InSight

Το InSight είναι  ρομπoτικός προσεδαφιστής ο οποίος εκτοξεύτηκε στις 5 Μαΐου του 2018 με προορισμό τον πλανήτη Άρη. Η αρχική εκτόξευση ήταν προγραμματισμένη για τον Μάρτιο του 2016 αλλά τελικά αναβλήθηκε. Το όνομά του είναι ακρωνύμιο των λέξεων «Εσωτερική Εξερεύνηση με τη χρήση Σεισμικής Έρευνας, Γεωδαισίας και Μεταφοράς Θερμότητας» (αγγλικά: Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport). Προσεδαφίστηκε στην επιφάνεια του Άρη στις 26 Νοεμβρίου 2018.

Ο σκοπός της αποστολής είναι να τοποθετήσει έναν προσεδαφιστή, ο οποίος θα φέρει ένα σεισμόμετρο (το σεισμόμετρο τοποθετήθηκε με επιτυχία στις 19 Δεκεμβρίου 2018 :Αρχείο:PIA22956-1920x1200.jpg) και ένα διατρητικό μηχάνημα μέτρησης μεταφοράς θερμότητας, στην επιφάνεια του Άρη, με σκοπό να μελετήσει την πρώιμη γεωλογική του εξέλιξη. Η αποστολή αυτή μπορεί να φέρει νέα πολύτιμη γνώση για τους Πετρώδεις Πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος - Ερμή, Αφροδίτη, Γη, Άρη - καθώς και το δορυφόρο της Γης, τη Σελήνη. Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία του προσεδαφιστή Phoenix, ο οποίος προσεδαφίστηκε επιτυχώς το 2008, αναμένεται ότι το κόστος και ο κίνδυνος αποτυχίας θα είναι πολύ μικρά.

Το InSight ήταν αρχικά γνωστό ως GEMS, ακρωνύμιο του «Σταθμού Γεωφυσικής Παρακολούθησης» (αγγλικά: Geophysical Monitoring Station), αλλά άλλαξε όνομα στις αρχές του 2012 μετά από αίτημα της NASA.  Ανάμεσα σε 28 προτάσεις που υποβλήθηκαν από το 2010, το InSight ήταν μία από τις 3 που επιλέχθηκαν για την τελική φάση του προγράμματος Discovery. Τον Μάιο του 2011, η κάθε πρόταση έλαβε το ποσό των 3 εκατομμυρίων δολαρίων, ώστε να αναπτυχθεί λεπτομερώς. Τον Αύγουστο του 2012, το InSight επιλέχθηκε προς ανάπτυξη και εκτόξευση.

Την αποστολή συντονίζει το «Εργαστήριο Αεριωθούμενης Προωθητικής» (αγγλικά: Jet Propulsion Laboratory) της NASA, με τη συμμετοχή επιστημόνων από πολλές χώρες. Το κόστος της υπολογίζεται στα 425 εκατομμύρια δολάρια, χωρίς να υπολογίζεται και αυτό του οχήματος προσεδάφισης. Στις 19 Μαΐου 2014, η NASA ανακοίνωσε την έναρξη κατασκευής του προσεδαφιστή.  Αργότερα, στις 27 Μαΐου του 2015, η NASA ανακοίνωσε ότι ξεκίνησαν οι δοκιμές για τον προσεδαφιστή.

Σκοπός της αποστολής 
Το InSight πρόκειται να τοποθετήσει έναν απλό και σταθερό προσεδαφιστή στον Άρη με σκοπό να μελετήσει το βαθύ εσωτερικό του και να επιλύσει ένα βασικό πρόβλημα της επιστήμης των πλανητών και του Ηλιακού Συστήματος: την κατανόηση των διαδικασιών που διαμόρφωσαν τους πετρώδεις πλανήτες του εσωτερικού Ηλιακού Συστήματος (συμπεριλαμβανομένης της Γης) περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Ο βασικός στόχος του InSight είναι να μελετήσει την πρώιμη ιστορία της εξέλιξης των διαδικασιών που διαμόρφωσαν τον Άρη. Μελετώντας το μέγεθος, το πάχος, την πυκνότητα και τη δομή του πυρήνα, του μανδύα και του φλοιού του Άρη, καθώς και το ρυθμό με τον οποίο η θερμότητα εκλύεται από το εσωτερικό του πλανήτη, το InSight θα παρέχει σημαντικά στοιχεία για τις διαδικασίες εξέλιξης όλων των πετρωδών πλανητών του εσωτερικού Ηλιακού Συστήματος.

Οι πετρώδεις εσωτερικοί πλανήτες μοιράζονται μια κοινή προϊστορία που ξεκινά από μια διαδικασία που ονομάζεται επαύξηση. Καθώς το σώμα μεγαλώνει σε μέγεθος, το εσωτερικό του θερμαίνεται και το σώμα εξελίσσεται σε έναν πετρώδη πλανήτη, αποτελούμενο από πυρήνα, μανδύα και φλοιό. Παρά την κοινή προϊστορία, ο καθένας από τους πετρώδης πλανήτες αργότερα σχηματίστηκε και ρευστοποιήθηκε μέσω μιας σχετικά λιγότερο γνωστής διαδικασίας που ονομάζεται διαφοροποίηση.

Σκοπός της αποστολής του InSight είναι να βελτιώσει τη γνώση αυτής της διαδικασίας και κατ’ επέκταση της εξέλιξης της Γης, μετρώντας τα μέρη που συνθέτουν έναν πλανήτη και διαμορφώνονται από τη διαφοροποίηση, τον πυρήνα, το μανδύα και το φλοιό.

Η αποστολή θα προσδιορίσει την ύπαρξη σεισμικής δραστηριότητας, θα μετρήσει το ποσό της ροής θερμότητας από το εσωτερικό του πλανήτη, θα εκτιμήσει το μέγεθος του πυρήνα του Άρη καθώς και το εάν αυτός είναι ρευστός ή στερεός. Τα δεδομένα που θα παρέχει θα είναι πρώτα του είδους τους όσο αφορά τον Άρη.

Δεύτερος σκοπός της αποστολής είναι να προχωρήσει σε μια εκ βαθέων μελέτη της γεωφυσικής, της τεκτονικής δραστηριότητας και των επιδράσεων των πτώσεων μετεωριτών στον Άρη, που θα βοηθήσουν στην κατανόηση των αντίστοιχων διαδικασιών στη Γη. Το πάχος του φλοιού, οι ταχύτητες των σεισμικών κυμάτων στο μανδύα, η ακτίνα και η πυκνότητα του πυρήνα, καθώς και η σεισμική δραστηριότητα πρόκειται να προσδιοριστούν με ακρίβεια από 3 ως 10 φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με τα σημερινά δεδομένα.

Όσο αφορά τις βασικές διαδικασίες σχηματισμού ενός πλανητικού σώματος, ο Άρης έχει το πιο λεπτομερές ιστορικό, καθώς είναι αρκετά μεγάλος ώστε να έχει ολοκληρωθεί η αρχική επαύξηση και οι εσωτερικές διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας που σχημάτισαν τους πετρώδεις πλανήτες, αλλά και αρκετά μικρός ώστε να έχει συγκρατήσει τα αποτυπώματα αυτών των διεργασιών.

Επιστημονικά ωφέλιμο φορτίο 

Το επιστημονικά ωφέλιμο φορτίο του InSight αποτελείται από δύο κύρια όργανα:
 Το SEIS, «Σεισμικό Πείραμα για την Εσωτερική Δομή» (αγγλικά: Seismic Experiment for Interior Structure), θα συλλέξει ακριβείς μετρήσεις των δονήσεων και άλλου είδους εσωτερικής δραστηριότητας στον Άρη προκειμένου να κατανοηθεί η ιστορία και δομή του πλανήτη. Θα μελετήσει επίσης τις επιδράσεις των πτώσεων μετεωριτών στο φλοιό και το μανδύα, που δίνει σημαντικά στοιχεία για την εσωτερική δομή. Το SEIS παρέχεται από τη Γαλλική Υπηρεσία Διαστήματος (CNES - γαλλικά: Centre National d’Études Spatiales), με τη συμμετοχή του Ινστιτούτου Φυσικής της Γης του Παρισιού (IPGP - γαλλικά: Institut de Physique du Globe de Paris), του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας (ETH - γερμανικά: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich), του Ινστιτούτου Max Planck για την Έρευνα του Ηλιακού Συστήματος (MPS - γερμανικά: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung), του Imperial College, του Ανώτατου Ινστιτούτου Αεροναυτικής και Διαστήματος (ISAE - γαλλικά: Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace) και του Εργαστηρίου Αεριωθούμενης Προωθητικής (JPL - αγγλικά: Jet Propulsion Laboratory). Το σεισμόμετρο είναι ένα ευαίσθητο ευρείας συχνότητας (very broad-band) όργανο, το οποίο σχεδιάστηκε προκειμένου να καταγράφει σήματα από διαφόρου είδους πηγές, συμπεριλαμβανομένων της ατμοσφαιρικής διέγερσης και των παλιρροιακών δυνάμεων του Φόβου.
 Το HP3, “Ροή Θερμότητας και Πακέτο Φυσικών Ιδιοτήτων” (αγγλικά: Heat Flow and Physical Properties Package), που παρέχεται από τη Γερμανική Υπηρεσία Διαστήματος (DLR - γερμανικά: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.). Πρόκειται για έναν διατρητή που φέρει το ψευδώνυμο “ο τυφλοπόντικας”. Αποκαλούμενο επίσης “αυτοσφυρηλατούμενο καρφί”, σχεδιάστηκε με σκοπό να σκάψει περίπου 5 μέτρα κάτω από την επιφάνεια ώστε να μετρήσει το ποσό της θερμότητας που προέρχεται από τον πυρήνα του Άρη. Με τον τρόπο αυτό θα βοηθήσει στο να αποκαλυφθεί η θερμική ιστορία του πλανήτη. Το όργανο φέρει μια δέσμη αισθητήρων θερμοκρασίας, οι οποίοι θα μετρήσουν ανά 30 εκατοστά το προφίλ της θερμοκρασίας του υπεδάφους.
Επιπρόσθετα όργανα:
 Το “Πείραμα Περιστροφής και Εσωτερικής Δομής” (RISE - αγγλικά: Rotation and Interior Structure Experiment) του οποίου ηγείται το Εργαστήριο Αεριωθούμενης Προωθητικής (JPL) της NASA, θα χρησιμοποιήσει έναν πομπό ακτίνων Χ για να παρέχει ακριβείς μετρήσεις της περιστροφής του πλανήτη ώστε να κατανοηθεί καλύτερα το εσωτερικό του Άρη. Η μέθοδος εντοπισμού με εκπομπή ακτίνων Χ, ικανή να δώσει ακρίβεια μετρήσεων κάτω από 2 εκατοστά, θα συνεχίσει την παροχή δεδομένων που αντίστοιχα παρείχαν οι αποστολές Viking και Pathfinder. Τα προηγούμενα πακέτα δεδομένων βοήθησαν να προσδιοριστεί σε ένα βαθμό το μέγεθος του πυρήνα, όμως ένα τρίτο πακέτο δεδομένων από το InSight, θα επιτρέψει τον προσδιορισμό του πλάτους της κλόνησης. Με την καλύτερη κατανόηση της διεύθυνσης του άξονα περιστροφής, της μετάπτωσης και του πλάτους κλόνησης, θα καταστεί δυνατός ο υπολογισμός του μεγέθους και της πυκνότητας του πυρήνα και μανδύα του Άρη. Κάτι τέτοιο θα διευρύνει τη γνώση γύρω από το σχηματισμό των πετρωδών πλανητών (π.χ. Γη) και των πετρωδών εξωπλανητών.
 Αισθητήρες θερμοκρασίας και ανέμου, καθώς και ένας αισθητήρας πίεσης υψηλής ευκρίνειας (10 mPa), κατασκευασμένος από το Κέντρο Αστροβιολογίας (ισπανικά: Centro de Astrobiologia) της Ισπανίας, θα παρακολουθούν τον καιρό στο σημείο προσεδάφισης.
 Ένα μαγνητόμετρο θα μετρήσει τις μαγνητικές διαταραχές που προκαλούνται από την Αρειανή ιονόσφαιρα.

Εκτόξευση 
Η εκτόξευση διευθύνεται από το Πρόγραμμα Υπηρεσιών Εκτόξευσης της NASA. Πραγματοποιήθηκε στις 5 Μαΐου 2018 με τη χρήση ενός πυραύλου Atlas V 401 από τη Στρατιωτική Αεροπορική Βάση του Vandenberg, στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ. Αυτή είναι η πρώτη αμερικανική διαπλανητική αποστολή η οποία εκτοξεύτηκε από την πολιτεία της Καλιφόρνιας.

Τοποθεσία προσεδάφισης 

Καθώς ο επιστημονικός σκοπός του InSight δε συνδέεται με κάποια ιδιαίτερα επιφανειακά χαρακτηριστικά του Άρη, πιθανά σημεία προσεδάφισης επιλέχθηκαν με βάση την πρακτικότητά τους. Οι υποψήφιες τοποθεσίες έπρεπε να είναι: κοντά στον ισημερινό του Άρη ώστε να παρέχεται ικανή ατμοσφαιρική πυκνότητα που θα συμβάλλει στην ελάττωση της ταχύτητας προσαρείωσης, επίπεδη και κατά το δυνατόν λιγότερο πετρώδης επιφάνεια για να μειώσει την πιθανότητα επιπλοκών κατά την προσεδάφιση, καθώς και αρκετά μαλακό έδαφος που θα επιτρέπει τη διείσδυση του διατρητή. Μια περιοχή που καλύπτει όλες αυτές τις προδιαγραφές είναι η Elysium Planitia και ως εκ τούτου και τα 22 αρχικά πιθανά σημεία προσεδάφισης βρίσκονταν σ’αυτή την περιοχή. Οι μόνες άλλες περιοχές στον ισημερινό και σε χαμηλό υψόμετρο, Isidis Planitia και Valles Marineris, είναι πολύ πετρώδεις. Επιπλέον, η Valles Marineris έχει μια πολύ απότομη κλίση ώστε να επιτρέψει την ασφαλή προσεδάφιση.

Τον Σεπτέμβριο του 2013, τα αρχικά 22 πιθανά σημεία προσεδάφισης μειώθηκαν σε 4, με σκοπό ο Mars Reconnaissance Orbiter να χρησιμοποιηθεί ώστε να συλλεγούν περισσότερες πληροφορίες για κάθε ένα από τα τέσσερα σημεία, πριν παρθεί η τελική απόφαση. Κάθε τοποθεσία αποτελεί μια έλλειψη προσεδάφισης μήκους 130 χιλιομέτρων και πλάτους 27 χιλιομέτρων.

Ομάδα και συμμετοχή φορέων 
Η ομάδα επιστημόνων και μηχανικών του InSight περιλαμβάνει επιστήμονες και μηχανικούς πολλών ειδικοτήτων, χωρών και οργανισμών. Η επιστημονική ομάδα στην οποία ανατέθηκε το InSight περιλαμβάνει επιστήμονες από οργανισμούς των ΗΠΑ, της Γαλλίας, της Γερμανίας, της Αυστρίας, του Βελγίου, του Καναδά, της Ιαπωνίας, της Ελβετίας και του Ηνωμένου Βασιλείου.

Ο επιστήμονας του προγράμματος Mars Exploration Rover, Bruce Banerdt, είναι ο κύριος ερευνητής (PI -  αγγλικά: Principal Investigator) για την αποστολή InSight και ο επικεφαλής επιστήμονας για το όργανο SEIS. Η Suzanne Smrekar, της οποίας η έρευνα επικεντρώνεται σε όργανα μέτρησης των θερμικών ιδιοτότων και της μεταφοράς θερμότητας σε άλλους πλανήτες, είναι επικεφαλής για το όργανο HP3. Ο Sami Asmar, εμπειρογνώμονας σε προχωρημένες μελέτες με τη χρήση ραδιοκυμάτων, είναι ο επικεφαλής του πειράματος RISE. Η ομάδα της αποστολής InSight περιλαμβάνει επίσης τον διαχειριστή προγράμματος Tom Hoffman και τη συνδιαχειρίστρια Henry Stone.

Επιστημονική Ομάδα

 ΗΠΑ
 PI (κύριος ερευνητής): Bruce Banerdt, JPL
 Dep. PI (αναπληρώτρια κύρια ερευνητής): Sue Smrekar, JPL
 RISE PI: Sami Asmar, JPL
 Don Banfield, Πανεπιστήμιο Κoρνέλ
 Bill Folkner, JPL
 Matt Golombek, JPL
 Troy Hudson, JPL
 Justin Maki, JPL
 Paul Morgan, Γεωλογική Υπηρεσία Κολοράντο
 Mark Panning, Πανεπιστήμιο Φλόριντα
 Jeroen Tromp, Πανεπιστήμιο Πρίνστον
 Renée Weber, MSFC
 Γερμανία
 Ulrich Christensen, MPS
 Walter Goetz, MPS
 Matthias Grott, DLR
 HP3 PI: Tilman Spohn, DLR
 Ελβετία
 Lapo Boschi, ETH
 Domenico Giardini, ETH
 Βέλγιο
 Véeronique Dehant, ROB
 Καναδάς
 Catherine Johnson, UBC
 Γαλλία
 SEIS PI: Philippe Lognonné, IPGP
 Lapo Boschi, UPMC
 David Mimoun, SUPAERO
 Antoine Mocquet, Πανεπιστήμιο Ναντ
 Mark Wieczorek, IPGP
 Αυστρία
 Günter Kargl, IWF
 Ιαπωνία
 Naoki Kobayashi, JAXA
 Ηνωμένο Βασίλειο
 Tom Pike, Imperial College

Δείτε επίσης 
 Curiosity
 Άρης 3 (διαστημικό σκάφος)

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 Η επίσημη ιστοσελίδα της αποστολής από τη NASA: InSight 
 Crocked Insight : NASA InSight landed 4 degrees tilted on Mars | Tech News:NASA InSight landed 4 degrees tilted on Mars

Εξερεύνηση του Άρη
Διαστημικό πρόγραμμα των ΗΠΑ