Эксперимент по исследованию вращения и внутренней структуры ( RISE ) — это радионаучный эксперимент на борту марсианского посадочного модуля InSight , который будет использовать систему связи космического корабля для обеспечения точных измерений вращения и колебания Марса . RISE точно отслеживает местоположение посадочного модуля, чтобы измерить, насколько ось Марса колеблется при его вращении вокруг Солнца. Эти наблюдения предоставят новые ограничения на радиус ядра и помогут определить, является ли ядро Марса в основном жидким, и какие другие элементы, помимо железа, могут присутствовать. Это исследование также поможет ученым понять, почему магнитное поле Марса настолько слабое по сравнению с земным.
Миссия стартовала 5 мая 2018 года и приземлилась на поверхности Марса на плато Элизий 26 ноября 2018 года.
Главным исследователем RISE является Уильям Фолкнер из JPL, который руководил исследованием ядра Марса в 1997 году с использованием радиосвязи между Землей и Mars Pathfinder НАСА . RISE использует радиосвязь космического корабля с Землей для оценки возмущений оси вращения Марса с точностью до 10 сантиметров. [2] [3] Эти измерения могут предоставить информацию о размере и составе ядра Марса . [3] [4]
Радионаучное оборудование в основном такое же, как и используемое для миссии Mars Exploration Rover [5] , и включает в себя две рупорные антенны со средним коэффициентом усиления (MGA) на палубе посадочного модуля, а также радиотранспондер X - диапазона (8 ГГц) и передатчик внутри посадочного модуля, где электроника может быть защищена от суровых условий космоса. [3] [5] Хотя посадочный модуль будет передавать все остальные научные данные в УВЧ на ретрансляционные орбитальные аппараты, X-диапазон может использоваться напрямую с Землей в случае некоторых проблем с ретрансляцией через орбитальный аппарат. [5]
В принципе, после того, как InSight приземлится на Марсе, посадочный модуль отразит сигнал, отправленный с Земли, что позволит определить его точное местоположение и скорость в космосе. [1] При этом эксперимент измеряет изменения сигнала, известные как эффект Доплера , по мере того, как Марс и посадочный модуль на нем движутся вокруг Солнца. Ученые могут использовать эту информацию, чтобы понять, насколько сильно Марс колеблется на своей орбите, что связано с природой его богатого железом ядра. [3] Планета с жидким ядром будет сильнее колебаться при вращении по сравнению с той, ядро которой твердое. [2] [1]
Чувствительность такова, что RISE может также обнаруживать изменения вращения, вызванные сезонным перераспределением льда из углекислого газа (CO 2 ), поскольку он сублимируется летом и конденсируется на полюсах, вызывая небольшие изменения скорости вращения Марса, что приводит к изменению продолжительности его дня. [3] [5]
Целью эксперимента RISE является определение размера и плотности марсианского ядра посредством оценки прецессии и нутации оси вращения. Оценки прецессии и нутации будут основаны на измерениях относительной скорости посадочного модуля InSight и станций слежения на Земле, известных как Deep Space Network . [5]
Возмущения напоминают колебание вращающегося волчка и происходят в двух временных масштабах. Более длительное колебание, называемое прецессией , длится около 165 000 лет и напрямую связано с массой и диаметром богатого железом ядра. [2] Более короткие колебания, называемые нутациями , происходят в масштабах времени менее года и чрезвычайно малы. Поскольку они определяются плотностью ядра, они помогут определить, является ли ядро в основном жидким или твердым. [2] [4] Это исследование также поможет ученым понять, почему магнитное поле Марса настолько слабое по сравнению с земным.