigen Gelegenheiten sogar teilweise aus seinem Bau herausgesprungen. Die Schwierigkeiten, mit denen der Maulwurf konfrontiert ist, führen dazu, dass sich die Instrumenten-Einsatzkamera darauf konzentriert hat, den Ingenieuren visuelle Beweise dafür zu liefern, was mit den Sonden- und Rettungsversuchen passiert. Es ist keine Zeit für Sternbeobachtungen.
Daher rekrutierten die Wissenschaftler, die nach Meteoren suchten, stattdessen die Instrumenten-Kontextkamera. Wie sein Begleiter wurde diese Kamera vom Curiosity Rover übrig gelassen, basierend auf Entwürfen von 1999, und dann aktualisiert, um sie in Farbe zu sehen. (Der nächste Marsrover der NASAAb diesem Sommer werden brandneue Kameras mit Zoomobjektiven und Videofunktionen erhältlich sein.)
Im Gegensatz zur Instrumenten-Bereitstellungskamera bleibt die Instrumenten-Kontextkamera jedoch fest und ist mit einem Fischaugenobjektiv ausgestattet, das die Sicht verzerrt. Es ist kein natürlicher Himmelsbeobachter, um es gelinde auszudrücken. "Es hat den Vorteil, dass es ein größeres Sichtfeld ist, so dass wir ungefähr ein Drittel des Horizonts sehen", sagte Lemmon. "Es hat den großen Nachteil, dass es nicht sehr hoch am Himmel schaut. Offensichtlich, wenn Sie hier auf der Erde suchen MeteoreSie würden sich nicht auf den Horizont konzentrieren. "
Tagesbilder von der Kamera machen die sternenklaren Herausforderungen deutlich: Der Mars selbst füllt den größten Teil des Sichtfelds der Kamera aus. Trotz der scheinbaren Gleichmäßigkeit der Nachtbilder nimmt der Boden den größten Teil der Sicht der Instrumenten-Kontextkamera ein, ohne dass Sterne zu sehen sind. Über dem roten Felsen bleibt nur ein geschwungener Himmel übrig, der nach Sonnenuntergang mit Sternen gefüllt wird.
Obwohl Lemmon jedes Bild auf Meteore überprüft, sind die Bilder von InSight bisher leer. "In gewisser Weise ist es etwas demoralisierend", sagte Lemmon, indem er jedes Bild nach potenziellen Meteoren absuchte, die es nie gibt.
Er sagte, Wissenschaftler wissen, wie solche Objekte aussehen sollten. Meteore würde einem gekrümmten Pfad folgen, wie er von der Fischaugenlinse gesehen wird. Abgesehen davon, sagte Lemmon, sollten Meteore auf dem Mars mehr oder weniger gleich aussehen wie hier auf der Erde. "Sie haben eine Reihe von Dingen, von einem hellen Streifen über den Himmel bis zu einem echten Feuerball", sagte er. Die kohlendioxidreiche Atmosphäre könnte einem Meteor einen orangefarbenen Schimmer verleihen, aber Lemmon sagte, er sei sich nicht sicher, ob InSights Kameras diese Farbverschiebung erkennen könnten.
Die meisten Lichtpunkte in den InSight-Bildern stammen jedoch von einem völlig anderen himmlischen Phänomen: kosmische Strahlung, Fragmente von Atomen, die sich in alle Richtungen durch das Universum bewegen. Im Gegensatz zu den terrestrischen Fußgängersternen und Meteoren sind kosmische Strahlen von der Erde aus sehr schwer zu fotografieren. Unsere Atmosphäre verhindert, dass viele solcher Partikel die Oberfläche erreichen. Eine glückliche Kamera auf der Erde, die ein Langzeitbelichtungsbild aufnehmen kann, kann hier oder da einen kosmischen Strahl einfangen.
Aber der Mars hat keine Erdatmosphäre, um kosmische Strahlen wegzuschlagen, und der Rote Planet ist darauf vorbereitet, einen Detektor für kosmische Strahlung aufzunehmen, sagte Justin Maki, Bildgebungswissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien. Das ist, was jeder helle Punkt unter der unsichtbaren Kurve des Horizonts in den Nachtbildern der Instrument Context Camera ist, der Fingerabdruck eines kosmischen Strahls. "Das Universum ist irgendwie überflutet kosmische Strahlung", Sagte Maki." Du denkst nicht viel über sie nach, weil sie meistens nur durch dich oder durch die Umgebung gehen. "
Während sie die anderen Daten von InSight nicht beeinflussen, könnten die Bilder der kosmischen Strahlung die Neugier der Wissenschaftler auf diese Partikel wecken, insbesondere auf ihre Frequenz auf dem Mars. Die Länge eines Streifens spricht für die Art des Teilchens - längere Streifen sind typischerweise hochenergetische Protonen oder Myonen, sagte Lemmon - und den Winkel, in dem sich der kosmische Strahl bewegt. "Einige davon kommen von der Sonne. Einige von ihnen, wir wissen nicht, woher sie kommen", sagte Maki. (Die angezeigten Farben geben lediglich wieder, welche Farbe des Sensors die kosmische Strahlung zufällig getroffen hat.)
InSights Nachtbilder erfassen sogar die Schatten der kosmischen Strahlung. Das liegt daran, dass die Kamera für jede 5-minütige Belichtung auch eine sofortige Ansicht aufnimmt, um sie als eine Art Kalibrierungsbild vom Hauptbild abzuziehen, sagte Maki. Wenn ein kosmischer Strahl während dieses augenblicklichen Bildes trifft, jedoch nicht während des Hauptbildes, ist das Ergebnis ein dunkler Fleck, der den Schatten markiert, an dem ein kosmischer Strahl im augenblicklichen Bild erscheint.
Aber die unheimlichen Fotos, die Meteoriten beobachten könnten, werden nicht immer vom Mars zurückfließen. Die Zeit läuft davon, Skywatching-Fotos von der Instrument Context Camera zu bekommen, sagte Lemmon, weil die berüchtigte marsianische Staubsturmsaison wird bald beginnen und den Horizont auslöschen. "Innerhalb von ein paar Wochen glaube ich nicht, dass wir auch nur einen hellen Stern so tief am Himmel sehen können", sagte Lemmon.
Natürlich würden sie immer noch die kosmischen Strahlen sehen. Aber sie haben viele davon gesehen.
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