Сейсмограф станции InSight реагирует на затмения Солнца Фобосом

Затмение Солнца Фобосом 20 августа 2013 года, заснятое марсоходом «Кьюриосити». NASA/JPL-Caltech

Планетологи, работающие с марсианской станцией InSight, опубликовали результаты наблюдений научными инструментами станции за затмениями Солнца Фобосом и Деймосом, которые можно наблюдать с поверхности Красной планеты. Оказалось, что помимо уменьшения освещенности поверхности Марса затмения порождают термоупругие деформации в поверхностных слоях грунта, которые смог зафиксировать сейсмограф SEIS. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Характеристики орбит спутников Марса Фобоса и Деймоса позволяют автоматическим станциям и марсоходам, работающим в приэкваториальных широтах Красной планеты, наблюдать прохождения по диску Солнца этих тел несколько раз в год. Размер Фобоса составляет 11,5 километра, а Деймоса — 2,3 километра, они закрывают лишь часть солнечного диска, создавая кратковременные кольцевые затмения. Впервые подобное событие с поверхности Марса смог пронаблюдать спускаемый аппарат «Викинг-1», в дальнейшем его регистрировали марсоходы «Спирит», «Оппортьюнити» и «Кьюриосити», а также исследовательская станция InSight, занимающаяся исследованием внутреннего строения Марса. Подобные наблюдения интересны тем, что позволяют уточнить параметры орбит спутников, а также определить их вековое ускорение, по которому можно оценить приливную диссипацию в марсианской мантии.

Планетологи во главе с Саймоном Штелером (Simon Stähler) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха опубликовали результаты анализа данных, собранных научными приборами станции InSight во время наблюдений за восемью прохождениями Фобоса и одним прохождением Деймоса по диску Солнца, произошедшими с момента высадки станции на планету в ноябре 2018 года.

Самым непосредственным проявлением затмения Солнца спутниками Марса стало снижение выработки энергии солнечными панелями станции, которое составляло от 4 до 23 процентов от первоначального значения. Погодные датчики не выявили никаких изменений давления и температуры воздуха, а также силы ветра, вызванных затмениями. Магнитометр станции зафиксировал уменьшение двух компонент (Bx, Bz) величины магнитной индукции, что связывается с изменением тока, выдаваемого солнечными панелями. Инфракрасный радиометр в ходе затмений фиксировал падение температуры поверхности на 2-2,5 кельвина в пределах трех метров от станции, причем температурный отклик грунта на изменение условий освещенности Солнцем согласуется с менее плотным и/или менее теплопроводным веществом в самом верхнем слое грунта, толщиной в миллиметр, по сравнению со слоем грунта, толщиной в сантиметр. 

Наиболее любопытный результат был получен сейсмографом SEIS, данные которого стали наиболее сложными для интерпретации и не имеют никакого сходства с наблюдавшимися ранее почвотрясениями на Марсе. Ученые считают, что прибор смог зафиксировать сигналы, возникающие в результате термоупругих деформаций в тонком верхнем слое грунта, вызываемых изменениями его температуры в ходе затмений Солнца Фобосом, которые влияют на нижележащие слои до глубины в несколько метров, а дальнейший сбор данных поможет лучше оценить свойства поверхностного слоя грунта.

Александр Войтюк