Посадочный аппарат NASA InSight предназначен для исследования внутреннего строения и состава Марса. Миссия осуществляется в рамках программы Discovery, которая действует с 1992 года и ставит целью создание недорогих космических аппаратов для исследования Солнечной системы. 358-килограммовый аппарат был создан на базе конструкции посадочного зонда «Феникс», который успешно работал в приполярных областях Марса.

С точки зрения строения и сейсмической активности в нашей системе лучше всего изучены Земля и Луна, на которой в ходе программы «Аполлон» было размещено множество сейсмографов. Другие планеты земной группы пока остаются для ученых загадкой. Условия на Марсе лучше всего подходят для исследований: на Меркурии слишком высоки суточные перепады температуры, а атмосфера Венеры насыщена серной кислотой.

Основная задача InSight — изучить раннюю историю формирования Марса и получить представление о похожих процессах на других скалистых планетах Солнечной системы. Формирование планет подобного типа начинается с аккреции — гравитационного притяжения материи из окружающего пространства. По мере увеличения размера тело нагревается. Затем формируется ядро, мантия и кора — этот процесс называют дифференциацией, и он до сих пор недостаточно изучен. InSight должен измерить размер, толщину, плотность и общую структуру ядра, мантии и коры Марса, а также скорость переноса тепла от ядра к поверхности. Название зонда является бэкронимом от Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (изучение внутреннего строения с использованием сейсмических исследований, геодезии и переноса тепла). Зонд также исследует современную тектоническую активность Марса и измерит частоту падения метеоритов на его поверхность.

Аппарат оборудован тремя основными научными инструментами и двумя камерами — цветной и черно-белой. Сейсмометр SEIS предназначен для точных измерений тектонической активности Марса, а также частоты падения метеоритов на поверхность планеты. Это позволит более точно определить границы между слоями мантии, корой и ядром Марса. Данные сейсмометра будут сопоставляться с данными о погоде, ветре и возмущениях магнитного поля, что позволит выявить колебания поверхности, связанные с процессами в атмосфере планеты — пылевыми бурями и турбулентными вихрями. В миссии InSight сейсмометр будет установлен отдельно от спускаемого аппарата с помощью роботизированной руки IDA, что позволит добиться более высокой точности измерений по сравнению с предыдущими миссиями. В ходе миссии «Викинг-1» сейсмограф был размещен на борту спускаемого аппарата и учитывал его собственные колебания, которые появлялись в том числе из-за марсианского ветра.

Инструмент HP3 будет измерять тепловой поток под поверхностью Марса. Он пробурит пятиметровую скважину — на такой глубине влияние суточных колебаний температуры перестает проявляться, и по ней можно будет определить, насколько большой тепловой поток исходит из недр планеты. В скважину будет погружена термолента с закрепленными на ней датчиками температуры. Инструмент RISE будет изучать размер и плотность марсианского ядра путем оценки скорости прецессии (явления, при котором ось планеты описывает конус) и покачивания (нутации) оси его вращения. Эти параметры помогут вычислить картину распределения массы внутри планеты, а также уточнить сезонные изменения скорости вращения планеты, связанные с сезонным перераспределением углекислого газа между атмосферой и полярными шапками. Также аппарат оснащен датчиком погоды TWINS, определяющим скорость ветра и температуру воздуха, магнетометром, барометром и уголковым отражателем LaRRI, который будет использоваться для точного измерения расстояний.

InSight в 2011 году получил финансирование от NASA в размере 3 миллионов долларов наряду с такими проектами, как Comet Hopper (CHopper) и Titan Mare Explorer (TiME), и лишь он дошел до финальной стадии реализации. NASA выбрало InSight как наиболее дешевую миссию, которую можно осуществить в кратчайшие сроки. Аппарат TiME должен был приземлиться в море Лигеи или море Кракена на спутнике Сатурна и искать там простейшие формы жизни, и несмотря на то, что в 2012 году NASA выбрало InSight в качестве целевого проекта, работа над TiME продолжалась. В 2013 году TiME перестал быть самостоятельным проектом: предполагалось, что его концепция будет использована в миссии Titan Saturn System Mission — совместном проекте NASA и ESA, однако и она была заморожена на неопределенный срок.

Рекомендуем по этой теме:
12945
Какого цвета небо на Марсе?

Миссию InSight тоже сопровождали сложности. Аппарат должен был отправиться в космос в марте 2016 года, однако запуск перенесли из-за обнаруженной неисправности ключевого инструмента — сейсмометра SEIS. Неполадку не успели восстановить к назначенному времени, и NASA пришлось ждать нового окна запуска, которое возникло лишь 26 месяцев спустя. InSight был успешно запущен 5 мая 2018 года с помощью ракеты-носителя Atlas V 401.

Вместе с основным аппаратом к Марсу запустили два одинаковых спутника-кубсата MarCO-A и MarCO-B размером с портфель. Они стали первыми кубсатами, которые когда-либо летали к другой планете. Цель этой программы — проверка выживаемости аппаратов подобного типа в глубоком космосе и демонстрация возможности построения системы связи на их основе. На орбиту Марса спутники не выйдут, а пролетят мимо. Кубсаты делали фотографии зонда в ходе полета. Также спутники должны стать ретрансляторами связи во время посадки InSight на Марс, направляя на Землю его телеметрию. Они оснащены системой управления ориентацией, в которой применяется сжатый газ R236FA, используемый в огнетушителях. Ученые NASA прозвали их Wall-E и Eva в честь роботов из мультфильма «Валл-И», которые летали в космосе на огнетушителе.

Зонд должен сесть на поверхность Марса 26 ноября 2018 года. Он приземлится на нагорье Элизий — во втором по величине вулканическом районе на Марсе. Вместе с InSight на поверхности планеты окажутся два кремниевых чипа, на которых записано около 2,4 миллиона имен людей, оставивших свои заявки на сайте NASA в 2015 и 2017 годах. Они установлены на посадочной платформе зонда. Миссия продлится 720 дней, или 700 марсианских суток — солов.