De InSight-lander van NASA heeft zijn eerste instrument op het oppervlak van Mars ingezet. Op 19 december gebruikte de stationaire lander zijn robotarm om de SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) in te zetten, wat de eerste keer was dat een seismometer op het oppervlak van een andere planeet werd geplaatst. Dit is een mijlpaal voor de missie, en een die ver voor op schema ligt.
InSight landde op 26 november op Elysium Planitia op Mars. Sindsdien heeft het zijn directe omgeving met zijn camera's onderzocht om de perfecte plek te vinden om de seismometer en zijn andere inzetbare instrument, het HP3-pakket (Heat Flow and Physical Properties Package), in te zetten. Missieplanners hebben verschillende weken toegewezen gekregen voor de selectie van instrumentlocaties, dus dit ligt ruim voor op schema.
"Het tijdschema van InSight's activiteiten op Mars is beter gegaan dan we hadden gehoopt", zegt InSight-projectmanager Tom Hoffman, die is gevestigd in het Jet Propulsion Laboratory van de NASA in Pasadena, Californië. "De seismometer veilig op de grond krijgen is een geweldig kerstcadeau."
Naast de schrijnende afdaling en landing van InSight is de plaatsing van instrumenten de volgende cruciale stap. Om het goed te krijgen, vertrouwde het technische team op een unieke testfaciliteit hier op aarde, bij JPL. Ze bouwden een testbed als een mock-up van de locatie van InSight op Mars en oefenden met het plaatsen van de seismometer bij de tweeling ForeSight van InSight.
Het vooraf testen van instrumentplaatsing hier op aarde voordat opdrachten aan InSight werden gegeven, was cruciaal. Het team creëerde wat ze een Martiaanse rotstuin noemen, waarbij grindmateriaal wordt geharkt en uitgeschept tot een exacte replica van de landingsplek van InSight. Het team noemde het Marsforming.
Ingenieurs gebruikten een aantal geavanceerde technologie om de zaken precies goed te krijgen op het testbed. Met behulp van augmented reality-headsets projecteerde het team Digital Terrain Models (DTM) op het testbed, en precisiecamera's maten elke functie die ze repliceerden. Het kostte ze vier uur om het testbed te maken, tot in elk detail groter dan ongeveer een halve inch.
Het testbed bevat ook een volledig werkmodel van de InSight-lander, genaamd ForeSight. Nadat de ingenieurs de omstandigheden van de echte lander op Mars op het testbed hadden nagebootst, oefenden ze met het plaatsen van de seismometer met de robotarm van Foresight. Ingenieurs zeggen dat ze geluk hebben dat de landingsplek van InSight mooi vlak was en vrij van grote rotsen, die de draden die de instrumenten met de lander verbinden, zouden kunnen beschadigen.
"Het is de vlakke parkeerplaats die het landingsploeg ons heeft beloofd." - Marleen Sundgaard, JPL.
"Het is geweldig voor de wetenschap die we willen doen", zei Marleen Sundgaard van JPL, die het proefbankwerk leidt. "Het is de vlakke parkeerplaats die het landingsploeg ons heeft beloofd. U berekent de kans op rotsen in het gebied en hoopt dat de kansen in uw voordeel zijn. '
'Overal om ons heen zijn er rotsen die zijn uitgeworpen uit nabijgelegen kraters. Deze kunnen mijlenver door het landschap worden gelanceerd, afhankelijk van de grootte van de impact ', zegt Nate Williams, een JPL postdoctoraal onderzoeker die bij de missie werkt. "Gelukkig zijn er gewoon niet veel stenen recht voor ons."
Het team oefende een aantal dagen met het oefenen van de instrumentplaatsing op het testbed. Met Microsoft HoloLens-headsets zag het team een gloeiend rood oppervlak van Mars met de blauwe contourlijnen van het Digital Terrain Model vanaf het eigenlijke terrein voor InSight op Mars. Dit is niet de eerste keer dat NASA de HoloLens gebruikt voor landingsoperaties. De afgelopen jaren hebben wetenschappers met NASA's Curiosity-rover de HoloLens gebruikt in combinatie met aangepaste software genaamd OnSight. Het laat hen op Mars 'lopen' en beslissingen nemen over wat ze vervolgens gaan studeren.
Op maandagochtend 17 december was het technische team in de rotstuin ervan overtuigd dat ze SEIS precies konden krijgen waar het wetenschapsteam het wilde. Ze hadden alle bewegingen voor de instrumentplaatsingsarm geoefend en waren ervan overtuigd dat ze het instrument konden plaatsen terwijl ze het instrument vrij van rotsen hielden. Ze bevestigden ook dat de Heat Flow Probe op de gewenste locatie kan worden geplaatst, ongeveer 1,2 meter links van de seismometer.
Op dinsdag 18 december werden de commando's gegeven aan Insight om SEIS op het oppervlak van Mars te plaatsen. Op 19 december gebruikte InSight zijn robotarm om SEIS op de door hem gekozen locatie te plaatsen, 1.636 meter of 5.367 voet verderop. Dit is ongeveer het verste dat de arm kan bereiken.
Volgens het InSight-team was de plaatsing van SEIS van cruciaal belang voor het succes van de missie. InSight heeft andere instrumenten, maar een mislukte plaatsing zou de missie aanzienlijk hebben belemmerd. Er is nog wat werk nodig om de seismometer waterpas te zetten. Het zit op een grond die ongeveer 2 of 3 graden is gekanteld. Zodra het waterpas is, zouden de gegevens moeten gaan stromen.
Na de plaatsing van het instrument duurt het nog enkele weken voordat wetenschappers en ingenieurs ervoor zorgen dat de gegevens zo duidelijk mogelijk zijn. Mogelijk moeten ze de kabel van SEIS aanpassen om ruis te minimaliseren, en begin januari plaatsen ze de thermische en windkap over de seismometer. Eind januari is het InSight-team van plan het pakket Heat Flow and Physical Properties te plaatsen.
"De seismometer op de grond hebben is alsof je een telefoon tegen je oor houdt", - Philippe Lognonné, hoofdonderzoeker van SEIS van het Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) en de Paris Diderot University.
SEIS geeft ons een kijkje in Mars. Het instrument luistert naar Marsquakes en analyseert de seismische golven die door de planeet gaan. De gegevens geven een beeld van de binnenstructuur. "Als u de seismometer op de grond heeft, is het alsof u een telefoon tegen uw oor houdt", zegt Philippe Lognonné, hoofdonderzoeker van SEIS van het Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) en de Paris Diderot University. "We zijn heel blij dat we nu in de beste positie zijn om te luisteren naar alle seismische golven van onder het oppervlak van Mars en van het diepe interieur."
Met SEIS in positie en klaar om aan het werk te gaan, en met een locatie voor de HP3 geselecteerd, is InSight goed op weg om zijn wetenschappelijke doelstellingen te bereiken. Een ander experiment, RISE (Rotation and Interior Structure Experiment), is al aan de gang. RISE gebruikt geen inzetbaar instrument. Het is een radiowetenschappelijk experiment dat de X-bandradio van de lander gebruikt om nauwkeurige metingen van de planetaire rotatie te geven. Gegevens van RISE worden gecombineerd met gegevens van andere Mars-landers en -banen om de grootte en dichtheid van de kern en mantel van Mars te berekenen.
De geplande missie van InSight is 709 sol of 728 dagen. Zodra de missie is voltooid, hebben we veel meer gedetailleerde kennis van het diepe interieur van Mars. Hopelijk leren we ook veel over hoe andere rotsachtige planeten zijn gevormd.
- NASA Press Release: NASA's InSight Places First Instrument on Mars
- Persbericht van NASA: InSight-ingenieurs hebben een Martiaanse rotstuin gemaakt
- Persbericht NASA: Mars Virtual Reality-software wint NASA Award
- NASA: Mars InSight Mission
