InSight misyonu, gezegen araştırmacılarının uzun süredir değer verdiği bir hayalini gerçekleştiriyor: dünya benzeri bir gezegende (örneğin Mars’ta) bir jeofizik gözlemevi. Dünya’da, genellikle sismik, manyetik, jeotermal gözlemevleri ve ayrıca birbirine bağlı ve dünyanın yüzeyini kaplayan meteoroloji istasyonları olarak uzmanlaşmış çok sayıda gözlemevimiz var. Mars için uzun süredir hazırlanmış olan orijinal planlar, bu nedenle en az üç istasyondan oluşan ağları da içeriyordu, böylece mars depremleri klasik sismolojik yöntemlerle yerelleştirilebilir ve analiz edilebilirdi. Jeotermal ısı akışı, manyetik alan ve hava durumu da birkaç yerde daha iyi gözlemlenir, çünkü gözlemlenecek fiziksel miktarlar, ısı akışı, manyetik alan, hava sıcaklığı ve hava basıncı konuma göre değişir.
Uzay yolculuğunun değerli kaynakları, kütle ve enerji, maliyet nedenleriyle özel gözlemevlerinin kullanımını dışlar. Bu nedenle, InSight’ta olduğu gibi, faydalı yük olarak birden fazla enstrümana sahip bir gözlemevi kendini gösterir. Ağları aynı anda birkaç istasyondan başlatma fikrinin de çok riskli ve pahalı olduğu kanıtlandı, bu nedenle şimdi InSight ile ilk ve şimdilik tek gözlemevi Mars’a uçacak. Bilim adamları, tek bir istasyondan mümkün olan en iyi bilimsel sonuçları elde etmek için görev için yeni teknolojiler geliştirdiler.
InSight, 2011 yılında NASA Discovery yarışmasına teklif olarak sunuldu ve Ağustos 2012’de seçildi. Bilim adamları, özellikle Avrupa’da daha önce yapılan çok sayıda tekliften faydalanabildiler. Avrupa Uzay Ajansı ESA, MarsNet ve InterMarsnet ile iki teklifi daha yakından inceledi, Fransız uzay ajansı CNES ve Netlander 2000-2003 en genci. NASA, MESUR ve GEMS ile de ön çalışmalar gerçekleştirmişti. Yine de, iniş teknolojisindeki Amerikan yetkinliğinin jeofizik aletlerdeki Avrupa yetkinliği ile birleştirilmesi misyonun özel bir özelliğidir.
Gezegenin içinden ısı akışının ve başka bir gezegendeki depremlerin ilk ölçümü
InSight, Mars’a bağlı bir görev olsa da, bilim adamları genel olarak kayalık gezegenlere bakıyorlar. Bunlardan dünyayı nispeten çok iyi tanıyoruz. InSight şimdi, dünya benzeri bir gezegenin iç yapısının ve gelişiminin neredeyse kesin olarak belirlenmesini sağlamalıdır. Mars iyi bir seçim çünkü Dünya’ya komşu gezegen olarak uzay görevleri için kolayca erişilebilir ve yüzeydeki koşullar karasal teknoloji için yönetilebilir – atmosferi 400 santigrat derece ve oldukça aşındırıcı olan Venüs’ün aksine. Ek olarak, bilim adamları Mars’ın Dünya benzeri gezegenleri yeterince temsil ettiğini düşünüyorlar, ancak bu gezegenlerin bireysellikleri pekala vurgulanabilir.
Nispeten küçük bir Keşif misyonunun tabi olduğu mali kısıtlamalara rağmen, bir jeofizik gözlemevinin en önemli araçları gerçekleştirilebilir. Buna bir sismometre (SEIS) ve bir ısı akışı probu (HP3 – Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi) dahildir. Hava sensörleri (hava basıncı ve sıcaklık) ve bir manyetometre, sismometrenin yardımcı araçları olarak gemide bulunur. İletişim donanımı kullanılarak, dönme eksenindeki dalgalanmalar Doppler etkisi kullanılarak ölçülebilir. Dalgalanmalar, gezegendeki eşit olmayan kütle dağılımlarından kaynaklanır. Dolayısıyla bu ölçümler, görevin ana hedeflerinden biri olan iç yapının belirlenmesine yardımcı olur.
Almanya’dan Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) ve bilimsel enstitüleri, özellikle Berlin DLR Gezegensel Araştırma Enstitüsü ve Göttingen’deki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü görevde yer alıyor.
“Mars Köstebeği” HP3
DLR, DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nden PI (Baş Araştırmacı, ana deneyci) Prof. Tilman Spohn yönetiminde geliştirilen ısı akışı probu HP3’ü sağlıyor. HP3, Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi anlamına gelen bir kısaltmadır: İngilizce’de “HP küp” veya Almanca’da “HP hoch drei” veya kısaca “HP3” olarak telaffuz edilir. Deney, ön kısmına yaklaşık 40 santimetre yüksekliğinde bir cihaz takılı küçük bir vinçle iniş aracı tarafından Mars yüzeyine yerleştirilen bir mahfazadan oluşuyor. İçeride, elektrikle çalışan bir yay gerdirme mekanizması kullanarak birkaç hafta boyunca Mars toprağına santimetre santimetre ilerleyecek olan bilim adamlarının “köstebek” olarak adlandırdığı 40 santimetre uzunluğunda bir koç sondası var. Maksimum delme derinliği beş metredir. Köstebek, arkasındaki sensörlerle donatılmış ve ısı akışı ölçümlerini gerçekleştiren bir bandı çeker. Deney ayrıca, Mars yüzeyinin sıcaklığını belirlemek için iniş aracında bir radyometre içerir. Toprak altı sıcaklık dağılımındaki bozulmaları hesaplayabilmek için yüzey sıcaklığının bilinmesi önemlidir. DLR Enstitüleri Bremen’deki Uzay Sistemleri, Berlin’deki Optik Sensör Sistemleri, Köln’deki şubesi ile Uzay Uçuş Operasyonları ve Astronot Eğitimi, Oberpfaffenhofen’deki Sistem Dinamiği ve Kontrol Teknolojisi, Hafif Kompozit Yapılar ve Braunschweig’de ve Oberpfaffenhofen’de Robotik ve Mekatronik için Uyarlanabilir Sistemler sağlandı.
Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü, sismometrenin hizalanması için mekaniği geliştirdi ve Alman uzay ajansı olarak DLR Uzay İdaresi tarafından finanse edildi.
Uzay yolculuğunun değerli kaynakları, kütle ve enerji, maliyet nedenleriyle özel gözlemevlerinin kullanımını dışlar. Bu nedenle, InSight’ta olduğu gibi, faydalı yük olarak birden fazla enstrümana sahip bir gözlemevi kendini gösterir. Ağları aynı anda birkaç istasyondan başlatma fikrinin de çok riskli ve pahalı olduğu kanıtlandı, bu nedenle şimdi InSight ile ilk ve şimdilik tek gözlemevi Mars’a uçacak. Bilim adamları, tek bir istasyondan mümkün olan en iyi bilimsel sonuçları elde etmek için görev için yeni teknolojiler geliştirdiler.
InSight, 2011 yılında NASA Discovery yarışmasına teklif olarak sunuldu ve Ağustos 2012’de seçildi. Bilim adamları, özellikle Avrupa’da daha önce yapılan çok sayıda tekliften faydalanabildiler. Avrupa Uzay Ajansı ESA, MarsNet ve InterMarsnet ile iki teklifi daha yakından inceledi, Fransız uzay ajansı CNES ve Netlander 2000-2003 en genci. NASA, MESUR ve GEMS ile de ön çalışmalar gerçekleştirmişti. Yine de, iniş teknolojisindeki Amerikan yetkinliğinin jeofizik aletlerdeki Avrupa yetkinliği ile birleştirilmesi misyonun özel bir özelliğidir.
Gezegenin içinden ısı akışının ve başka bir gezegendeki depremlerin ilk ölçümü
InSight, Mars’a bağlı bir görev olsa da, bilim adamları genel olarak kayalık gezegenlere bakıyorlar. Bunlardan dünyayı nispeten çok iyi tanıyoruz. InSight şimdi, dünya benzeri bir gezegenin iç yapısının ve gelişiminin neredeyse kesin olarak belirlenmesini sağlamalıdır. Mars iyi bir seçim çünkü Dünya’ya komşu gezegen olarak uzay görevleri için kolayca erişilebilir ve yüzeydeki koşullar karasal teknoloji için yönetilebilir – atmosferi 400 santigrat derece ve oldukça aşındırıcı olan Venüs’ün aksine. Ek olarak, bilim adamları Mars’ın Dünya benzeri gezegenleri yeterince temsil ettiğini düşünüyorlar, ancak bu gezegenlerin bireysellikleri pekala vurgulanabilir.
Nispeten küçük bir Keşif misyonunun tabi olduğu mali kısıtlamalara rağmen, bir jeofizik gözlemevinin en önemli araçları gerçekleştirilebilir. Buna bir sismometre (SEIS) ve bir ısı akışı probu (HP3 – Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi) dahildir. Hava sensörleri (hava basıncı ve sıcaklık) ve bir manyetometre, sismometrenin yardımcı araçları olarak gemide bulunur. İletişim donanımı kullanılarak, dönme eksenindeki dalgalanmalar Doppler etkisi kullanılarak ölçülebilir. Dalgalanmalar, gezegendeki eşit olmayan kütle dağılımlarından kaynaklanır. Dolayısıyla bu ölçümler, görevin ana hedeflerinden biri olan iç yapının belirlenmesine yardımcı olur.
Almanya’dan Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) ve bilimsel enstitüleri, özellikle Berlin DLR Gezegensel Araştırma Enstitüsü ve Göttingen’deki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü görevde yer alıyor.
“Mars Köstebeği” HP3
DLR, DLR Gezegen Araştırmaları Enstitüsü’nden PI (Baş Araştırmacı, ana deneyci) Prof. Tilman Spohn yönetiminde geliştirilen ısı akışı probu HP3’ü sağlıyor. HP3, Isı Akışı ve Fiziksel Özellikler Paketi anlamına gelen bir kısaltmadır: İngilizce’de “HP küp” veya Almanca’da “HP hoch drei” veya kısaca “HP3” olarak telaffuz edilir. Deney, ön kısmına yaklaşık 40 santimetre yüksekliğinde bir cihaz takılı küçük bir vinçle iniş aracı tarafından Mars yüzeyine yerleştirilen bir mahfazadan oluşuyor. İçeride, elektrikle çalışan bir yay gerdirme mekanizması kullanarak birkaç hafta boyunca Mars toprağına santimetre santimetre ilerleyecek olan bilim adamlarının “köstebek” olarak adlandırdığı 40 santimetre uzunluğunda bir koç sondası var. Maksimum delme derinliği beş metredir. Köstebek, arkasındaki sensörlerle donatılmış ve ısı akışı ölçümlerini gerçekleştiren bir bandı çeker. Deney ayrıca, Mars yüzeyinin sıcaklığını belirlemek için iniş aracında bir radyometre içerir. Toprak altı sıcaklık dağılımındaki bozulmaları hesaplayabilmek için yüzey sıcaklığının bilinmesi önemlidir. DLR Enstitüleri Bremen’deki Uzay Sistemleri, Berlin’deki Optik Sensör Sistemleri, Köln’deki şubesi ile Uzay Uçuş Operasyonları ve Astronot Eğitimi, Oberpfaffenhofen’deki Sistem Dinamiği ve Kontrol Teknolojisi, Hafif Kompozit Yapılar ve Braunschweig’de ve Oberpfaffenhofen’de Robotik ve Mekatronik için Uyarlanabilir Sistemler sağlandı.
Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü, sismometrenin hizalanması için mekaniği geliştirdi ve Alman uzay ajansı olarak DLR Uzay İdaresi tarafından finanse edildi.