InSight Lander míří na Mars

Nejnovější raketa NASA, která vychází z rakety hustou mlhou ze základny vzdušných sil Vandenberg v Kalifornii, hodlá proniknout hluboko do Marsu a dešifrovat, jak se formovala.

Raketa Atlas V, téměř skrytá hustou mlhou, se zvedne před úsvitem 5. května 2018 a na její trajektorii směrem k Marsu postavila kosmickou loď InSight.
NASA

NASA vytvořila historii brzy ráno, když se její kosmická loď InSight stala první meziplanetární kosmickou lodí, která kdy byla vypuštěna z Vandenberg Air Force Base na kalifornském pobřeží.

Ale navzdory intenzivnímu očekávání prakticky nikdo neviděl včasný výboj rakety Atlas V ve 4:05 hodin PDT. V době, kdy odpočítávání dosáhlo T = 0, se na tichomořském pobřeží valila mlha v hustých vlnách, které úplně zakrývaly ohnivý odklon od výhledu. Dokonce i fotoaparáty umístěné hned vedle odpalovacího stanoviště sotva odhalily tyčící se raketu United Launch Alliance Alliance, když stoupala do noci. Řekněme tomu tento obrázek jako nedokonalý obraz.

Posilňovač a jeho užitečná hmotnost, bez chladných a vlhkých podmínek, však stoupali na jih nad Tichý oceán. Druhá fáze vozu Centaur nejprve vystřelila, aby pohnula InSight na dočasnou polární orbitu a pak ji znovu zatlačila za únikovou rychlost a do meziplanetárního prostoru. Méně než 85 minut po opuštění Země se kosmická loď zrychlila směrem k Marsu.

Vypuštění z Kalifornie, místo ze známějšího okolí Cape Canaveral, se stalo možným poté, co se tým mise rozhodl použít silné startovací vozidlo Atlas-Centaur, které poskytovalo více než dost tahu, aby kompenzovalo zvýšení rychlosti (kvůli rotaci Země) které rakety vystřelily na východ od zisku Floridy.

Technici v Lockheed Martin Space připojili ochranný zadní kryt k kosmické lodi InSight NASA, která je složena do složené konfigurace.
NASA / JPL / Lockheed Martin

Pokud se vše povede dobře, InSight dorazí na Mars 6, 5 měsíce od nynějška, 26. listopadu, po meziplanetární plavbě téměř 500 milionů km (300 milionů mil). Spíše než vystřelit rakety, aby sklouzly na oběžnou dráhu, bude kosmická loď přímo sestupovat na povrch planety. Na cestě s InSight jsou dva technologické demonstrační mikrosatelity, označované jako Mars Cube A a B, které se uvolnily brzy po vypnutí Centauru a koncem letošního roku budou létat kolem planety.

Jméno kosmické lodi je „backronym“, což je zkratka pro průzkum vesmíru pomocí seismických vyšetřování, geodézie a přenosu tepla. Hlavní dodavatel Lockheed Martin Space modeloval kosmickou loď po návrhu přistávacího modulu Phoenix Phoenix NASA (který v roce 2008 klesl poblíž severního pólu Marsu) s upgrady zděděnými od orbiteru MAVEN.

InSight dorazí na povrch asi 6 minut po vstupu do marťanské atmosféry pomocí kombinace aerodynamického odporu, padáků a radarem spouštěných raket, jak to udělal Phoenix. Ve srovnání s Phoenixem je však InSight masivnější (358 kg nebo 789 liber), dorazí k vyšší rychlosti (6, 3 km za sekundu nebo 14 100 mph) a má místo přistání ve vyšších výškách (takže je méně atmosféry, aby zpomalil jeho rychlost) .

Zaměřené užitečné zatížení InSight

Toto je mise, která se odehrála tři desetiletí. Planetární vědci touží po šanci prozkoumat hluboký interiér Marsu - planetu, která je uprostřed hmoty mezi Měsícem a Zemí. Jeho geologie povrchu, prozkoumaná dosavadním počtem oběžných drah a přistávajících, vypráví pouze část marťanského příběhu.

„Opravdu nevíme nic, pokud nevíme o interiéru, “ vysvětluje hlavní vyšetřovatel Bruce Banerdt (Jet Propulsion Laboratory).

Abychom pochopili okolnosti vzniku Rudé planety - její objemové složení a velikost možného jádra, pláště a kůry - vyžaduje druh specializovaného geofyzikálního výzkumu, který Banerdt poprvé vytvořil na konci 80. let - a že InSight brzy provede. „Mars čeká na prohlídku, “ zvolal jeden z odborníků společnosti JPL v oblasti veřejných záležitostí a InSight bude „kontrolovat puls, reflexy a teplotu planety“.

InSight je první mise věnovaná prozkoumání hlubokého interiéru Marsu. Tato zjištění posílí pochopení toho, jak se všechny skalnaté planety, včetně Země, formovaly a vyvíjely.
NASA / JPL

Tady je trumf na Landově triu klíčových nástrojů:

Seismický experiment pro vnitřní strukturu (SEIS): Geofyzici očekávají, že k Marsquakes dochází poměrně často, a nástroj SEIS detekuje ty, které mají vynikající citlivost. Dokáže zaznamenat posunutí země až 2, 5 × 10 - 11 m - menší než průměr atomu vodíku. Tyto vibrace mohou v kůře vzniknout dvěma hlavními způsoby, vysvětluje vyšetřovatel Mark Panning (JPL): z přílivových sil vyvíjených satelitem Phobos nebo z kompresního stresu, když planeta stále chladí a zmenšuje se objem.

Obvykle trvá tři široce oddělené seismometry, aby bylo možné určit polohu, hloubku a sílu zemětřesení. SEIS však kompenzuje, že je „sítí jedné stanice“ změřením různých časů příchodu prvotních a sekundárních vln zemětřesení, když cestují přes planetu a kolem ní (a možná i když se kolem planety obracejí podruhé). Zaznamenáním dostatečného množství těchto hluboce zakořeněných poruch - spolu s poruchami vyvolanými dopady meteoritu - by měl tým určit velikost, složení a stav (kapalina vs. pevná látka) marťanského jádra.

Francouzská národní kosmická agentura, Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), vedla konsorcium výzkumných pracovníků v USA, Velké Británii, Francii, Švýcarsku a Německu, které poskytovaly SEIS. Jakmile robotická ruka InSight umístí SEIS na zem, zakryje nástroj ochrannou kopulí, která jej izoluje před extrémními teplotami větru a dne.

Sonda tepelného toku a fyzikálních vlastností (HPPP nebo HP 3 ): Tento nástroj bude pohánět „krtek“ ve tvaru kopije až 5 m (17 stop) hluboko v marťanské půdě a táhne kabelem s řadou teplotních senzorů. Jeho cílem je vypočítat rychlost, jakou teplo uniká z hlubinného vnitřku planety.

„Znalost vnitřní struktury je důležitá, “ vysvětluje vedoucí výzkumu HP 3 Tilman Spohn (Německé středisko pro letectví), „ale planety jsou motory, které využívají své vnitřní teplo k geologii povrchu.“ Tento experiment, říká, „určí rychlost, jakou motor běží.“

Asi 40 cm (16 palců) dlouhý a 2, 7 cm (1 palec) napříč, krtek bude doupat dolů 1 mm najednou opakovaným napínáním a uvolněním pružinového kladiva. Měla by dosáhnout své plánované hloubky v průběhu měsíce poté, co udělala 5 000 a 20 000 úderů kladivem (v závislosti na zhutnění půdy a zda se vyskytly nějaké malé skály. Německé středisko pro letectví (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, nebo DLR) dodával balíček HP 3 .

Experiment rotace a struktury vnitřních prostor (RISE), ačkoli část vědy „užitečného zatížení“, ve skutečnosti nezahrnuje nástroj jako takový. Místo toho dva transpondéry na hlavní palubě InSight obdrží čistý, nemodulovaný tón ze Země na rádiové frekvenci v pásmu X (8, 4 gigahertz) a znovu vysílají stejnou frekvenci zpět na Zemi. V podstatě se transpondéry chovají jako zrcadla.

Frekvence přijímaná zde na zemi se však bude lišit od toho, co bylo vysláno, protože při otáčení Marsu bude vytvořen Dopplerův posun. Přesné sledování rotace planety je to, o čem RISE je. Analýzou signálu RISE mohou vědečtí pracovníci určit polohu kosmické lodi do 10 cm (4 palce) a postupem času určit orientaci marťanské polární osy. „Pro mě je to tak blízko, jak se můžete dostat k magii, a přesto být vědou, “ říká Banerdt.

Tým doufá, že data RISE využije ke sledování 165 000 leté precese rotační osy planety a dokonce k detekci mnohem menších kolísání s kratšími obdobími, nazývaných nutace, které mohou pomoci určit velikost marťanského jádra a zda je to částečně roztavený.

Den přistání: 26. listopadu 2018

Plánovači misí vybrali většinu dřívějších přistávacích míst na Marsu na základě jejich zajímavé geologické složitosti - ale ne s InSight. Cílem je najít místo, které je v blízkosti rovníku (aby bylo zajištěno silné sluneční světlo pro panely solárních článků) a které by bylo pokryto volnou půdou co nejblíže horninám (zvláště užitečné pro úsilí HP 3 a SEIS).

Vybrané umístění, vystředěné na 4, 5 ° severní šířky, 135, 9 ° východní délky v západní Elysium Planitia, pěkně sedí. InSight má několik kamer, ale je pravděpodobné, že výsledná panoramata ukáže rovinnou, zcela nudnou krajinu. A to by bylo v pořádku s týmem mise. Řeknou vám, že v tomto případě je geologická krása Rudé planety jen hlubokou kůží a že to, co doufají, že najde hluboko uvnitř, nám řekne pravou povahu tohoto sousedního světa.