Den här sommaren har varit en hektisk tid för NASA. För närvarande gör byrån de sista förberedelserna för Cassini uppdraget kastar sig in i Saturnus atmosfär och övervakar den stora Asteroid nära Jorden som nyligen gjorde en flyby av jorden, som markerar 40-årsjubileumet för det historiska Voyager uppdrag och värd för sommaren i Mars vid Kennedy Space Center.
Utöver allt detta är ingenjörer vid Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, upptagna med att förbereda inredningsundersökningen med hjälp av Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight) Lander för sin planerade lansering 2018. När landaren väl är utplacerad till Mars avslöjar saker om Mars inre geologi och sammansättning, och kaster ut nytt ljus på historien om Röda planetens bildning och utveckling.
Ursprungligen planerad till lansering 2016 försenades landningsinstallationen på grund av misslyckandet med en nyckelkomponent - en kammare som innehöll Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS). Efter att ha avslutat arbetet med en ny vakuumhölje för detta instrument är teknikerna på Lockheed Martin Space Systems tillbaka på jobbet, monterar och testar rymdskeppet i en renrumsanläggning utanför Denver, Colorado.
Som Stu Spath, rymdskeppsprogramchef på Lockheed Martin, sa i ett pressmeddelande från NASA:
”Vårt team återupptog integrations- och testaktiviteter på systemnivå förra månaden. Landaren är klar och instrument har integrerats i den så att vi kan slutföra den slutliga rymdfarkosttestningen inklusive akustik, instrumentutrustningar och termiska balanstester. ”
Utöver utforskningen av Mars förväntas InSight-uppdraget också avslöja information om hur alla markbundna (dvs klippiga) 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 miljarder 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 utsatts för mindre konvektion under de senaste tre miljarder åren, har det troligen bevarat bevis om dess 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 staten och naturen i dess kärna.
När den når Mars kommer den stationära landaren att sätta sig nära Mars ekvator och distribuera sina två utklappade solceller, som liknar stora fläktar. Inom några veckor efter landningen kommer den att använda en robotarm för att placera sina två huvudinstrument på Martian ytan - nämnda Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) och Heat Flow and Physical Properties Probe (HP³).
SEIS-instrumentet - som har utvecklats av Frankrikes nationella center för rymdstudier (CNES) i samarbete med NASA och flera europeiska vetenskapliga institutioner - har en känslighet som är jämförbar med de bästa seismometrarna på jorden. Detta instrument kommer att spela in seismiska vågor från "marsquakes" och meteorpåverkan, vilket kommer att avslöja saker om planetens inre lager.
HP³-sonden, som tillhandahålls av German Aerospace Center (DLR), kommer att använda en polskgjord självhammarmekanism för att begrava sig till ett djup av 3 meter (10 fot) eller mer. När den sjunker kommer sonden att utsträcka en koppling som innehåller temperatursensorer varje ~ 10 cm, som mäter temperaturprofilen på underytan. Kombinerat med ytmätningar kommer instrumentet att bestämma mängden värme som slipper ut från planetens inre.
Ett tredje experiment, känt som Rotation and Interior Structure Experiment (RISE), kommer också att komma in. Det här instrumentet kommer att använda landarens X-band radiolänk för att utföra Doppler-spårning av landarens placering, vilket också gör det möjligt att mäta variationer i Mars: s rotationsaxel. Eftersom dessa variationer främst är relaterade till storleken och tillståndet på Mars kärna kommer detta experiment att belysa ett av Mars största mysterier.
Tack vare flera uppdrag som har studerat Mars ytor och atmosfär vet forskare nu att för ungefär 4,2 miljarder år sedan förlorade Mars sitt magnetfält. På grund av detta avskaffades Mars atmosfär av solvind under de närmaste 500 miljoner åren. Det tros att det var denna process som gjorde det möjligt för planeten att gå från att vara en varmare, våtare miljö i det förflutna till den kalla, uttorkade och bestrålade platsen den är i dag.
Som sådan kan bestämningen av Mars-kärnan - det vill säga om den är fast eller flytande eller differentierad mellan en fast yttre kärna och vätska inre kärna - tillåta forskare att få en mer omfattande förståelse av planetens geologiska historia. Det kommer också att låta dem svara med en viss grad av säkerhet hur och när Mars tappade sitt magnetfält (och därmed dess tätare, varmare atmosfär).
Rymdfarkostens vetenskapliga nyttolast är också på väg för nästa års lansering. För närvarande planeras uppdraget den 5 maj 2018, men detta fönster kan flyttas till när som helst inom en fem veckors period. Oavsett vilken dag det startar, visar uppdragsplanerare att flygningen kommer att nå Mars den 26 november 2018 (måndag efter Thanksgiving).
Som noterats planerades uppdraget ursprungligen att lanseras i mars 2016, men avbröts på grund av närvaron av en läcka i den speciella metallbehållaren som är utformad för att upprätthålla nära vakuumförhållanden kring SEIS huvudsensorer. Nu när ett omarbetat vakuumfartyg har byggts och testats (och integrerats med SEIS) är rymdskeppet klart för sitt nya lanseringsdatum.
Redan 2010 valdes InSight-uppdraget från totalt 28 förslag, som gjordes som en del av den tolfte valen för NASA: s Discovery Program. Till skillnad från nya gränser eller flaggskepp är Discovery-uppdrag småföretag som hjälper till med större vetenskapliga sysselsättningar. Tillsammans med två andra finalister - Titan Mare Explorer (TiME) och Comet Hopper (CHopper) - fick InSight finansiering för ytterligare utveckling.
Bruce Banerdt från NASA: s Jet Propulsion Laboratory är principundersökaren (PI) för InSight-uppdraget.
Se också till den här videon från InSight-uppdraget (med tillstånd av NASA JPL):
