InSight

Historia

Joulukuussa 2015 tuli ilmi, että Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) -instrumentin antureita sisältävässä tyhjiösäiliössä on vuoto. Tyhjiösäiliön sinetöinnin jälkeen havaittu vuoto estäisi antureiden halutun toiminnan, joten sitä alettiin korjata Ranskassa. Instrumentti pyrittiin korjaamaan ja toimittamaan edelleen tammikuussa Yhdysvaltoihin luotaimeen asennettavaksi ja laukaisu suorittamaan aiotusti maaliskuussa. Lukuisten epäonnistuneiden korjausyritysten jälkeen pian samassa kuussa NASA päätti, ettei luotainta ehditä laukaista aiotussa laukaisuikkunassa 4. maaliskuuta 2016. Laukaisu toteutui seuraavassa laukaisuikkunassa 5. toukokuuta 2018.

Rakenne

Luotaimen rakenne pohjautuu vahvasti vuonna 2008 laskeutuneeseen Phoenix-laskeutujaan.

Lento kohteeseen

Laukaisu Vandenberg Air Force Basesta  tapahtui 5. toukokuuta 2018. Se oli samalla ensimmäinen planeettojenvälinen laukaisu Kaliforniasta. Kantorakettina toimi Atlas V sen 401-konfiguraatiossa (4-metrinen suojus/nolla  boosteria/yksi Centaur (SEC))-moottori). Matka kesti noin 6 ja puoli kuukautta. Välimatkalla aluksen lentorataa muutettiin kaikkiaan 6 kertaa.
Noin 7 minuutin laskeutumisvaihe tapahtui täysin automaattisesti. InSight saapui Marsiin 5,5 kilometrin sekuntinopeudella ja suoralla laskeutumiskurssilla. 47 minuuttia ennen laskeutumista InSightin ja laskeutumislaitteiden lämmittimet laitettiin päälle. Pian laskeutuja irrotti myös matkavaiheensa. Alus syöksyi lämpökilpi edellä kaasukehään ja noin 126  kilometrin korkeudessa alkoi kaasukehäjarrutus hidastamaan ja kuumentamaan alusta. Laskuvarjo avautui noin 12 kilometrin korkeudessa. Lämpökilpi irtosi noin 10 kilometrin korkeudessa.  Noin viidessä kilometrissä laskuteline avautui ja tutka alkoi mitata tarkkaa korkeutta. 
Noin 1100 metrin korkeudessa laskeutuja irtosi laskuvarjosta ja putosi hetken ajan vapaasti. Nopeutta oli noin 215 kilometriä tunnissa. Pian 12 pientä rakettimoottoria syttyi ja alkoi ohjattu laskeutumisvaihe. Laskeutuja hidasti nopeuttaan tutkan ohjaamana samalla tarkkaillen laskeutumispaikkaansa ja vältellen siinä olevia mahdollisia vaarallisia kiviä. Lennon loppuvaiheessa alus kääntyi siten, että sen tuleva työskentelyalue osoittaa etelään ja aurinkopaneelit levittäytyvät itä-länsi-suuntaan. Viimeinen 50 metrin matka kesti noin puoli minuuttia. InSight laskeutui onnistuneesti pintaan 8,6 km/h nopeudella.

Tutkimuskohde

InSightin tutkimuslaitteet ja kohteet ovat senlaiset, että ne eivät vaadi niinkään tietty aluetta tutkittavakseen. Laskeutumispaikan valintaan vaikutti merkittävästi muut tekniset näkökohdat. Alus toimii aurinkokennoilla, joten päiväntasaajan läheisyys on tähdellistä. Alus ei voi liikkua, joten kohteen tulisi olla mahdollisimman tasaista. Lisäksi matalalla sijaitseva kohde mahdollistaa enemmän ilmajarrutusta. Laskeutumisellipsi oli kooltaan 130 x 30 kilometriä ja alus osui hyvin keskelle sitä.
InSightin laskeutumispaikka sijaitsee hiukan päiväntasaajan pohjoispuolella: 4.5° pohjoista leveyttä ja 135,9° itäistä pituutta Elysium Planitia -tasangon länsiosissa. Alue kuuluu Marsin laajaan pohjoiseen alankoalueeseen. Alus pyrittiin saamaan mahdollisimman tasaiselle, kivettömälle ja hienojakoisesta materiaalista koostuvalle alueelle ja siinä nähtävästi onnistuttiinkin. Alus on vain noin 2 astetta vinossa. SEIS tulee saada alle 15 asteen kaltevuuteen. Lisäksi HP3:n porautumisen mahdollistamiseksi maaperä ei saa olla liian kovaa ja kivistä. Saatujen kuvien mukaan näin näyttäisi olevankin.
Curiosity-kulkija on alueesta katsoen noin saman astemäärän päiväntasaajan eteläpuolella ja liki samoilla pituusasteilla. Maasto on siellä kuitenkin hyvin erilaista; ylängön ja alangon välistä rosoikkoa.

Tutkimuslaitteet

Luotaimessa on kolme pääinstrumenttia. Näistä kaksi, SEIS ja HP3 nostetaan luotaimen käsivarrella Marsin pinnalle.

SEIS

SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) on seismometri, jolla mitataan Marsin sisäistä aktiivisuutta. Tällä pyritään kartoittamaan Marsin kuoren, vaipan ja ytimen rakennetta. Laitteen toimitti Institute of Earth Physics of Paris.
Laite havainnoi järistysaaltoja, joita oletettavasti synnyttää maanjäristykset, impaktit ja kaasukehän ilmiöt kuten tuulet ja pölymyrskyt. Varsinaisen heiluriseismometrin toimintaa tukee joukko tuuli-, paine-, lämpötila- ja magneettikenttäsensoreita.
Aiemmat ja samalla ensimmäiset seismometri olivat 1970-luvun puolivälissä laskeutuneissa Viking-luotaimissa. Niissä seismometrit olivat kiinteästi laskeutujien rungossa kiinni, mikä johti siihen että ne mittasivat lopulta enemmän Marsin pinnan läheisyydessä puhaltavia tuulia kuin maaperän järistyksiä. InSightin seismometri nostetaan käsivarrella suoraan kiinni maaperään ja sitten sen päälle nostetaan vielä erillinen tuulisuoja.

HP3

HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) on lämpötilamittalaite, jolla mitataan kuinka paljon lämpöä nousee Marsin sisältä kohti pintaa.  Laitteen toimitti Saksan ilmailu- ja avaruuskeskus.
Laitteen neulamaisen luotaimen on tarkoitus porautua  vasaramekanismin avulla maksimissaan 5 metrin syvyyteen. Neulan liekaan 10 sentin välein kiinnitetyillä lämpötila-antureilla voidaan mitata maakerroksen lämpötilaprofiilia. Neulaosa voi antaa lämpöpulsseja, joiden avulla voidaan mitata maakehän lämmönsiirtokykyä.

RISE

RISE (Rotation and Interior Structure Experiment) on radioinstrumentti, jolla mitataan Marsin vaapuntaa kiertoradalla. Tällä pyritään selvittämään Marsin ytimen kokoa ja koostumusta. Laitteen toimitti Nasan Jet Propulsion Laboratory.

Tutkimustulokset

SEIS mittasi ensimmäisen todennäköisen seismisen ilmiön 6. huhtikuuta 2019. Se muistuttaa kestoltaan ja kooltaan Kuujäristyksiä, joita mitattiin Apollo-Kuulentojen aikaan. Kolme aiemmin tehtyä havaintoa olivat heikompia ja alkuperän suhteen epäselvempiä.
HP3 pysähtyi noin 30 cm syvyyteen.