Deze zomer was een drukke tijd voor NASA. Momenteel treft het bureau de laatste voorbereidingen voor de Cassini missie's duiken in de atmosfeer van Saturnus en volgen de grote Near-Earth Asteroid die onlangs een flyby van de aarde maakte, ter gelegenheid van de 40e verjaardag van de historische Voyager missies en het organiseren van de Zomer van Mars in het Kennedy Space Center.
Daarnaast zijn ingenieurs van het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, bezig met het voorbereiden van de Interior Exploration met Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight) Lander voor de geplande lancering in 2018. Eenmaal ingezet op Mars, zal de lander onthullen dingen over de interne geologie en compositie van Mars en werpen een nieuw licht op de geschiedenis van de vorming en evolutie van de Rode Planeet.
Oorspronkelijk gepland voor lancering in 2016, werd de inzet van de lander vertraagd vanwege het falen van een belangrijk onderdeel - een kamer waarin het Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) was ondergebracht. Na het werk aan een nieuwe vacuümbehuizing voor dit instrument, zijn de technici van Lockheed Martin Space Systems weer aan het werk en assembleren en testen ze het ruimtevaartuig in een cleanroomfaciliteit buiten Denver, Colorado.
Zoals Stu Spath, de programmamanager van het ruimtevaartuig bij Lockheed Martin, zei in een persverklaring van de NASA:
“Ons team heeft vorige maand de integratie en testactiviteiten op systeemniveau hervat. De lander is voltooid en er zijn instrumenten op geïntegreerd, zodat we de laatste tests van het ruimtevaartuig kunnen voltooien, inclusief akoestiek, instrumentinzet en thermische-balanstests. ”
Naast de verkenning van Mars, zal de InSight-missie naar verwachting ook informatie onthullen over hoe alle terrestrische (d.w.z. rotsachtige) planeten in het zonnestelsel meer dan vier miljard jaar geleden zijn gevormd. Mars is een bijzonder geschikt doelwit voor dit type onderzoek, aangezien het de afgelopen drie miljard jaar relatief inactief is geweest. Toen de planeet echter nog jong was, onderging hij geologische processen die analoog waren aan die van de aarde.
Met andere woorden, omdat het binnenste van Mars de afgelopen drie miljard jaar minder aan convectie is blootgesteld, heeft het waarschijnlijk meer bewijs over zijn vroege geologische geschiedenis bewaard dan de aarde. InSight zal deze bewaarde geschiedenis bestuderen door middel van een reeks instrumenten die de seismologie, het warmteverlies en de toestand en aard van de kern van de planeet meten.
Zodra het Mars bereikt, zal de stationaire lander bij de evenaar van Mars gaan zitten en zijn twee uitklapbare zonnecellen inzetten, die op grote ventilatoren lijken. Binnen een paar weken na de landing zal het een robotarm gebruiken om zijn twee belangrijkste instrumenten op het oppervlak van Mars te plaatsen: het eerder genoemde seismische experiment voor inwendige structuur (SEIS) en de warmtestroom- en fysische eigenschappen-sonde (HP³).
Het SEIS-instrument - ontwikkeld door het Franse National Center for Space Studies (CNES) in samenwerking met NASA en verschillende Europese wetenschappelijke instellingen - heeft een gevoeligheid die vergelijkbaar is met de beste seismometers voor onderzoek hier op aarde. Dit instrument registreert seismische golven van "marsquakes" en meteoorinslagen, die dingen zullen onthullen over de binnenlagen van de planeet.
De HP³-sonde, geleverd door het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum (DLR), gebruikt een zelfgemaakt hamermechanisme van Poolse makelij om zichzelf te begraven tot een diepte van 3 meter (10 voet) of meer. Bij het afdalen zal de sonde een kabel verlengen die elke ~ 10 cm temperatuursensoren bevat, die het temperatuurprofiel van de ondergrond meten. In combinatie met oppervlaktemetingen bepaalt het instrument de hoeveelheid warmte die uit het binnenste van de planeet ontsnapt.
Een derde experiment, bekend als Rotation and Interior Structure Experiment (RISE), zal ook in het spel komen. Dit instrument zal de X-band radioverbinding van de lander gebruiken om Doppler-tracking van de locatie van de lander uit te voeren, waardoor het ook variaties in de rotatieas van Mars kan meten. Aangezien deze variaties voornamelijk verband houden met de grootte en toestand van de kern van Mars, zal dit experiment licht werpen op een van de grootste mysteries van Mars.
Dankzij meerdere missies die het oppervlak en de atmosfeer van Mars hebben onderzocht, weten wetenschappers nu dat ongeveer 4,2 miljard jaar geleden Mars zijn magnetische veld verloor. Hierdoor werd de atmosfeer van Mars de komende 500 miljoen jaar weggenomen door zonnewind. Er wordt aangenomen dat het dit proces was dat de planeet in het verleden heeft laten veranderen van een warmere, nattere omgeving naar de koude, uitgedroogde en bestraalde plaats die het nu is.
Als zodanig zal het bepalen van de toestand van de kern van Mars - d.w.z. of deze nu vast of vloeibaar is, of gedifferentieerd tussen een vaste buitenkern en een vloeibare binnenkern - wetenschappers in staat stellen een beter begrip te krijgen van de geologische geschiedenis van de planeet. Het stelt hen ook in staat om met een redelijke mate van zekerheid te antwoorden hoe en wanneer Mars zijn magnetische veld (en dus zijn dichtere, warmere atmosfeer) verloor.
De wetenschappelijke lading van het ruimtevaartuig ligt ook op schema voor de lancering van volgend jaar. Momenteel is de missie gepland voor 5 mei 2018, hoewel dit venster binnen een periode van vijf weken naar elk moment kan worden verplaatst. Ongeacht welke dag het wordt gelanceerd, missieplanners geven aan dat de vlucht op 26 november 2018 (de maandag na Thanksgiving) Mars zal bereiken.
Zoals opgemerkt, was de missie oorspronkelijk gepland voor maart 2016, maar werd geannuleerd vanwege de aanwezigheid van een lek in de speciale metalen container die is ontworpen om de omstandigheden onder het vacuüm rond de belangrijkste sensoren van SEIS te behouden. Nu een opnieuw ontworpen vacuümvat is gebouwd en getest (en geïntegreerd met de SEIS), is het ruimtevaartuig klaar voor zijn nieuwe lanceringsdatum.
In 2010 werd de InSight-missie geselecteerd uit in totaal 28 voorstellen, die werden gedaan als onderdeel van de twaalfde selectieronde voor NASA's Discovery Program. In tegenstelling tot New Frontiers of Flagship-programma's, zijn Discovery-missies kleinschalige ondernemingen die helpen bij grotere wetenschappelijke activiteiten. Samen met twee andere finalisten - de Titan Mare Explorer (TiME) en de Comet Hopper (CHopper) - ontving InSight financiering voor verdere ontwikkeling.
Bruce Banerdt van NASA's Jet Propulsion Laboratory is de Principle Investigator (PI) voor de InSight-missie.
Bekijk ook deze video van de InSight-missie (met dank aan NASA JPL):
