Luvassa Mars-tietoa pintaa syvemmältä

avaruustutkimus Millainen on Marsin sisäinen rakenne? Tätä tutkitaan pian järistysmittarilla eli seismometrillä. InSightin mukana punaiselle planeetalle matkaa myös kaksi nanosatelliittia.

Tuorein Mars-lento pääsi matkaan 5. toukokuuta, kun Atlas-kantoraketti nousi InSight-laskeutuja nokassaan Vandenbergin lentotukikohdasta, Kaliforniasta.

InSight oli alun perin tarkoitus laukaista jo kaksi vuotta sitten, mutta koska sen päätutkimuslaitteessa havaittiin vikaa testien aikana, lentoa päätettiin lykätä.

Tämä tarkoitti sitä, että lähtö oli vuoden 2016 sijaan nyt vuonna 2018, koska Marsiin kannattaa lähettää luotaimia vain noin joka toinen vuosi. Omia ratojaan kiertävät Maa ja Mars ovat hieman alle kahden vuoden välein sopivasti lähellä toisiaan. Välimatkaa on pienimmillään ensi heinäkuussa vain 57 miljoonaa kilometriä.

Matka Marsiin taittuu kuudessa ja puolessa kuukaudessa, joten InSight saapuu perille ensi marraskuun lopussa. Se syöksyy suoraan planeetan kaasukehään, lämpökilpi suojaa sitä, laskuvarjo hidastaa putoamista ja lopulta se sytyttää jarrurakettinsa asettuen – ainakin toivottavasti – pehmeästi vain hieman päiväntasaajan pohjoispuolella olevalle laskeutumispaikalleen Elysium-tasangolle.

InSightin on suunniteltu toimivan ­vähintään yhden Marsin vuoden ajan eli Maan ajanlaskun mukaan lähes kaksi vuotta.

Napalaskeutujan kopio

InSight on halpa välilento Marsiin kahden kalliin ja monimutkaisen kulkijan välissä. Pikkuauton kokoinen Curiosity-kulkija laskeutui Marsiin elokuussa 2012, ja seuraava suuri, kallis ja monimutkainen rooveri on ollut vuorossa seuraavana, eli vuonna 2020.

Kun Nasan Mars-lento-ohjelmassa oli vuodelle 2014 kaasukehää tutkiva Maven-kiertolainen, siihen sopi mainiosti yksinkertainen laskeutuja vuodelle 2016. Koska vuodelle 2018 ei ollut suunnitelmia, ei kahden vuoden lykkääntyminen haitannut sinänsä paljoa.

Pohjana päätettiin käyttää vuonna 2008 Marsin pohjoisnavan tuntumaan laskeutuneen Phoenix-laskeutujan suunnitelmia. Kyytiin laitettiin lisäksi kulkijoista yli jääneitä kameroiden ja mittalaitteiden varakappaleita. Tärkeimmät tutkimuslaitteet pyydettiin Euroopasta, ja eurooppalaiset vastasivat niiden tekemisen kustannuksista.

Laskeutujan hintalapussa oleva 545 miljoonaa euroa onkin Mars-laskeutujaksi hyvin vähän. Lennon viivästyminen sen sijaan toi lisäkustannuksia noin 120 miljoonan euron edestä.

Pinnan alle keinolla millä hyvänsä

Laskeutujan nimi tulee sanoista Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, eli laskeutujan tarkoituksena on tutkia Marsin sisustaa ja selvittää sen ytimen koko sekä mitata planeetan lämpötasapainoa.

Päätutkimuslaite on kolmesta seismometristä (yksi joka suuntaan) koostuva instrumentti­paketti, joka on 22 senttimetriä halkaisijaltaan olevan puolipallon muotoisen tyhjiökammion sisällä. Laskeutujan robottikäsivarsi nostaa sen makaamaan laskeutumispaikan kamaralle.

Ranskalaistekoisen seismometrin tarkoitus on havaita millaisia järistyksiä Marsissa on – jos on lainkaan. Todennäköisesti niitä ei juuri ole, vaan suurimmat ­järähdykset tulevat todennäköisesti meteorien törmäyksistä ja Phobos-kuun aiheuttamasta vuorovesivoimasta.

Laskeutujassa on mukana myös saksalaistekoinen Marsin pinnan lämmönjohtavuutta mittaava laite, joka junttaa anturinsa viiden metrin syvyyteen pinnan alle. 40 senttiä pitkä ja lähes kolme senttiä leveä anturipää on yhdistetty laskeutujaan pitkällä johdolla, jossa on myös lämpö­mittareita.

Lisäksi kyydissä on magnetometri, kameroita, säämittareita sekä italialaisten tekemä laserheijastin, jonka avulla tulevaisuudessa lasereilla varustetut kiertolaiset voivat mitata tarkasti korkeutta. Passiivinen heijastin toimii myös silloin, kun laskeutuja ei enää ole hengissä.

Kaksi MarCOa mukaan

Laskeutujan kanssa Marsiin matkaa kaksi pientä satelliittia, jotka ovat avaruuslentojen historian ensimmäiset Maan kiertoradan ulkopuolelle lähtevät nanosatelliitit. Ne perustuvat samaan cubesat-formaattiin, jollainen oli muun muassa Aalto-1-satelliitti.

Niiden tehtävänä on testata, miten nanosatelliittitekniikka toimii ulkoavaruudessa ja seurata InSightin laskeutumista pinnalle.

Nanosatelliitit nousevat avaruuteen ja lähtevät Marsin suuntaan samalla kyydillä mutta lentävät sinne itsenäisesti. Koska niissä ei ole rakettimoottoreita, ne eivät jää kiertämään Marsia vaan suhahtavat sen ohitse planeettainväliseen avaruuteen.

Jos MarCOt toimivat hyvin, voitaisiin näitä edullisia pikkusatelliitteja käyttää vastaisuudessa enemmänkin Marsissa.