Deep Space Network IT

Insight
Riepilogo

InSight, la cui abbreviazione sta per Interior Exploration using Seismic Investigations (Esplorazione dell'interno tramite Investigazioni Sismiche), è un lander di Marte progettato per dare al pianeta rosso il suo primo controllo approfondito da quando si è formato 4,5 miliardi di anni fa. È il primo esploratore robotico nello spazio esterno a studiare in profondità lo "spazio interno" di Marte: la sua crosta, il suo mantello e il suo nucleo.

L'Interno di Marte

Lo studio della struttura interna di Marte risponde a domande chiave sulla formazione iniziale di pianeti rocciosi nel nostro sistema solare interno - Mercurio, Venere, Terra e Marte - oltre 4 miliardi di anni fa, oltre a pianeti extrasolari rocciosi. InSight misura anche l'attività tettonica e gli impatti dei meteoriti su Marte oggi. Il lander usa strumenti all'avanguardia, per scavare in profondità sotto la superficie e cercare le impronte digitali dei processi che hanno formato i pianeti terrestri. Lo fa misurando i "segni vitali" del pianeta: il suo "impulso" (sismologia), "temperatura" (flusso di calore) e "riflessi" (tracciamento di precisione). Questa missione fa parte del Discovery Program della NASA per missioni scientifiche altamente focalizzate che pongono domande critiche nella scienza del sistema solare.

I primi CubeSat nello Spazio profondo

Il razzo che ha lanciato InSight ha portato anche un secondo esperimento di tecnologia NASA: due mini-veicoli spaziali chiamati Mars Cube One, o MarCO. Questi CubeSats delle dimensioni di una valigetta hanno volato verso Marte seguendo InSight.
Il loro obiettivo era testare nuove apparecchiature di comunicazione spaziali miniaturizzate. Al loro arrivo su Marte, i due Marco gemelli hanno trasmesso con successo i dati di InSight quando sono entrati nell'atmosfera di Marte e sono atterrati. Questo è stato il primo test della tecnologia CubeSat miniaturizzata su un altro pianeta che i ricercatori sperano possano offrire nuove funzionalità alle future missioni.

Il lander InSight ha due obiettivi scientifici primari:
- Formazione ed Evoluzione: Comprendere la formazione e l'evoluzione dei pianeti terrestri attraverso lo studio della struttura e dei processi interni di Marte.
- Attività tettonica: Determinare l'attuale livello di attività tettonica e il tasso di impatto dei meteoriti su Marte.
Perché Marte?

Le precedenti missioni su Marte hanno studiato la storia della superficie del Pianeta Rosso esaminando caratteristiche come canyon, vulcani, rocce e terra. Tuttavia, le firme della formazione del pianeta possono essere trovate solo rilevando e studiando i suoi "segni vitali" molto al di sotto della superficie. In confronto agli altri pianeti terrestri, Marte non è né troppo grande né troppo piccolo. Ciò significa che conserva la registrazione della sua formazione e può darci una visione di come si sono formati i pianeti terrestri. È il laboratorio perfetto da cui studiare la formazione e l'evoluzione dei pianeti rocciosi.
Gli scienziati sanno che Marte ha bassi livelli di attività geologica, ma un lander come InSight può rivelare quanto sia realmente attivo.

Specifiche Tecniche

I tre strumenti principali di InSight Lander, SEIS, HP3 e RISE, daranno il primo sguardo in profondità allo "spazio interno" del pianeta. Questo trio studierà le impronte digitali del processo di formazione dei pianeti, sepolto in profondità nell'interno marziano. . Le loro misurazioni fanno luce su quanto Marte sia ancora caldo e geologicamente attivo e forniranno indizi essenziali sull'evoluzione di Marte e di tutti i pianeti terrestri.

SEIS - Rilevazione delle pulsazioni

Il sismometro di InSight, SEIS, è utilizzato per il rilevamento sismico della struttura interna del pianeta. E' uno strumento rotondo a forma di cupola che si trova sulla superficie marziana e prende il "polso" o le vibrazioni sismiche di Marte. Le sue misure forniscono uno sguardo sull'attività interna del pianeta. Il sismometro attende pazientemente di percepire il polso, o le onde sismiche, dai terremoti e dai colpi degli impatti dei meteoriti. Una serie di sensori di vento, pressione, temperatura e campo magnetico aiuta a mettere a punto le misure del sismometro. Ciò aiuta a percepire le vibrazioni superficiali generate dai sistemi meteorologici come le tempeste di polvere, o dalla turbolenza nell'atmosfera a causa di fenomeni come i diavoli della polvere, che possono anche generare onde sismiche. Le misurazioni del SEIS possono raccontare agli scienziati la natura del materiale che per primo formò i pianeti rocciosi del Sistema Solare. Come rivela ciò che sta al di sotto, il sismometro può persino essere in grado di dirci se c'è acqua liquida, o pennacchi di vulcani attivi sotto la superficie marziana.
SEIS ascolterà le onde sismiche sulla superficie di Marte, facendo luce sulla struttura interna del Pianeta Rosso.
Un certo numero di fenomeni fisici può creare onde sismiche, compresi i terremoti, i meteoriti che colpiscono la superficie, le frane o anche la pressione del vento sulla superficie.
Nel modo in cui la luce cambia quando attraversa l'acqua o il vetro, le onde sismiche cambiano quando attraversano l'interno di un pianeta. Il modo in cui le onde cambiano dipende dal materiale di cui è fatto l'interno. SEIS dice agli scienziati come l'interno di Marte cambia le onde, aiutandoli a capire quale materiale lo ha cambiato.
Le onde di un grande terremoto possono percorrere lunghe distanze e passare attraverso diversi tipi di materiale all'interno di un pianeta. Tutti questi materiali diversi alterano l'onda a modo loro. Per capire come sia realmente l'interno di un pianeta, SEIS ha la capacità di ascoltare chiaramente una serie di diverse variazioni nelle onde sismiche. Questo aiuta a rilevare molti dettagli sulla struttura dei livelli che hanno cambiato le onde.
Gli scienziati ritengono che aree distanti da 1.000 a 2.000 chilometri rispetto al sito di atterraggio di InSight, come l'area intorno all'Elysium Mons, abbiano sperimentato fenomeni di vulcanismo e terremoti da 1 a 10 milioni di anni fa. È recente per un pianeta! Il sismometro di InSight sarà in grado di rilevare il pennacchio del vulcano se le onde sismiche lo attraversano.

HP3 - Misurazione della temperatura

La sonda del flusso termico e delle proprietà fisiche, abbreviato HP3, può scavare fino a quasi 5 metri di profondità nella superficie di Marte. È la maggiore raggiunta rispetto a qualsiasi precedente trapano o sonda prima di essa. Proprio come se studiasse il calore rilasciato dal motore di un'auto, misura il calore proveniente dall'interno di Marte per analizzare quanto calore fuoriesca del pianeta e quale sia la sua fonte. Questo aiuterà gli scienziati a determinare se Marte si sia formato dalle stesse origini della Terra e della Luna fornendo così un anteprima di come si evolverà il pianeta.
I pianeti possiedono calore al loro interno e alcuni, come la Terra per esempio, sono più caldi di altri, come Marte. Gli elementi caldi che erano presenti nel materiale che per primo formò il pianeta e l'energia rimasta dal processo di formazione del pianeta, sono il combustibile che produce questo calore. Dà origine a campi magnetici, montagne e movimenti nella crosta, che causa terremoti. HP3 studia il calore che fuoriesce da Marte per determinare quanto velocemente il "motore" del pianeta è in funzione e cosa lo sta alimentando.
HP3 si riduce a circa 16 piedi (5 metri) per garantire che le sue misurazioni non siano influenzate dai cambiamenti nelle stagioni. Ogni 1,5 piedi (50 centimetri) la sonda emette un impulso di calore e i suoi sensori osservano come l'impulso di calore cambia nel tempo. Se il materiale della crosta è un buon conduttore di calore, come il metallo, l'impulso decadrà rapidamente. Se è un cattivo conduttore, come il vetro, l'impulso decadrà lentamente. Questo dice agli scienziati quanto velocemente la temperatura aumenta con la profondità e come il calore scorre dentro Marte.
Gli scienziati sospettano che Marte sia nato dallo stesso materiale originario che ha formato altri pianeti come la Terra e la Luna. Le misure del pacchetto di flusso termico aiuteranno a determinare se questo è vero. Il modo in cui il combustibile di Marte, i suoi elementi che producono calore, sono distribuiti nel pianeta oggi è ancora una questione aperta. Le informazioni contenute nel pacchetto del flusso di calore di InSight e il suo sismometro insieme possono aiutare a rispondere a questa domanda.

RISE - Controllo dei riflessi

Il Rotation e Interior Structure Experiment di Insight, o RISE, traccia l'esatta posizione del lander per determinare quanta parte del Polo Nord di Marte oscilla mentre orbita attorno al sole. Queste osservazioni forniranno informazioni dettagliate sulla dimensione del nucleo ricco di ferro di Marte. Aiuteranno a determinare se il nucleo è liquido e quali altri elementi, oltre al ferro, possono essere presenti.
RISE funziona come uno specchio: riflette un segnale inviato al lander dalla Terra e rivela la posizione esatta del lander InSight e di Mars nello spazio. In tal modo, misura i cambiamenti nel segnale, noto come Effetto Doppler. Gli scienziati possono usare queste informazioni, raccolte nel corso della missione di InSight, per capire quanto Marte oscilli nella sua orbita, quale sia la dimensione del nucleo del pianeta e se sia liquido o solido.
Quando sentiamo una sirena di un ambulanza in avvicinamento il suono risulta più in alto rispetto a quando si allontana, il cambiamento nel suono è dovuto all'Effetto Doppler causato dal movimento del veicolo. Se si conosce come cambia il segnale si può determinare il movimento del veicoloo. Gli scienziati possono usare questo fenomeno nello studio del pianeta misurando la differenza nel segnale originale inviato a RISE dalla Terra e il segnale che arriva sulla Terra da RISE. Questa informazione indica come il lander si muove nello spazio, e quindi, come Marte si muove nella sua orbita.
Sappiamo che la Terra oscilla ogni 18 anni mentre viene spinta e tirata dalla Luna. E con le misurazioni dei primi lander e di Mars Pathfinder sappiamo che Marte oscilla in un anno marziano, ma non sappiamo ancora da quanto.
RISE rivelerà esattamente quale sia l'oscillazione di Marte .
E quanto un pianeta oscilla dipende da cosa c'è al suo interno: per esempio un uovo sodo gira più veloce di un uovo crudo. Allo stesso modo un pianeta che è liquido al suo centro oscillerà di più, mentre gira, rispetto a uno solido al suo centro. Registrare le oscillazioni di Marte consentirà di capire da cosa sia composto il suo nucleo.
Inoltre gli scienziati sanno che Marte presenta un debole campo magnetico in alcuni punti della sua superficie. Quello che apprenderemo sul nucleo grazie a RISE e ad HP3 li aiuterà a capire perché il campo magnetico di Marte è debole rispetto a quello della Terra.

Braccio Robotico

Il lander possiede l'Instrument Deployment Arm (IDA) per posizionare gli strumenti a terra. Gli strumenti sensibili del lander sono in grado di ottenere le loro migliori misure a diretto contatto con la superficie marziana. All'atterraggio, i pannelli solari di Insight si schierano e le telecamere controllano il sito di atterraggio.
Il braccio è lungo 5 piedi e 9 pollici (1,8 metri), con articolazioni per spalle, gomiti e polsi e quattro motori. La presa è alla fine del braccio. La fotocamera montata sul braccio si trova tra il gomito e il polso.
Il braccio distribuisce la sonda del flusso di calore - una talpa che scava 16 piedi (cinque metri) nel terreno. È più profondo di qualsiasi strumento che sia mai stato su Marte. Il braccio posiziona anche il sismometro sulla superficie, da dove può percepire gli eventuali terremoti marziani.
Il braccio robotico include una pinza per afferrare ogni elemento che dovrà essere sollevato. Le cinque dita meccaniche del rampino possono chiudersi attorno a una maniglia che assomiglia a una palla sopra uno stelo. Ciascuno dei tre elementi che il braccio solleverà ha una di queste maniglie. I tre sono l'esperimento sismico per la struttura interna, la sonda di flusso termico e proprietà fisiche e il vento e lo schermo termico del sismometro.

Videocamere

Il lander InSight trasporta due telecamere di ingegneria complementare che sono di ausilio alla navigazione e per il rilevamento dei potenziali pericoli. Una delle telecamere è montata sul braccio, l'altra sulla parte anteriore del lander.

Fotocamera sul braccio
La telecamera sul braccio è chiamata Instrument Deployment Camera (IDC). È simile alle telecamere di navigazione Navcam a bordo dei rover Opportunity e Curiosity, con funzionalità Full Color. Ha un campo visivo di 45 gradi e offre una vista panoramica del terreno che circonda il sito di atterraggio. Questa fotocamera mostrerà il dettaglio dell'area di lavoro per consentire la selezione dei punti migliori per posizionare gli strumenti. Questa fotocamera acquisirà immagini a colori degli strumenti sul ponte del lander e una vista tridimensionale della regione attorno al lander. Le informazioni ricevute dalla Navcam aiutano ingegneri e scienziati a guidare l'installazione del sismometro e della sonda di flusso di calore. Gli scienziati possono puntare la telecamera in qualsiasi direzione, in modo che le immagini possano essere combinate in un panorama a 360 gradi dei dintorni del lander.

Fotocamera sul corpo
L'altra fotocamera del lander, la Instrument Context Camera (ICC), è montata appena sotto il ponte, sul bordo del lander rivolto verso lo spazio di lavoro, che è l'area del terreno alla portata del braccio. L'ICC ha un campo visivo fisheye di 120 gradi. Fornirà viste grandangolari dell'intero spazio di lavoro.
Come la Navcam, si basa su una fotocamera simile su Opportunity and Curiosity. È montato sotto il bordo del ponte del lander e fornisce una vista complementare dell'area di installazione dello strumento.
Entrambe le fotocamere dispongono di un rilevatore di dispositivo ad accoppiamento di carica (CCD) quadrato da 1.024 pixel per 1.024 pixel.

Cronologia Missione
05-05-2018 InSight: lancio da Vandenberg AFB
26-11-2018 InSight: atterraggio su Marte (Elysium Planitia)
19-12-2018 InSight: inizio posizionamento strumenti sul suolo di Marte
06-02-2019 InSight: termine installazione sismometro SEIS
12-02-2019 InSight: termine installazione sensore HP3
Oggetti
  • Marte
    Pianeta

    Chiamato il Pianeta rosso a causa del suo colore caratteristico dovuto alle grandi quantità di ossido di ferro che lo ricoprono, Marte è il quarto pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole ed è l'ultimo dei pianeti di tipo terrestre.

Obiettivi

La missione InSight ha due obiettivi principali, ciascuno con diverse indagini scientifiche, progettati per aiutare a scoprire il processo che ha modellato tutti i pianeti rocciosi nel sistema solare interno.
Per capire come si sono formati e si sono evoluti i pianeti rocciosi, InSight studierà la struttura e i processi interni di Marte determinando:

Interno di Marte

  • La dimensione del nucleo, di cosa è fatto e se è liquido o solido.
  • Lo spessore e la struttura della crosta.
  • La struttura del mantello e di cosa è fatto.
  • Quanto è caldo l'interno e quanto calore sta ancora attraversando.
  • InSight scoprirà esattamente come Marte è tettonicamente attivo oggi e quanto spesso i meteoriti lo influenzano. Per questo, misurerà:

Attività tettonica

  • Quanto potente e frequente attività sismica interna si trova su Marte e dove si trova all'interno della struttura del pianeta.
  • Quante volte i meteoriti colpiscono la superficie di Marte.

InSight studierà l'interno profondo di Marte, rilevango i segni vitali del pianeta, le pulsazioni e la sua temperatura. Ciò rende InSight la prima missione che ha il compito di svolgere un accurata analisi di Marte sin da quando il pianeta si è formato 4,5 miliardi di anni fa.
Le precedenti missioni sul Pianeta Rosso hanno studiato la sua superficie analizzando i canyon, i vulcani, le rocce e il suolo. Ma le firme della formazione del pianeta possono essere trovate solo rilevando e studiando i suoi segni vitali posti ben al di sotto della superficie.

Rilevazione delle pulsazioni
Il lander InSight trasporta un sismometro, il SEIS, che ascolta il "battito" di Marte. Il sismometro registra le onde che viaggiano attraverso la struttura interna del pianeta e lo studio delle onde sismiche potrà dirci cos'è a crearle. Su Marte gli scienziati sospettano che le cause possano essere i terremoti, i meteoriti che colpiscono la superficie.
Misurazione della temperatura
La sonda di misurazione del calore di InSight, l'HP3, può penetrare più in profondità di qualsiasi altra pala, trapano o sonda giunta su Marte prima di esso. Indagherà sulla quantità di calore ancora emessa dal pianeta e le sue osservazioni potranno dirci se la Terra e Marte sono fatti della stessa materia e fornirci un'anteprima di come il nostro pianeta potrebbe evolversi.
Controllo dei riflessi
Come la Terra, Marte oscilla leggermente mentre ruota intorno al suo asse. Per studiare questo fenomeno due antenne radio, parte dello strumento RISE, traccieranno con precisione la posizione del lander. Questo aiuterà gli scienziati a testare i riflessi del pianeta e indicarci come la profonda struttura interna possa influenzare il moto del pianeta attorno al Sole.

Notizie