Космос
Миссия на Марсе исследование красной планеты NASA «InSight»
26 просмотров
27.11.2018
0
, , ,

Миссия на Марсе исследование красной планеты NASA «InSight»

5 мая NASA «InSight» -ландер отправился в путешествие на Марс. Это первая миссия, посвященная исследованию внутренней структуры красной планеты и ответы на некоторые ключевые вопросы, такие как: Почему Земля и Марс развивались так по-разному, хотя их первоначальная структура и химический состав кажутся настолько похожими? Какими крупными, густыми и плотными являются ядро, мантия и кора? Какова их структура? Ученые надеются получить фундаментальное представление об общем образовании скалистых планет, таких как Марс, Земля, Меркурий и Венера.

Сейсмометр для экстремальных условий

Посадочный аппарат оснащен геофизическими приборами, в частности специальным сейсмометром; после посадки в конце ноября 2018 года это устройство будет регистрировать сейсмические колебания и передавать данные обратно на Землю.

Исследователи из ETH Zurich и Швейцарской сейсмологической службы, которые участвовали в разработке электроники сейсмометра (см. ETH News от 5 мая 2018 года), будут первыми проанализировать и интерпретировать данные.

Ученые из Института геофизики уже начали готовить эти анализы. На суперкомпьютере «Piz Daint» в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре (CSCS) исследователи рассчитали распространение сейсмических волн примерно на 30 различных моделей Mars.

Для своего модельного каталога исследователи объединили все имеющиеся знания о планете и использовали это для расчета синтетических сейсмических данных, которые могут быть получены с Марса. Затем ученые использовали эти данные для проведения слепого теста, в котором они опубликовали данные и пригласили экспертов со всего мира, чтобы их интерпретировать, чтобы обменяться знаниями и опытом в этой области.

Универсальный код для моделирования волн

Чтобы более подробно изучить влияние 3D-структуры коры Марса, Мартин ван Дриэль, старший научный сотрудник ETH Zurich, смоделировал сейсмические волны на Марсе с помощью Сальвуса, код, который он разработал в ETH вместе со своими коллегами Михаилом Афанасьевым, Lion Krischer и Кристиан Бем. Этот код является гибким и может использоваться повсеместно для вопросов распространения волн на разных носителях в разных масштабах.

Моделирование Марса работает на «Piz Daint» в реальном времени на 7200 вычислительных ядрах, что означает, что расчеты берутся до тех пор, пока сейсмические волны не пройдут через Марс. В зависимости от внутренней структуры планеты волны движутся с разной скоростью и проходят разные маршруты от источника до сейсмометра.Время, необходимое для прохождения волн через интерьер Марса, поможет ученым лучше понять структуру планеты и свойства горных пород.

Имея около 10 миллиардов степеней свободы и 300 000 временных шагов, ученым удалось решить значительно большую проблему. «Без суперкомпьютера, такого как« Piz Daint », симуляция одной модели на ноутбуке заняла бы более двух лет — примерно в четыре раза больше, чем поездка посадочного модуля на Марс», — говорит Бем.

Визуализация при запуске миссии

Исследователи визуализировали одно из числовых симуляций в видео. Это было показано на пресс-конференции НАСА для запуска ракеты Марса. Визуализация показывает, как волны движутся по поверхности Марса, вращаясь вокруг планеты и проходя через посадочный модуль три раза. Ван Дриэль объясняет, что важно измерять волны на каждом из трех проходов, поскольку это позволит ученым собирать информацию о планете, идентифицировать время и местоположение землетрясения Марса и рассчитать его примерную структуру, все с только одна сейсмическая станция. Однако амплитуда третьей волны меньше в десять раз; поэтому сейсмометр должен быть чувствительным и достаточно сложным, чтобы измерить это, и землетрясение должно иметь величину не менее 4,5.

На Земле землетрясения этой величины в основном генерируются тактовыми тектоническими процессами, в которых континентальные или океанические пластины сталкиваются или проскальзывают друг против друга. Ученые в настоящее время считают, что тектоника плит не активна на Марсе. Однако в течение двух лет они ожидают, что метеоритные удары или сокращения, вызванные охлаждением Марса, приведут к сейсмическим событиям, которые достаточно сильны, чтобы наблюдать сейсмометр.

Предварительные симуляции позволяют оценивать данные

Поскольку сейсмические волны на Марсе никогда не регистрировались с таким чувствительным сейсмометром , численное моделирование является единственным способом подготовки к оценке данных миссии NASA InSight.

«Мы используем рассчитанные модели, чтобы проверить, как определенные структуры, такие как толщина земной коры, влияют на измерения», — говорит Бём. Таким образом, модели помогают исследователям проверять их методы и лучше понимать сейсмограммы на Марсе. Хотя сейсмические данные, сгенерированные моделями, на первый взгляд похожи на наземные данные, очень важны тонкие различия. Поэтому ученые должны ознакомиться с этими новыми данными и научиться их интерпретировать.

Чтобы наконец понять марсианскую структуру , исследователи ETH сравнивают фактические измерения с имитируемыми данными. Для этого они будут опираться на каталог моделей Mars, чтобы узнать, изменились ли измерения, с учетом моделей, структуры и общего моделирования.

26 просмотров

Автор публикации

elon-musk-mars-colonization-spacex-nasa-getty-shutterstock-business-insider-illustration

Заявление Илона Маска говорит о готовности полета на Марс, SpaceX

5 мая NASA «InSight» -ландер отпра...

Узнать больше...
72639

Причины по которым может быть конец света

Узнать больше...
fddf46fc28afa7d9fc2583138883c378

Самые крупные метеориты упавшие на землю

Узнать больше...

Добавить комментарий