Izstrelitev sonde InSight na raketi Atlas V, 5. maj 2018. Foto: Nasa
Izstrelitev sonde InSight na raketi Atlas V, 5. maj 2018. Foto: Nasa
Izstrelitev InSighta
Raketa Atlas V s tovorom, sondo InSight, 5. maja 2018 na izstrelitveni ploščadi 3 v bazi Vandenberg (ZDA). Vidna je gosta megla. Izstrelitev bi opravili ne glede na gostoto in vidljivost. Foto: Nasa/Charles Babir
InSight
Tako si polno delujoč InSight na Marsu predstavlja Nasin umetnik. Naprava na Zemlji tehta le 360 kilogramov, na Marsu bo manj. Foto: ESA/Gaia/DPAC
Ob vstopu v ozračje bo kapsula potovala s hitrostjo več kot 22.000 kilometrov na uro. Trenje z ozračjem jo bo močno segrelo. Foto: Nasa

InSight je na neki način časovni stroj, ki bo v naš čas privlekel informacije izpred 4,5 milijarde let, ko se je Mars oblikoval.

Bruce Banerdt, vodja misije
Mars, kot ga je pred leti posnela indijska sonda Mangaljan. Foto: ISRO
InSight
Predstavitev sonde InSight še na tleh, nazornejša velikost naprave. Foto: NASA/Cory Huston
Mesta pristankov
Marsovid in označena mesta pristankov različnih misij. InSight bo 600 kilometrov stran od roverja Curiosity. Foto: NASA/JPL-Caltech
Elysium Planitia
Načrtovana zaplata pristanka znotraj področja Elysium Planitia. InSight ima po izračunih Nase 99-odstotno možnost, da bo končal nekje znotraj te 130 kilometrov dolge in 27 kilometrov široke elipse. Foto: NASA/JPL-Caltech
Seizmograf bo položen na tla s pomočjo robotske roke, čezenj bo poveznjena kupola. Foto: Nasa
Za energijo bosta skrbela panela sončnih celic, ki se bosta po pristanku raztegnila iz zloženega stanja. Foto: Lockheed Martin Space
Vandenberg
Vnašanje tovora na vrhnjo stopnjo rakete Atlas V. Foto: USAF 30th Space Wing/Leif Heimbold
Notranjost Marsa
Takšen naj bi bil Mars odznotraj. Znanstvenike zanima, kako je nastala takšna struktura; s katerimi procesi. Vsi planeti so namreč svojo pot pričeli kot relativno homogene gmote materiala in se nato zaradi pritiska, težnosti in drugih dejavnikov spremenili. Foto: JPL/NASA
Mars Cube One
Mars Cube One, miniaturna Nasina sonda, leti skozi vesolje (računalniška grafika). Dva takšna primerka bosta dejansko sledila InSightu na poti do Marsa. Foto: NASA/JPL-Caltech
Mars Cube One
Izdelava Mars Cube One. Foto: NASA/JPL-Caltech/Tyvak/Cal Poly SLO
Mars
Kljub redkosti atmosfere se še vedno najdejo vrtinci. Foto: Nasa
HL Tauri
Protoplanetarni disk je struktura, v kateri nastajajo protoplaneti, ti pa se nato iz dokaj homogene gmote razvijejo v različne notranje strukture. Na fotografiji je protoplanetarni disk okoli zvezde HL Tauri, ki je 450 svetlobnih let stran. Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

InSight je ob 13.05 po našem času poletel z izstrelitvenega kompleksa 3E v vojaški bazi Vandenberg v Kaliforniji, točno po načrtu. Uporabili so Atlas V (ULA), 57,2 metra veliko raketo, zmožno proizvesti 390 ton pritiska. Atlas V spada med zanesljive, od leta 2002 je opravil 77 poletov in le enkrat se je pojavila manjša napaka.
To je prva medplanetarna izstrelitev z zahodne obale ZDA v zgodovini. Čisto vse dozdajšnje so šle s Floride proti vzhodu.
Nasa je imela rezervni načrt. Če bi jo zagodlo vreme, tehnične težave ali nepridipravi v širšem varovanem območju, bi dogodek zamaknili ali prestavili. Na voljo je bilo 35 priložnosti, vsaka po dve uri, piše v sporočilu za javnost.
InSight je pristajalnik, neke vrste nadgrajena različica misije Phoenix iz leta 2008. Misija spada na seznam najzanimivejših letos.

Posnetek dogodka na dnu članka.

Prvih 17 sekund poleta je drvela navpično, nato pa se preusmerila proti jugozahodu, piše v opisu itinerarja. Zvočni zid je prebila po minuti in 18 sekundah, ko je prečila Kanalske otoke (tiste pri Kaliforniji, ne evropske). Vzpenjanje se je nadaljevalo nad Tihim oceanom. Po 3 minutah in 54 sekundah poleta, na nadmorski višini 106 kilometrov, je ugasnila prva stopnja Atlasa in odpadla. Deset sekund zatem se je prižgala druga stopnja Centaur in tovor ponesla naprej s 46 tonami potiska. Začasno orbito na višini 185 kilometrov je dosegla po 13 minutah in 16 sekundah poleta, ko je bila približno 1.900 kilometrov naprej od Galapaških otokov, in nadaljevala v smeri južnega pola. Tam je krožila do 66 minut, nakar je Kentaver znova prižgal svoj motor in se skupaj s tovorom podal proti Marsu.
InSight se bo od druge stopnje rakete naposled ločil 93 minut po izstrelitvi, predvidoma nad Aljasko.

Dolg razvoj in zamuda
Če bo seveda šlo vse po načrtu. Inženirji projekta bodo še posebej stiskali pesti, saj je za njimi ogromno, dolgotrajno delo, polno zapletov. Polni razvoj se je začel že leta 2012, naprava pa bi morala v Marsovo skorjo zavrtati že leta 2016, a je bila Nasa prisiljenja v prestavitev. Zdaj je 830 milijonov dolarjev vredna naprava na poti, če bo ta zatajila, potem bo šel v nič denar in delo.

"Priča sem bil že kopici izstrelitev, a nekaj čisto novega in drugačnega je, ko so v vrhu rakete leta in leta tvojega dela, čakajoč na polet iz atmosfere. Dan izstrelitve bo že sam po sebi razburljiv, obenem pa le prvi korak dogodivščine, ki nam bo razkrila, kako je Mars nastal, pa tudi drugi planeti," je dejal Bruce Banerdt, vodja misije, ki si je zanjo prizadeval kar 25 let.

Pol leta do sosednjega planeta
Potovanje do Marsa bo trajalo sedem mesecev, pri čemer bo InSight premagal 480 milijonov kilometrov. Pristanek je predviden za 26. novembra letos zvečer po našem času, in to ne glede na to, katero okno za izstrelitev bi uporabili. To bo tudi zanimiv dogodek, poln inženirskih in raziskovalnih presežkov. Priti do tal Marsa v enem kosu je nadvse zahtevno početje, čemur priča dejstvo, da je to v vsej zgodovini zares uspelo le enemu narodu - Američanom. Vsi drugi so poskusili in jim je spodletelo, edina izjema je sovjetska sonda Mars 3, ki pa je ugasnila skoraj takoj po pristanku. Nazadnje je predlani poskusila Esa s Schiaparellijem, ki je končal v kadečem se kraterju; razlog: napake v programski opremi in nesrečno sosledje dogodkov.

Minute groze in pristanek
Tudi Nasa je že imela nekaj spodletelih marsovskih poskusov, zato tudi leta 2018 ob vsem razvoju tehnologije še vedno velja znana krilatica: pristajanje na Marsu pomeni "sedem minut groze" za vse vpletene. Toliko časa namreč traja od vstopa v ozračje do dotika s tlemi. Vsaka podrobnost je predvidena in "v neskončnost" simulirana že daleč poprej, da bi izključili čim več mogočih napak. Največ neznank prinaša ozračje Marsa. To je tanko in redko, tlak tam znaša le odstotek Zemljinega pri morski gladini. Toda naprava, ki v atmosfero prileti s hitrostjo 22.500 kilometrov na uro, se brez ustreznih priprav v njej kaj hitro lahko raztrešči in zgori.

InSightova ekipa bo zato vseh šest mesecev potovanja zbirala podatke o ozračju in razmerah okoli predvidenega kraja pristanka, da bi zmanjšala negotovosti ter morebiti prilagodila načrt spusta. Ciljna lokacija je na severni polobli Marsa, imenuje se Elysium Planitia (ponazoritev v galeriji).

Načrt pristanka je za zdaj precej podoben prej omenjenemu Phoenixu: toplotni ščit bo opravil najtežje delo, ostalo padala. A z nekaj pomembnimi razlikami. InSight bo v ozračje vstopil hitreje in z večjo maso. Pristal bo na višji točki, torej bo imel manj manevrskega prostora na voljo za zaviranje. InSight je zato opasan z debelejšim toplotnim ščitom, ki bo nase prevzemal toploto zaradi trenja s plini, padala pa so močnejša. Odprla se bodo pri večji hitrosti kot Phoenixova. Za poslednje blaženje bodo poskrbeli protipotisniki in pristajalne noge, ki bodo ublažile udarec.

Bonus: ciljno mesto pogosto bičajo veliki peščeni viharji. To ravno ne koristi pri pristanku, zagosti pa jo utegne tudi pozneje, saj se bo InSight napajal prek dveh panelov sončnih celic. Vihar zmanjša dotok fotonov, prašni nanosi na celicah tudi.

Čim bolj pri miru
InSight je pristajalnik. Po Marsu se ne bo vozil, kot sta se roverja Opportunity in Curiosity, temveč bo stal pri miru. In to čim bolj. Njegov poglavitni namen je namreč seizmologija, zato bo moral biti čim bolj stabilen, da bi lahko zaznal potrese. Tako bo preučeval notranjost planeta. Nasini znanstveniki se nadejajo ne le novih spoznanj o Marsu, temveč da bodo meritve dale koščke sestavljanke za širšo sliko. Zanima jih nastanek vseh kamnitih planetov, vključno z Zemljo, pa tudi eksoplanetov.
"InSight je na neki način časovni stroj, ki bo v naš čas privlekel informacije izpred 4,5 milijarde let, ko se je Mars oblikoval," je povedal Banerdt. Zanima ga, kako se jedro, plašč in skorja razlikujeta od sestava Zemlje. Marsikaj je že znano. Medtem ko je Zemlja polna ognjenikov, znotraj zelo vroča in obdana z magnetnim poljem, ki izvira iz železnega jedra, je Mars precej bolj puščoben. Ognjeniki so lenobni (čeprav je Olympus Mons najvišja gora v Osončju), znotraj naj bi bil planet precej hladnejši, jedro je prenehalo igrati vlogo dinama ravno takrat, ko se je na Zemlji porajalo življenje. Medtem ko se površje Zemlje zaradi tektonike ves čas deformira in spreminja, naj bi se Marsovo praktično zamrznilo tri milijarde let nazaj, pravijo pri Nasi. Zakaj je nastala ta razlika?

Evropski prispevek
Odgovor bosta poskušala priskrbeti dva ključna instrumenta. Za začetek: visokoobčutljivi SEIS bo prvi (delujoč) seizmograf na Marsu. Izdelali so ga na francoskem inštitutu CNES. Postavljen je v vakuumsko komoro, ki ga bo do neke mere izolirala od drugih tresljajev, denimo vetra; pa še debelo toplotno izolacijo. Prav puščanje te komore je vzrok dvoletne zamude.
S seizmografi sta se v 70. letih ponašali dve sondi Viking, a ker sta bila instrumenta pritrjena na vrh naprave, sta bolj kot tresenje Marsa merila gibanje ohišja.
Pri SEIS-u napake ne bodo ponovili. Po pristanku bo instrument zagrabila robotska roka in ga položila na tla, stran od InSighta. Pravo zaplato na tleh bodo našli prek fotografij, da instrumenta slučajno ne položijo na kamen ali drugo neravnost. In to še ni vse: robotska roka bo na vrh postavila še eno kovinsko kupolo, podobno voku, je slišati v Nasinem podkastu. Znanstveniki pričakujejo, da bo v dveh letih zaznal okoli 50 potresov.
Še najbolj jih zanimajo tisti, ki prečijo celo kroglo. Potres na nasprotni strani Marsa namreč potuje skozi notranjost in se pri tem nekoliko spremeni glede na to, kakšne so vmesne plasti in iz katerih kamnin, elementov so sestavljene. Valovanje trdne snovi bi v tem primeru igralo podobno vlogo kot kratek prižig luči v ribniku, če se postavi približna analogija.
SEIS je visoko natančen seizmograf, nikakor pa ne najnatančnejši na svetu, kot se je večkrat poročalo. Spada pa med najnatančnejše prenosne instrumente te vrste.

Kako Mars odvaja toploto
Drugi instrument je termalna sonda, ki se bo s tolčenjem prebila pet metrov globoko, izdelal jo je nemški institut DLR. Na različnih globinah bo merila pretok toplote, kar bo pripomoglo k oceni, kako se toplota jedra odvaja navzven. Natančneje: instrument bo na vsakega 1,5 centimetra globine oddal nekaj toplote in nato meril, kako hitro se ta porazgubi, piše v Nasinem opisu. Tudi to napravo bo robotska roka položila na tla poleg sonde, ker pa bo na vrsti druga, bo začela delo šele prihodnje leto.
Zanimiv bo stranski učinek sočasnega delovanja obeh instrumentov. Medtem ko bo kladivo udarjalo in prodiralo, bo povzročalo valove tresljajev po tleh. Seizmograf bo tako videl, kakšna je sestava tal od 50 do 100 metrov navzdol.
Poleg tega je InSight svojevrstna vremenska postaja, saj bo nenehno meril še zračni tlak, temperaturo, veter ... Nasa bo podatke (relativno) sproti objavljala na spletni strani, tako da bo vedno na voljo tudi stanje vremena na sosednjem planetu, če to koga zanima.

Združeni podatki o tresljajih, notranji toploti in vrtenju planeta bodo povedali, kakšna je notranja struktura: velikost in značilnosti jedra, viskoznost plašča in debelina skorje. Iz tega je mogoče do neke mere zavrteti čas nazaj in dobiti omejen nabor scenarijev, ki pripeljejo do takšnega rezultata. Nekaj bo razkrilo tudi o razmerah na površju Marsa v prvih nekaj sto milijonih let. Zdajšnji modeli kažejo, da je bil Mars takrat verjetno za življenje prijazen in deloma prekrit z oceani.

InSight bo deloval najmanj eno marsovsko leto (dve zemeljski), a kot je že navada pri Nasi, v praksi najbrž precej več.

Nazadnje smo tak pristanek na Marsu spremljali leta 2012, ko je skozi takratnih "sedem minut groze" letela Radovednost.


Kako je nastalo Osončje in planeti

Kako pa je sploh nastalo naše širše domovanje, Sonce s planeti vred? Najširše sprejeti model pravi, da se je vse skupaj začelo v ogromnem oblaku plinov in finih prašnih delcev. Kraljeval je precej večjemu območju, kot je tisto, ki ga naše Osončje zajema danes. Raztezal naj bi se na več kot štirih milijonih astronomskih enot (en AU je enak povprečni razdalji med Zemljo in Soncem) ali 65 svetlobnih let. To je bila obsežna molekularna meglica. Na neki točki se je začela sesuvati vase, vdajati težnosti in zgoščevati v nekaj manjših, od 2.000 do 20.000 astronomskih enot obsegajočih jeder. Eno izmed njih je bil naš pradom, predsončna meglica.

Ko se je oblak manjšal in zgoščeval, se je začenjal material v njem vse hitreje vrteti okoli središča in se posledično segrevati. Težnost je večino snovi pognala v osredje predsončne meglice, kjer se je oblikovala gosta in vroča protozvezda. Ta se še ni "vžgala", proces zlivanja jeder ali fuzija se pred 4,56 milijarde let še ni začel. Za okoli 100 AU-jev v vsako smer od nje se je raztezal protoplanetarni disk vse preostale snovi, ki se je polagoma sploščil in zažarel. Še približno dodatnih 50 milijonov let je bilo treba, da se je osrednja protozvezda dovolj zgostila in sesedla, da je zaradi pritiska v notranjosti začela proces fuzije. Praosončje s protoplanetarnim diskom, v katerem so se polagoma začeli zgoščevati planeti, je bilo rojeno.

Ne pa še planeti. Ni jasno, kako so se rodili iz razprostrtega prahu in plinov. Ti so bili namreč preveč razdrobljeni in redki, da bi se lahko dovolj hitro združevali le s pomočjo gravitacije. Težnost je razmeroma šibka sila, pomembna postane šele na krajših razdaljah in pri dovolj zgoščenih kepah. Nekaj drugega je moralo prispevati k lepljenju od molekul do mikrometrskih prašnih delcev in naprej in naprej v vse večje kepe. Ena izmed hipotez pravi, da je nekaj pripomogel magnetizem. Pomembna dejavnika bi utegnila biti magnetit in železo v obliki drobnih opilkov, ustvarila bi lahko prvotne lepljenke, dovolj velike, da bi lahko štafeto prevzela gravitacija. Nekaj podobnega tem prvotnim kepam so že našli v obliki "kurje kože" na kometu 67P, ki ga je obiskala misija Rosetta. A ravno izsledki te obenem ne govorijo v korist hipoteze o magnetitu.
Material se je vsekakor lepil in lepil, vse dokler niso nastali protoplaneti, manjše različice današnjih planetov, in mnogo naj bi jih bilo. Med drugim naj bi Mesec nastal ravno kot posledica trčenja protozemlje in domnevnega protoplaneta Tea.

Prav na ta vprašanja bo poskušala odgovoriti misija InSight. Kako se je zgodba od razmetanega prahu razvila vse do 6.780 kilometrov široke krogle, poimenovane Mars.

Slepa potnika
Misija ima še dva "slepa potnika" pod imenom Mars Cube One. Gre za par pol metra velikih naprav, irelevantnih za misijo InSight. Razlog, da jih je Nasa posadila na raketo, je v tem, da tehnologija malih satelitov (CubeSat) še ni bila preizkušena globlje v vesolju, do zdaj le v orbiti Zemlje. Nasa hoče vedeti, kako se te male naprave obnašajo v uničujočem sevanju zunaj zaščite Zemljinega magnetnega polja in kako se obnašajo s pogonskim sistemom.

Napravi bosta do Marsa potovali ločeno od InSighta, za njim. Za morebitne popravke smeri bosta uporabili potisnike na mrzel plin. Ko bo InSight pristal, bosta poskušali dobiti njegov prvi signal s podatki o telemetriji in ga kanalizirati na Zemljo. Zatem se ne bosta utirili v orbito, temveč švignili mimo Marsa v (skoraj) večno potovanje po črnini.

Nič ne de, če bosta zatajili. Dve uri po pristanku bo namreč v doseg InSighta prišel marsovski satelit MRO in opravil, kar je treba. Informacije bo kot vedno prejemal zemeljski sistem DSN.
Posnetek dogodka:

Video 1: Nasina predstavitev predstavitev pristanka

Video 2: Hitri posnetek kopanja luknje v "Mars"

Video: Prenos naprave v bazo Vanderberg














InSight je na neki način časovni stroj, ki bo v naš čas privlekel informacije izpred 4,5 milijarde let, ko se je Mars oblikoval.

Bruce Banerdt, vodja misije