Mars zrychluje svoji rotaci

Přístroj RISE na sondě InSight (NASA) je součástí dlouhé tradice experimentů na marsovských sondách využívajících rádiové vlny k vědeckým účelům, včetně dvojčat sond Viking v 70. letech a sondy Pathfinder v 90. letech. Rádiová technologie sondy InSight, která na Marsu přistála v roce 2018, je však na vyšší úrovni a k modernizaci došlo i u antén pozemské sítě NASA Deep Space Network, které zajišťují příjem dat ze sondy. Tato vylepšení dohromady poskytla asi pětkrát přesnější údaje, než jaké byly k dispozici v případě přistávacích modulů Viking.

V případě sondy InSight vysílali vědci rádiový signál k modulu pomocí sítě Deep Space Network. Experiment RISE pak signál odrážel zpět. Když vědci přijali odražený signál, hledali drobné změny frekvence způsobené Dopplerovým posunem. Měření posunu pak umožnilo vědcům určit, jak rychle planeta rotuje.

„To, co hledáme, jsou odchylky, které v průběhu jednoho marťanského roku činí jen několik desítek centimetrů,“ řekl hlavní řešitel projektu RISE dr. Sebastien Le Maistre, výzkumný pracovník Belgické královské observatoře v Uccle. „Trvá velmi dlouho a je třeba nashromáždit velké množství dat, než tyto odchylky vůbec uvidíme.“

Dr. Le Maistre a jeho kolegové zkoumali data z prvních 900 marťanských dnů (solů) sondy InSight, což je dostatečně dlouhá doba na to, aby takové odchylky mohli najít. Při zpracování výsledků museli eliminovalt zdroje šumu: voda zpomaluje rádiové signály, takže vlhkost v zemské atmosféře může zkreslit signál přicházející z Marsu. Podobně působí i sluneční vítr, tedy elektrony a protony vyvržené ze Slunce protínající dráhu signálu.

„Je to historický experiment. Přípravě experimentu a odhadu toho, co bychom mohli zjistit, jsme věnovali mnoho času a energie,“ řekl dr. Le Maistre. „Přesto jsme byli z jeho výsledků překvapeni – a to ještě není konec, protože RISE toho má o Marsu ještě hodně co prozradit.“

Data z RISE použili autoři studie také k měření kývání Marsu – tzv. nutace – způsobené „šploucháním" v jeho kapalném jádře. Toto měření vědcům umožnilo určit velikost jádra: na základě údajů RISE má jádro poloměr zhruba 1 835 km. Tento údaj pak porovnali se dvěma předchozími měřeními jádra získanými ze seismometru této sondy. Při nich se zaměřili na to, jak se seismické vlny šíří nitrem planety – zda se od jádra odrážejí, nebo jím nerušeně procházejí.

S přihlédnutím ke všem třem měřením odhadli poloměr jádra na 1 790 až 1 850 km. Protože Mars jako celek má poloměr 3 390 km – asi polovinu velikosti Země – je jeho jádro relativně stejně velké.

Měření nutace Marsu rovněž poskytlo podrobnosti o tvaru jádra. „Údaje RISE naznačují, že tvar jádra nelze vysvětlit pouze jeho rotací,“ uvedl dr. Attilio Rivoldini, vědecký pracovník Belgické královské observatoře. „Tento tvar vyžaduje oblasti s mírně vyšší nebo nižší hustotou vyskytující se hluboko v plášti.“

Studie byla publikována v časopise Nature.

Poznámka

Obdobně přesné měření rotace Marsu a studium jeho vnitřní sktruktury měl provádět belgický experiment LaRa (Lander Radioscience) v rámci mise ExoMars. Měl být umístěn na ruském přistávacím modulu Kazačok. Tato část mise ExoMars byla v červenci 2022 z důvodů ruské invaze na Ukrajinu zrušena. ESA uvažuje o vývoji vlastního přistávacího modulu s možným datem startu po roce 2028. O experimentech na jeho palubě nejsou v současné době žádné informace.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] sci.news
[2] Experiment RISE na Wikipedii (anglicky)