Úton a Mars felé az InSight
(Rovat: Űrszondák a Marsnál - 2018.05.05 18:30.)

Amerika legújabb marsi űrszondája Kaliforniából startolt egy Atlas-5 rakétával, november végén landol az Elysium-síkság területén.

A NASA Discovery programjának tizenkettedik, InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) nevű szondája a vörös bolygó geológiai és szeizmológiai kutatására készült. Az eredeti elképzelések szerint már jó két évvel ezelőtt startolt volna a Mars felé, de technikai okokból nem sikerült elkészülni az egyik fő tudományos berendezésével. Így kénytelenek voltak kivárni vele a következő kínálkozó indítási időszakot, amikor a Föld és a Mars bolygók egymáshoz viszonyított pálya menti helyzete kedvező az űrszonda energiatakarékos eljuttatása szempontjából.

A Lockheed Martin fővállalkozásában gyártott, 721 kg starttömegű InSight egy Atlas-5 hordozórakéta orrkúpja alatt hagyta el a Földet. Érdekesség, hogy most először indítottak bolygóközi űrszondát a kaliforniai Vandenberg Légitámaszpontról. A NASA korábbi számos Mars-szondája mind Floridából emelkedett a magasba. Az InSight startjának időpontja május 5-én 13:05 volt.

Az InSight két kinyitott napelemtáblájával, még a tesztelések során, a Földön... (Kép: NASA / JPL-Caltech / Lockheed Martin)

...majd „összecsomagolva”, mielőtt rákerül a rakéta orrburkolata. (Kép: USAF 30th Space Wing / Tony Vauclin)

Odaérkezését és leszállását követően az InSight lecövekel majd a Mars felszínén, vagyis nem rendelkezik kerekekkel és a mozgás képességével. Ehelyett műszereivel a bolygó mélyébe enged betekintést (angolul: insight, vagyis nem véletlenül alakult ilyenre a névből alkotott betűszó). Nem ez lesz az első marsi leszállóegység az űrkutatás történetében, de eddig még soha nem vizsgálták ilyen alaposan a bolygó felszín alatti rétegeit és belső felépítését. Eddigi tudásunkat a Marsról olyan űreszközökkel szereztük, amelyek vagy szó szerint a „felszínt kapargatták”, vagy a bolygó körüli pályáról végeztek méréseket és készítettek felvételeket. A most is aktív Curiosity például fúrásokat is végzett, de ezek legfeljebb néhány centiméteres mélységig hatoltak. Az InSight három típusú mérésével szolgál majd adatokkal a Mars belső szerkezetéről. Egyrészt figyelni fogja a Mars szeizmikus aktivitását, bolygórengések vagy meteorbecsapódások hatását. Másrészt kb. 5 m-es mélységig méri a hőmérséklet változását. Végül a szonda rádióadójának, mint a felszínen rögzített viszonyítási pontnak a pontos pozíciómérései nyomán a bolygó keringéséről, forgástengelyének imbolygásáról, így közvetve a belső szerkezetéről nyújt információt.

A marsrengések, a bolygó szeizmikus aktivitása megfigyelésére a SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) műszer szolgál, amelyet francia vezetéssel fejlesztettek – ennek a késedelmes elkészítése vezetett egyébként a program halasztásához. Korábban, az 1970-es évek közepén az amerikai Viking-1 és -2 szondákkal megkísérelték ugyan a rengések mérését a Marson, de nem jártak sikerrel. A szeizmométerek a leszállóegységek tetején kaptak helyet, a szondákat a szél mozgatta, így a mérések nem voltak megbízhatók. A Föld rengéseit elsősorban a kérget alkotó kőzetlemezek elmozdulásai okozzák. A Marson nem működik a lemeztektonika, a várakozások szerint az észlelhető rengések a kérek repedéseivel, a vulkánokkal, vagy a felszínbe becsapódó meteorokkal hozhatók majd összefüggésbe. Mindenesetre minden egyes rengés a kutatók számára mintegy „megvilágítja” a bolygó belsejét, a szeizmikus hullámok elemzéséből következtethetnek a bolygó szerkezetére és rétegeire.

A Marsra érkezése után így fest majd az InSight, a rajzon megjelölték a műszereket is. (Kép: NASA / JPL-Caltech)

A német irányítással készült HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) berendezés a felszín alatti rétegek hővezetéséről szolgál majd adatokkal. Akár 5 m-es mélységbe is lefúrhat, miközben pontos érzékelőivel 10 cm-enként méri majd a hőmérsékletet.

Az InSight rendszeres időközönként kibocsátott X-sávú rádiójeleit a NASA mélyűri követőhálózatának (Deep Space Network, DSN) nagy, 70 m-es átmérőjű antennáival figyelik. A RISE (Rotation and Interior Structure Experiment) nevű kísérlet keretében végzendő mérésekből akár néhány centiméteres pontossággal meg tudják állapítani az adó helyét a Marson. Ebből pedig a Mars mind bolygó tengely körüli forgásának változásaira tudnak következtetni, ami összefüggésben van a Mars köpenyének, illtve legbelső magjának a kiterjedésével, szilárd vagy folyékony voltával.

A három említett fő tudományos berendezés mellett a szondát felszerelték például meteorológiai méréseket végző műszerekkel, kamerákkal és egy lézersugarakat visszaverő sarokreflektorral is. Ez utóbbi passzív berendezés még a távoli jövőben, már a szonda működési élettartamán jóval túl is lehetővé teszi a pontos lézeres távmérések végrehajtását Mars körüli pályáról. Az InSight aktív küldetését egyébként 2 évesre (kb. egy marsi éven át működőre) tervezik, de nyilván reménykednek benne, hogy ennél tovább bírja.

Az InSight adatai nyomán a kutatók remélik, hogy többet tudhatnak meg a Föld-típusú vagy más néven kőzetbolygók belső felépítéséről a Naprendszerben, sőt távolabb. Eddig igazából csak a saját Földünkről állnak rendelkezésre részletes adatok. A Marssal tehát „megduplázódik” a minta, habár – tekintettel az elmúlt években más csillagok körül felfedezett rengeteg exobolygóra – még ez sem számít majd túlságosan nagynak. Az exobolygók részletes geológiai tanulmányozása azonban nem megoldható, így a pontosabb modellezésükhöz jól jöhet majd az, amit a Marsról tanulunk.

A két 6 egységes bolygóközi CubeSat, az InSight „potyautasai”. (Fantáziakép: NASA / JPL-Caltech)

Most először indultak apró, a CubeSat szabvány szerint épült űreszközök a Föld körüli pályán túlra. A két Mars Cube One (MarCO) feladata az lesz, hogy az InSight leszállásakor adatokat közvetítsenek a földi irányítók felé. Tekintettel az eddigi számos sikertelen próbálkozásra és a marsi sima leszállás bonyolultságára, a szakemberek számára a folyamat közben keletkezett adatok rendkívül fontosak.

Az InSight leszállóegység felépítése a NASA sikeres Phoenix szondájáén alapul, amely a bolygó északi poláris vidékén szállt le 2008-ban. A leszállás módja – hővédő pajzsos, ejtőernyős, majd rakétás fékezés – is azonos lesz. Az InSight tudományos programja nem igényelt speciális helyszínt, így az Elysium-síkságon (Elysium Planitia) a leszállóhely kiválasztása gyakorlati szempontok szerint történt. Az egyenlítő közelsége garantálja, hogy minden évszakban kellő napfény éri az energiatermelő napelemeket. A sík, a megfigyelések szerint nagyobb szikláktól mentes terep pedig lecsökkenti a leszálláskori bonyodalmak valószínűségét. Végül a felső rétegek viszonylagos puhasága lehetővé teszi a hővezetést mérő HP³ szondának kellő bemélyesztését.

Az InSight 2018 novemberében érkezik a Marshoz, 26-án izgulhatunk majd a sikeres leszállásáért.