Den här sommaren har varit en hektisk tid för NASA. För närvarande håller byrån på att göra de sista förberedelserna för Cassiniuppdrag 's dyker in i Saturnus atmosfär och övervakar den stora jordnära asteroiden som gjorde nyligen en förbiflygning av jorden , som markerar 40-årsjubileum av den historiskaAtt resauppdrag , och värd för Mars sommar vid Kennedy Space Center.
Utöver allt det är ingenjörer vid Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, upptagna med att förbereda Interiörutforskning med seismiska undersökningar, geodesi och värmetransport (InSight) Lander för sin planerade uppskjutning 2018. När den väl har utplacerats till Mars kommer landaren att avslöja saker om Mars inre geologi och sammansättning, vilket kastar nytt ljus över historien om den röda planetens bildning och utveckling.
Ursprungligen planerad att lanseras 2016, var landarens utplacering försenad på grund av fel på en nyckelkomponent – en kammare som inhyste Seismiskt experiment för inre struktur (SEIS). Efter att ha avslutat arbetet med en ny vakuumkapsling för detta instrument, är teknikerna på Lockheed Martin Space Systems tillbaka på jobbet, monterar och testar rymdfarkosten i en renrumsanläggning utanför Denver, Colorado.
Den här konstnärens koncept från augusti 2015 visar NASA:s InSight Mars-landare fullt utplacerad för att studera Mars djupa inre. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Som Stu Spath, programchef för rymdfarkoster på Lockheed Martin, sa i en NASA pressmeddelande :
'Vårt team återupptog integrering och testaktiviteter på systemnivå förra månaden. Landaren är färdig och instrument har integrerats på den så att vi kan slutföra de slutliga testerna av rymdfarkoster inklusive akustik, instrumentplaceringar och termiska balanstester.'
Utöver utforskningen av Mars, förväntas InSight-uppdraget också avslöja information om hur alla jordnära (dvs steniga) planeter i solsystemet bildades för över fyra miljarder år sedan. Mars är ett särskilt lämpligt mål för denna typ av forskning eftersom den har varit relativt inaktiv de senaste tre miljarderna åren. Men när planeten fortfarande var ung genomgick den geologiska processer som var analoga med jordens.
Med andra ord, eftersom det inre av Mars har varit föremål för mindre konvektion under de senaste tre miljarderna åren, har det sannolikt bevarat bevis om sin tidiga geologiska historia bättre än jorden har. InSight kommer att studera denna bevarade historia genom en serie instrument som kommer att mäta planetens seismologi, värmeförlust och tillståndet och naturen av dess kärna.
När den väl når Mars kommer den stationära landaren att sätta sig nära Mars ekvator och distribuera sina två utfällbara solceller, som liknar stora fläktar. Inom några veckor efter att den har landat kommer den att använda en robotarm för att placera sina två huvudinstrument på Mars yta – det tidigare nämnda Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) och Värmeflöde och fysiska egenskaper Sond (HP³).
Konstnärens intryck av Mars inre. Kredit: NASA/JPL
SEIS-instrumentet – som utvecklades av Frankrikes Nationellt centrum för rymdstudier (CNES) i samarbete med NASA och flera europeiska vetenskapliga institutioner – har en känslighet jämförbar med de bästa forskningsseismometrarna här på jorden. Detta instrument kommer att registrera seismiska vågor från 'marsquakes' och meteornedslag, vilket kommer att avslöja saker om planetens inre lager.
HP³-sonden, levererad av German Aerospace Center (DLR), kommer att använda en polsktillverkad självhamrande mekanism för att begrava sig till ett djup av 3 meter (10 fot) eller mer. När den sjunker kommer sonden att förlänga en tjuder som innehåller temperatursensorer var 10:e cm, som mäter temperaturprofilen för underytan. I kombination med ytmätningar kommer instrumentet att bestämma mängden värme som kommer ut från planetens inre.
Ett tredje experiment, känt som Rotations- och inre strukturexperiment (RISE), kommer också att spela in. Detta instrument kommer att använda landarens X-bandsradiolänk för att utföra dopplerspårning av landarens plats, vilket också gör det möjligt för den att mäta variationer i Mars rotationsaxel. Eftersom dessa variationer främst är relaterade till storleken och tillståndet av Mars kärna, kommer detta experiment att kasta ljus över ett av Mars största mysterier.
Tack vare flera uppdrag som har studerat Mars yta och atmosfär vet forskare nu att Mars förlorade sitt magnetfält för ungefär 4,2 miljarder år sedan. På grund av detta var Mars atmosfär avskalad av solvinden under de kommande 500 miljoner åren. Man tror att det var denna process som gjorde att planeten gick från att vara en varmare, blötare miljö förr till den kalla, uttorkade och bestrålade plats den är idag.
NASA:s InSight Mars-landare i ett Lockheed Martin-renrum nära Denver. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Lockheed Martin
Att bestämma tillståndet för Mars kärna – det vill säga om den är fast eller flytande, eller differentierad mellan en solid yttre kärna och flytande inre kärna – kommer att göra det möjligt för forskare att få en mer omfattande förståelse av planetens geologiska historia. Det kommer också att tillåta dem att med en rimlig grad av säkerhet svara på hur och när Mars förlorade sitt magnetfält (och därmed dess tätare, varmare atmosfär).
Rymdfarkostens vetenskapliga nyttolast är också på rätt spår för nästa års uppskjutning. För närvarande är uppdraget planerat att lanseras den 5 maj 2018, även om detta fönster kan flyttas till när som helst inom en femveckorsperiod. Oavsett vilken dag den startar, visar uppdragsplanerare att flygningen kommer att nå Mars den 26 november 2018 (måndagen efter Thanksgiving).
Som nämnts var uppdraget ursprungligen planerat att lanseras i mars 2016, men avbröts på grund av närvaron av en läcka i den speciella metallbehållaren designad för att upprätthålla nästan vakuumförhållanden runt SEIS:s huvudsensorer. Nu när ett omdesignat vakuumfartyg har byggts och testat (och integrerat med SEIS) är rymdfarkosten redo för sitt nya lanseringsdatum.
Redan 2010 valdes InSight-uppdraget ut från totalt 28 förslag, som gjordes som en del av den tolfte omgången av urval för NASA:s Upptäcksprogram . I kontrast till Nya gränser eller Flaggskepp program, Discovery-uppdrag är småbudgetföretag som hjälper till med större vetenskapliga sysselsättningar. Tillsammans med två andra finalister – den Titan Mare Explorer (TiME) och Kometen Hopper (CHopper) – InSight tilldelades medel för vidareutveckling.
Bruce Banerdt från NASA:s Jet Propulsion Laboratory är Principle Investigator (PI) för InSight-uppdraget.
Var noga med att kolla in den här videon av InSight-uppdraget (med tillstånd av NASA JPL) också:
Vidare läsning: NASA JPL