InSight

InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) oli NASA maandur (kosmoseaparaat), mille eesmärk oli uurida Marsi sisemust ja geoloogilist evolutsiooni. 

InSighti missiooni eesmärgiks on asetada Marsi pinnale seismomeeter, mille abil uuritakse Marsi seismilist aktiivsust ja soojusvoosond, et uurida Marsi geoloogilist ajalugu. InSighti missioon annab plaanide kohaselt uut informatsiooni Päikesesüsteemi maataolistest planeetidest (Merkuur, Veenus, Maa, Marss). Missioonil taaskasutati 2008. aastal Marsile maandunud Phoenixi missioonil lennanud tehnoloogiaid, et hoida missiooni riskid ja kulud võimalikult madalad.

InSighti ehitas Lockheed Martin ja selle pardal olid peamiselt Euroopas ehitatud teadusseadmed. InSight pidi esialgsete plaanide kohaselt startima märtsis 2016, kuid maanduri testimisel avastati seismomeetrist leke ning seetõttu tuli see Lockheed Martini tehasesse tagasi saata. Märtsis 2016 otsustas NASA lükata InSighti start 5. maile 2018. Missioon startis Vandenbergi õhuväe baasist 5. mail 2018 kell 11:05 (UTC) ja maandus 26. novembril 2018 kell 21:54 (EET) Marsil asuvale Elysium Planitiale. Juulis 2022 lülitas NASA maanduri madala energiatarbimise režiimile, sest maanduri päikesepaneelid olid kaetud tolmuga ning ei tootnud piisavalt elektrit. 20. detsembril teatas NASA, et maanduriga ei saadud enam ühendust ning järgmisel päeval kuulutati InSighti missioon lõppenuks.

Ajalugu
InSighti esialgne nimi oli GEMS (Geophysical Monitoring Station), kuid 2012. aasta alguses palus NASA segaduste vältimiseks selle nime ära muuta, kuna üks teine missioon, mis oli teostamisel, kandis samuti nime GEMS. Pärast nime muutmist esialgne GEMS katkestati.

InSight valiti 2010. aastaks NASA-le laekunud 28 ettepaneku hulgast üheks kolmest Discovery programmi finalistiks ning 2011. aasta mais eraldati programmile 3 miljonit USA dollarit edasisteks arengu- ja arendustöödeks. 2012. aasta augustis kuulutati konkursi võitjaks InSight. Missiooni eelarve on 425 miljonit USA dollarit ning see ei sisalda kanderaketi maksumust.

Lockheed Martin alustas maanduri ehitamist, 19. mail 2014 ja üldine testimine algas 27. mail 2015.

Testimise ajal avastati, et Prantsuse kosmoseagentuuri CNESi valmistatud seismomeetril Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) on püsiv vaakumileke, mistõttu otsustas NASA lükata missiooni stardi 2018. aastale. Seadme arendamise võttis üle JPL ja CNES vastutas seadme integreerimise ja testimise eest.

InSight startis Vandenbergi õhuväe baasist 5. mail 2018 ning selle viis kosmosesse kanderakett Atlas V.

Teaduslik taust
NASA mõistis, et teisele planeedile saadetava seismomeetri ehitamine on keeruline, kui 1976. aastal Marsil maandunud Viking 1 maanduri seismomeeter ei töötanud korralikult. Seismomeeter oli mõlemal maanduril paigutatud kerele ja seetõttu segas selle mõõtmisi maanduri enda tegevus ja Marsil puhuvad tuuled. Seismomeetri mõõtetulemusi kasutati Marsi koore paksuse hindamiseks ning Viking 2 maanduri maandumispaigas mõõdeti Marsi koore paksuseks 14–18 km. Vikingite missiooni ajal tuvastati ka võimalik marsivärin, kuid seda pole ametlikult kinnitatud.

InSighti mõõtmised peaks täiendama senist informatsiooni Marsi koore paksuse, tuuma raadiuse ja tiheduse ning seismoloogilise aktiivsuse kohta täpsustama kolm kuni kümme korda paremate andmetega kui seni kogutud.

Missiooni staatus

26. novembril 2018 teatas NASA InSight edukast maandumisest Marsi pinnale ning avaldati ka esimene maandumisjärgne foto, mille tegi ICC kaamera läbi läbipaistva objektiivikatte. NASA teatas, et kate eemaldatakse objektiivilt lähipäevil.

Mõni tund hiljem, kell 1:30 (UTC) tuli 2001 Mars Odyssey kaudu InSightilt signaal, et päikesepaneelid on avatud ja toodavad elektrit. Lisaks saatis satelliit Maale kaks InSighti tehtud pilti maandumispaigast. Maandumispaigast tehakse ka 3D-fotosid, et leida parimad kohad seismomeetrile ja HP3-le.

18. detsembril 2022 teatas NASA, et enam ei õnnestunud Marsi sondiga saada kontakti. Põhjus on ilmselt InSighti päikesepaneelide saastumine Marsi tolmuga, mistõttu paneelide tootlikkus oli kahanenud juba kümnendikule esialgsest võimsusest.

21. detsembril kuulutas NASA InSighti missiooni lõppenuks.

Disain
Selleks, et missiooni riski ja kulusid võimalikult väiksena hoida, võtab InSight oma disaini baasiks Marsi missiooni Phoenixi testitud tehnoloogiad ja disaini ning hakkab neid vajalikul määral edasi arendama. Energiaallikana plaanitakse kasutada päikesepaneele ning sel põhjusel tahetakse, et InSight maanduks Marsi ekvaatorile võimalikult lähedale, mis kindlustaks tema tööajaks umbes kaks aastat (ühe Marsi aasta). Maandumispaigaks on määratud Gale'i kraatrist põhja pool asuv Elysium Planitia.

Veos  
InSighti teaduslik veos koosneb kolmest põhilisest tööriistast: 
 SEIS, mis on lühend ingliskeelsest nimetusest Seismic Experiment for Interior Structure, mõõdab ülima täpsusega pinnase värinaid ning muid Marsi sisemisi aktiivsusi. See aitab teadlastel paremini mõista planeedi ajalugu ja struktuuri. SEIS-i töötab välja Prantsuse Kosmoseagentuur CNES koostöös mitmete partneritega: Pariisi Kosmosefüüsika Instituut (IPGP), ETH Zürich, Päikesesüsteemi uuringutega tegelev Max Plancki Instituut (MPS), Londoni Imperial College, Toulouse'i Ülikool (ISAE) ja JPL.
 HP3, mis on lühend ingliskeelsest nimetusest Heat Flow and Physical Properties Package, on iseseisvalt läbi Marsi koore tungiv sond, mis "puurib" end 5 meetri sügavusele Marsi pinda eesmärgiga mõõta, kui palju soojust eraldab planeedi tuum ning selle abiga teha kindlaks Marsi termiline ajalugu. HP3-le on antud ka hüüdnimi "mutt", mis hakkab enda järel lohistama köidikut, millele on kinnitatud tundlikud temperatuuriandurid, mille abiga luuakse pinnase termiline profiil. Instrumendi töötab välja Saksa Kosmoseagentuur (DLR).
RISE, mis on lühend ingliskeelsest nimetusest Rotation and Interior Structure Experiment, on instrument, mis mõõdab, kui palju Marss väriseb, kui päike teda enda poole tõmbab. Samuti Marsi pretsessiooni ja pöörlemistelje liikumist. Seade saadab signaale eri ajahetkedel välja ning teades seadme asukohta ning signaalide ajalist vahet, saadakse Marsi nurkkiirus, kiirus ja muud vajalikud andmed, et pöörlemistelje liikumist uurida. Pretsessiooni uurides on võimalik teada saada andmeid Marsi koore ning tuuma tiheduse, konsistentsi ja suuruse kohta. See omakorda aga heidab valgust kõigi maataoliste planeetide ning erinevate kivist eksoplaneetide moodustumisele.

Maandumisjaama külge kinnitatud kaamera hakkab edastama mustvalgeid kaadreid pardal olevatest instrumentidest ja 3D-pilti alast, kuhu paigutatakse seismomeeter ja soojusvoo sond. Lisaks sellele, tõstavad insenerid ja teadlased kaamera abiga tööriistad jaama pardalt Marsi pinnale. Samuti võimaldab 45-kraadise vaateväljaga kaamera panoraamvaadet maandumisala ümbritsevast maastikust. Teine kaamera, 120-kraadise vaateväljaga, paigutatakse teki alla ning see loob täiendava vaate seadeldiste mahalaadimis alale.

Eesmärgid 

InSight viib Marsi pinnale statsionaarse jaama, mis hakkab uurima planeedi pinna sisemust. Kogutud andmed ja nende läbitöötamine peaks aitama leida vastuse planeetide ja Päikesesüsteemi teaduse põhiküsimusele: mis on need protsessid, mis vormisid Päikesesüsteemi maataolisi planeete sellisteks, nagu nad praegu on, rohkem kui neli miljardit aastat tagasi.

InSighti peamine eesmärk on aga uurida Marsi evolutsioonilist ajalugu protsessidest, mis on planeeti tänapäevani vorminud. Uurides Marsi tuuma mõõtmeid, tihedust, paksust, selle ümbrise ja koore üleüldist struktuuri ning sisemusest tulevat soojushulka, aitab teadlastel paremini mõista evolutsioonilisi protsesse, mis on mõjutanud kõikide maataoliste planeetide arengut. Maataolistel planeetidel on ühine sünnipära – taevakeha suurenemisel hakkab sisemuses temperatuur tõusma, mille tulemusena moodustubki maataoline planeet tuumaga, selle ümbrise ning koorega. Vaatamata ühisele sünnipärale, on igat maataolist planeeti hiljem vorminud ning kujundanud protsessid, mida nimetatakse ühisnimetajaga diferentseerumiseks ning mida ei suudeta senimaani korralikult mõista. Missiooni eesmärgiks ongi laiendada teadlaste silmaringi ning varustada neid vajalike andmetega, et suuta mõista neid protsesse paremini. Selleks teeb missioon kindlaks, kas Marss omab mingisugustki sisemist aktiivsust, kui suur soojushulk vabaneb marsi tuumast ja kui palju sellest jõuab planeedi ülemistesse kihtidesse, kui suur on Marsi tuum ning mis olekus ta on – kas vedelas või tahkes. Teisene eesmärk on sooritada põhjalikud geofüüsilised ja tektoonilised uuringud ning samuti uurida meteoriitide kokkupõrgete jälgi Marsi pinnal, mis võivad osutuda kasulikeks abimaterjalideks uurides samu harusid planeedi Maa suhtes.

Maataolisi planeete vormivate evolutsiooniliste protsesside uurimiseks valiti Marss seetõttu, et sellel on kõige põhjalikumalt ja paremini säilinud ajalooline "kirje". Marss on piisavalt suur, et olla läbinud varajased protsessid, mis kujundasid sellest kiviplaneedi ning parajalt väike, et omada protsessidest jäänud "kirjeid".

Meeskond 

InSighti meeskond koosneb mitme riigi (Ameerika Ühendriigid, Prantsusmaa, Saksamaa, Austria, Belgia, Kanada, Jaapan, Šveits ja Suurbritannia) teadlastest ja inseneridest, teadusharudest, valdkondadest ning organisatsioonidest.

Bruce Banerdt, kes võttis osa ka Marsi kulguri missioonist "Mars Exploration Rover", on nii kogu InSight missiooni kui ka SEIS instrumendi juhtivteadlane. Suzanne Smrekar, kelle teadustöö keskendub planeetide soojusliku evolutsiooni uurimisel ning kes on läbi viinud ulatuslike soojusvoo mõõteriistade teste ja arendustöid, juhib InSighti HP3 instrumendiga tegeleva töögruppi tegemisi. Sami Asmar, raadiolaineid uuriva teadusharu ekspert, vastutab RISE instrumendi arendustöö eest. InSight missiooni projektijuht on Tom Hoffman ja tema asetäitja Henry Stone.

Organisatsioon Lockheed Martin Space Systems varustab missiooni kosmoselaevaga ning viib läbi selle arendustööd ja testimised. Samuti hakkab nimetatud organisatsioon pakkuma missioonile tehnilist tuge kogu operatsiooni vältel.

Meeskonna koosseis:
 B. Banerdt, JPL
 S. Asmar, JPL
 D. Banfield, Cornelli Ülikool
 L. Boschi, ETH Zürich
 U. Christensen, Päikesesüsteemi uuringutega tegelev Max Plancki Instituut (MPS)
 V. Dehant, Belgia Kuninglik Observatoorium (ROB)
 RISE: B. Folkner, JPL
 D. Giardini, ETH Zürich
W. Goetz, MPS
 M. Golombek, JPL
 M. Grott, Saksamaa Kosmoseagentuur (DLR)
 T. Hudson, JPL
 C. Johnson, Briti Columbia Ülikool (UBC)
 G. Kargl, Kosmoseteaduse Instituut (IWF)
 S. Smrekar, JPL
 N. Kobayashi, JAXA
 SEIS: P. Lognonné, Pariisi Kosmosefüüsika Instituut (IPGP)
 J. Maki, JPL
 D. Mimoun, Toulouse'i Ülikool (ISAE)
 A. Mocquet, Nantes'i Ülikool
 P. Morgan, Colorado Geoloogia uuringud
 M. Panning, Florida Ülikool
 T. Pike, Londoni Keiserlik Ülikool
 HP3: T. Spohn, DLR
 J. Tromp, Princetoni Ülikool
 T. van Zoest, DLR
 R. Weber, Marshalli Kosmoselendude Keskus
 M. Wieczorek, IPGP

Viited

Välislingid
NASA InSighti meedialeht

Marsi missioonid
Discovery programm