Marsjańska sonda InSight zbliża się do Czerwonej Planety. W poniedziałek tuż przed godziną 21:00 polskiego czasu ma lądować w płaskim rejonie Elysium Planitia. Centrum kontroli NASA bacznie obserwuje wszelkie dane na temat stanu samej sondy, jaki i warunków panujących na Marsie, by w razie potrzeby wprowadzić w ostatniej chwili jakieś poprawki. Jednym z trzech podstawowych urządzeń badawczych na pokładzie sondy jest Kret HP3, próbnik służący do pomiaru strumienia ciepła z wnętrza planety, którego zasadniczy element wbijający zbudowała polska firma Astronika. Za InSight podążają dwie małe sondy MarCO (o rozmiarach walizek), które mają pomóc w jak najszybszym przesłaniu na Ziemię danych z lądowania.
Sonda InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) będzie pierwszym próbnikiem, który bliżej przyjrzy się samej strukturze i budowie wewnętrznej Marsa. W tym celu będzie obserwować procesy o charakterze globalnym, a także zajrzy pod powierzchnię Czerwonej Planety. Na pokładzie sondy są trzy instrumenty naukowe, SEIS, HP3 i RISE, które mają odpowiedzieć na pytanie dotyczące procesu powstawania planety i tego, na ile pozostaje geologicznie aktywna.
SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) to sejsmometr, który będzie rejestrował drgania powierzchni Czerwonej Planety. HP3 (Heat Flow and Physical Properties Probe) to próbnik termiczny, który po zagłębieniu w marsjański grunt na głębokość 5 metrów będzie w stanie monitorować strumień ciepła z wnętrza planety. Kluczowym elementem HP3 jest zbudowany przez polską firmę Astronika mechanizm wbijający Kret. RISE (InSight’s Rotation and Interior Structure Experiment) to z kolei zestaw do precyzyjnej obserwacji ruchów planety, w tym kołysania się jej osi obrotu. Dzięki niemu badacze powinni zebrać informacje na temat rozkładu masy we wnętrzu planety, przekonać się, jakie rozmiary ma jej żelazne jądro i czy jest w stanie ciekłym.
Zanim pracę na Marsie rozpoczną wszystkie naukowe instrumenty InSight musi tam bezpiecznie i łagodnie wylądować. Lądowanie na Marsie jest trudne, wymaga umiejętności koncentracji i lat przygotowań - podkreśla Thomas Zurbuchen z Science Mission Directorate w centrali NASA w Waszyngtonie - Nasz niezwykły naukowy i inżynieryjny zespół, jedyny na świecie, któremu udało się bezpiecznie sprowadzać pojazdy kosmiczne na Marsa, uczyni wszystko co możliwe, by doprowadzić do udanego lądowania także sondy InSight". Sonda wejdzie w rzadką atmosferę Marsa z prędkością blisko 20 tysięcy km/h, by w ciągu niespełna 7 minut zwolnić do prędkości zaledwie 8 km/h, z którą ma dotknąć powierzchni Czerwonej Planety.
Nie bez powodu nasi inżynierowie nazwali już to lądowanie "siedmiominutowym horrorem - mówi Rob Grover szef etapu EDL (entry, descent and landing - wejście, opadanie, lądowanie) misji z Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie - Nie możemy sterować tym z pomocą joysticka, musimy oprzeć się na sekwencji zaprogramowanych wcześniej komend. Spędziliśmy lata na testowaniu tych planów, opierając się na doświadczeniu wcześniejszych misji i badaniach warunków, jakie w tym rejonie Marsa mogą się pojawić. Będziemy bardzo czujni, aż do chwili, kiedy InSight znajdzie się już na miejscu, w rejonie Elysium Planitia.
Możliwie szybki przekaz danych z samego manewru lądowania mają zapewnić podążające za InSight dwie sondy Mars Cube One (MarCO) A i B. To miniaturowe i względnie tanie próbniki o rozmiarach walizek i masie około 15 kg, zbudowane w oparciu o komercyjnie dostępne układy w ramach programu CubeSat. NASA informuje, że na obecnym etapie misji ich odbiorniki i nadajniki radiowe pomyślnie przeszły testy. Już sam fakt, że satelity MarCO wciąż poprawnie działają to wielki krok dla programu CubeSat - podkreśla Anne Marinan z JPL - Teraz przygotowujemy się na kolejny test, zbadania możliwości wykorzystania ich jako platformy do międzyplanetarnej komunikacji radiowej.
Jeśli wszystko przebiegnie zgodnie z planem, satelity MarCO w ciągu kilku sekund będą w stanie odebrać sygnał InSight, odpowiednio go obrobić i wysłać w kierunku Ziemi. Dzięki nim eksperci NASA będą mieli informacje na temat przebiegu fazy EDL i losów sondy w ciągu zaledwie 8 minut po zakończeniu manewru lądowania. Bez pomocy MarCO, centrum kontroli lotu InSight musiałoby czekać, aż dane przejdą tradycyjnym kanałem komunikacji z pomocą krążących na orbicie Czerwonej Planety sond Mars Reconnaissance Orbiter i Mars Odyssey. To zajęłoby co najmniej kilka godzin.
Jeśli lądowanie przebiegnie bez zarzutu i sonda pomyślnie rozłoży swoje baterie słoneczne, rozpocznie się kolejny, trwający około trzech miesięcy etap misji. W tym czasie zostaną rozstawione instrumenty. Lądowanie na Marsie jest bardzo ekscytujące, ale naukowcy niecierpliwie wyglądają już czasu po tym, jak InSight wyląduje - podkreśla Lori Glaze, p.o. dyrektora Planetary Science Division w centrali NASA - Gdy InSight już się na Marsie rozgości, a instrumenty naukowe zostaną rozłożone, zaczniemy zbierać cenne informacje na temat wnętrza planety. Liczymy na to, że pomogą nam one lepiej zrozumieć proces powstawania wszystkich skalistych planet, w tym tej, którą nazywamy naszym domem.
Miejsce lądowania, wybrane dla sondy InSight, nie przypomina tych, gdzie wysyłano poprzednie próbniki, czy łaziki. Jest... kompletnie płaskie, monotonne, wręcz nieciekawe. O ile jednak poprzednie pojazdy miały badać formy terenu z zewnątrz i dla nich urozmaicenie krajobrazu było szczególnie cenne, tym razem sonda ma koncentrować się na badaniach wnętrza, do czego płaszczyzna przypominająca wielki parking nadaje się wręcz idealnie. Wybór miejsca lądowania na Marsie, to trochę tak jak wybór miejsca na dom, najważniejsza jest lokalizacja - mówi Tom Hoffman z JPL - Po raz pierwszy musieliśmy tu brać pod uwagę głównie to, co jest pod powierzchnią. Potrzebowaliśmy miejsca do bezpiecznego lądowania, które będzie też dogodne z punktu widzenie wbijania się w grunt nasza sondą termiczną.
Ponieważ miejsce lądowania musiało też zapewnić odpowiednio wysokie nasłonecznienie i w miarę znośną temperaturę przez cały marsjański rok, czyli nasze, ziemskie 26 miesięcy, NASA szukała lądowiska blisko równika. Miejsce musiało być w miarę nisko położone, by warstwa atmosfery była odpowiednio gruba dla bezpiecznego lądowania, bo InSight wykorzysta atmosferę zarówno w pierwszej fazie zmniejszania prędkości w locie swobodnym, jak i przy opadaniu na spadochronie - dodaje Hoffman - Z kolei w końcowej fazie lądowania, po odrzuceniu spadochronu i włączeniu silników rakietowych istotne będzie, by powierzchnia była płaska i wolna od głazów, na których InSight mógłby się przewrócić.
Początkowo rozważano aż 22 miejsca, z których ostatecznie trzy, Elysium Planitia, Isidis Planitia i Valles Marineris spełniały kluczowe warunki. W końcowej fazie wyboru przeanalizowano jeszcze dokładne zdjęcia z sond orbitalnych i informacje na temat warunków pogodowych. Ostatecznie Isidis Planitia i Valles Marineris odrzucono jako zbyt kamieniste i narażone na silniejszy wiatr, a na placu boju pozostał tylko rejon Elysium Planitia. To tam, w obrębie elipsy o rozmiarach 130 na 27 kilometrów InSight ma wylądować. Ma to nastąpić już w poniedziałek 26 listopada tuż przed 21:00 polskiego czasu po 205 dniach kosmicznej podróży.
(j.)