Aperçu

La mission d'exploration intérieure à l'aide d'investigations sismiques, de géodésie et de transport de chaleur ( InSight ) atterrisseur robotisé conçu pour étudier l'intérieur profond de la planète Mars . Il a été fabriqué par Lockheed Martin Space , a été géré par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, et deux de ses trois instruments scientifiques ont été construits par des agences européennes. La mission a été lancée le 5 mai 2018 à 11:05:01 UTC à bord d'un lanceur Atlas V -401 et a atterri avec succès à Elysium Planitia sur Mars le 26 novembre 2018 à 19:52:59 UTC. InSight a été actif sur Mars pendant 1440 sols (1480 jours ; 4 ans, 19 jours ).

Les objectifs d' InSight étaient de placer un sismomètre , appelé Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), à la surface de Mars pour mesurer l'activité sismique et fournir des modèles 3D précis de l'intérieur de la planète ; et de mesurer le transfert de chaleur interne à l'aide d'une sonde thermique appelée HP ³ pour étudier l'évolution géologique précoce de Mars. L'objectif était de fournir une nouvelle compréhension de la façon dont les planètes telluriques du système solaire - Mercure , Vénus , la Terre , Mars - et la Lune de la Terre se sont formées et ont évolué.

Le lancement de l'atterrisseur était initialement prévu pour mars 2016. Un problème d'instrument a retardé le lancement au-delà de la fenêtre de lancement de 2016. Les responsables de la NASA ont reprogrammé le lancement d'InSight à mai 2018 et pendant l'attente, l'instrument a été réparé. Cela a augmenté le coût total de 675 millions de dollars américains à 830 millions de dollars américains.

InSight a atterri avec succès sur Mars le 26 novembre 2018. En raison d'une poussière excessive sur ses panneaux solaires l'empêchant de se recharger, la NASA a mis InSight en mode basse consommation pour détecter les événements sismiques en juillet 2022 et a continué à surveiller l'atterrisseur pendant la période opérationnelle se terminant en décembre 2022. Le 20 décembre 2022, la NASA a annoncé que l'atterrisseur InSight avait perdu les communications avec la Terre le 15 décembre 2022, la fin de la mission étant déclarée le 21 décembre 2022.

InSight était initialement connu sous le nom de GEMS ( Geophysical Monitoring Station ), mais son nom a été changé début 2012 suite à une demande de la NASA. Sur 28 propositions de 2010, il était l'un des trois finalistes du programme Discovery recevant 3 millions de dollars en mai 2011 pour développer une étude conceptuelle détaillée. En août 2012, InSight a été sélectionné pour le développement et le lancement. Gérée par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA avec la participation de scientifiques de plusieurs pays, la mission a été plafonnée à 425 millions de dollars, sans compter le financement du lanceur.

En réutilisant le système d'atterrissage conçu pour l' atterrisseur Mars Phoenix , qui a atterri avec succès sur Mars en 2008, les coûts et les risques de la mission ont été réduits.

Lockheed Martin a commencé la construction de l'atterrisseur le 19 mai 2014, et les tests généraux ont débuté le 27 mai 2015.

Une fuite de vide persistante dans le sismomètre fourni par le CNES, connu sous le nom de Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), a conduit la NASA à reporter le lancement prévu en mars 2016 à mai 2018. Lorsque InSight a été retardé, le reste du vaisseau spatial a été renvoyé à l'usine de Lockheed Martin dans le Colorado pour y être stocké, et le lanceur Atlas V destiné à lancer le vaisseau spatial a été réaffecté à la mission WorldView-4

Le 9 mars 2016, les responsables de la NASA ont annoncé que le lancement d'InSight serait retardé jusqu'à la fenêtre de lancement de 2018, pour un coût estimé à 150 millions de dollars. Le lancement du vaisseau spatial a été reprogrammé pour le 5 mai 2018 et l'atterrissage sur Mars le 26 novembre 2018 à 20h00 UTC. Le plan de vol est resté inchangé, le lancement utilisant un lanceur Atlas V depuis la base spatiale de Vandenberg en Californie. Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA a été chargé de repenser et de construire une nouvelle enceinte à vide pour l'instrument SEIS, tandis que le CNES a procédé à l'intégration et aux tests de l'instrument.

Le 22 novembre 2017, InSight a terminé les tests sous vide thermique, également appelés tests TVAC, où le vaisseau spatial est placé dans des conditions spatiales simulées avec une pression réduite et diverses charges thermiques. Le 23 janvier 2018, après un long stockage, ses panneaux solaires ont été à nouveau déployés et testés, et une deuxième puce de silicium contenant 1,6 million de noms du public a été ajoutée à l'atterrisseur.

L'atterrisseur InSight, alimenté par des panneaux solaires et des batteries, s'appuie sur des rafales de vent périodiques appelées « événements de nettoyage » pour réduire l'accumulation de poussière sur les panneaux. Elysium Planitia, le site d'atterrissage d'InSight, a connu moins d'événements de nettoyage que nécessaire pour maintenir les opérations scientifiques alimentées. En février 2021, au début de l'hiver martien, les cellules solaires d'InSight produisaient 27 % de leur capacité en raison d'une épaisse couche de poussière sur les panneaux. À ce moment-là, la NASA a commencé le processus de mise en mode hibernation de l'atterrisseur, en arrêtant les instruments de collecte de données selon un calendrier visant à conserver suffisamment d'énergie pour maintenir l'électronique de l'atterrisseur au chaud pendant l'hiver martien. La NASA espérait que les conditions météorologiques s'amélioreraient et permettraient à InSight de stocker suffisamment d'énergie pour sortir de l'hibernation en juillet 2021. En mai 2021, une certaine capacité de production a été restaurée en utilisant le bras pour positionner le sable afin qu'il puisse souffler sur les panneaux solaires et les nettoyer.

En mai 2022, la NASA a déterminé qu'il y avait trop de poussière sur les panneaux pour poursuivre la mission. InSight ne produisait qu'un dixième de l'énergie solaire qu'il produisait à son arrivée. Ils ont mis l'atterrisseur en mode basse consommation en juillet 2022 pour continuer à surveiller les événements sismiques. La NASA a continué à surveiller InSight jusqu'à la fin de 2022, lorsque le vaisseau spatial a raté deux tentatives de communication consécutives.

Les deux sondes Viking transportaient des sismomètres montés sur leurs atterrisseurs et, en 1976, des vibrations ont été détectées lors de diverses opérations d'atterrissage et du vent. Cependant, le sismomètre de l'atterrisseur Viking 1 ne s'est pas déployé correctement et ne s'est pas déverrouillé ; le sismomètre verrouillé ne pouvait pas fonctionner.

Le sismomètre Viking 2 s'est déverrouillé ; il a fonctionné et a renvoyé des données vers la Terre. Un problème était de comptabiliser d'autres données. Au Sol 80, le sismomètre Viking 2 a détecté un événement. Aucune donnée de vent n'a été enregistrée en même temps, il n'a donc pas été possible de déterminer si les données indiquaient un événement sismique ou une rafale de vent. D'autres données manquantes auraient été utiles pour exclure d'autres sources de vibrations. Deux autres problèmes étaient l'emplacement de l'atterrisseur et le fait qu'un certain niveau de vent sur Mars a provoqué une perte de sensibilité du sismomètre Viking 2. Pour surmonter ces problèmes et d'autres, InSight avait de nombreux autres capteurs, était placé directement sur la surface et avait également un pare-brise.

Malgré les difficultés, les relevés du sismomètre Viking 2 ont permis d'estimer l' épaisseur de la croûte géologique martienne entre 14 et 18 km (8,7 et 11,2 mi) sur le site de l'atterrisseur Viking 2. Le sismomètre Viking 2 a détecté des vibrations des vents martiens, ce qui a complété les résultats météorologiques. Il y avait le candidat susmentionné pour un éventuel tremblement de terre martien , mais il n'était pas particulièrement définitif. Les données sur le vent se sont révélées utiles en elles-mêmes, et malgré les limites des données, aucun tremblement de terre martien de grande ampleur n'a été détecté.

Des sismomètres ont également été laissés sur la Lune, à partir d' Apollo 11 en 1969, ainsi que par les missions Apollo 12 , 14 , 15 et 16 , et ont fourni de nombreuses informations sur la sismologie lunaire , notamment la découverte de tremblements de lune . Le réseau sismique Apollo, qui a fonctionné jusqu'en 1977, a détecté au moins 28 tremblements de lune jusqu'à 5,5 sur l' échelle de Richter .

L’un des aspects de la mission InSight était de comparer les données sismiques de la Terre, de la Lune et de Mars.

L'étude sismique est au cœur de cette mission. La sismologie est la méthode que nous avons utilisée pour obtenir presque tout ce que nous savons, toutes les informations de base sur l'intérieur de la Terre, et nous l'avons également utilisée à l'époque d'Apollo pour comprendre et mesurer les propriétés de l'intérieur de la Lune. Nous voulons donc appliquer les mêmes techniques mais en utilisant les ondes générées par les tremblements de terre de Mars et les impacts de météorites pour sonder l'intérieur de Mars jusqu'à son noyau.

—  Gravity Assist : Mars et InSight avec Bruce Banerdt (3 mai 2018)

Le 4 mai 2022, un important séisme martien , estimé à une magnitude de 5, a été détecté par le sismomètre de l'atterrisseur InSight.

Le 25 octobre 2023, des scientifiques, aidés par les informations d'InSight, ont rapporté que la planète Mars possède un océan de magma radioactif sous sa croûte.

Des mesures radio Doppler ont été prises avec Viking et vingt ans plus tard avec Mars Pathfinder , et dans chaque cas, l' axe de rotation de Mars a été estimé. En combinant ces données, la taille du noyau a été limitée, car le changement de l'axe de rotation sur 20 ans a permis d' estimer un taux de précession et, à partir de là, le moment d'inertie de la planète . d' InSight de l'épaisseur de la croûte, de la viscosité du manteau, du rayon et de la densité du noyau et de l'activité sismique ont été prévues pour aboutir à une augmentation de trois à dix fois de la précision par rapport aux données précédentes.

La mission InSight a placé un seul atterrisseur stationnaire sur Mars pour étudier son intérieur profond et répondre à une question fondamentale de la science planétaire et du système solaire : comprendre les processus qui ont façonné les planètes rocheuses du système solaire interne (y compris la Terre) il y a plus de quatre milliards d'années.

L'objectif principal d' InSight était d'étudier les premiers processus évolutifs qui ont façonné Mars. En étudiant la taille, l'épaisseur, la densité et la structure globale du noyau , du manteau et de la croûte de Mars , ainsi que la vitesse à laquelle la chaleur s'échappe de l'intérieur de la planète, InSight donnera un aperçu des processus évolutifs de toutes les planètes rocheuses du système solaire interne. Les planètes rocheuses intérieures partagent une ascendance commune qui commence par l'accrétion . À mesure que le corps augmente de taille, son intérieur se réchauffe et évolue pour devenir une planète terrestre , contenant un noyau, un manteau et une croûte. Malgré cette ascendance commune, chacune des planètes terrestres est ensuite façonnée et moulée par le processus mal compris de différenciation . L'objectif de la mission InSight était d'améliorer la compréhension de ce processus et, par extension, de l'évolution terrestre, en mesurant les éléments constitutifs planétaires façonnés par cette différenciation : le noyau, le manteau et la croûte d'une planète terrestre.

La mission déterminera s'il y a une activité sismique , mesurera le taux de flux de chaleur de l'intérieur, estimera la taille du noyau de Mars et si le noyau est liquide ou solide. Ces données seraient les premières du genre pour Mars. On s'attend également à ce que les fréquentes explosions de météores (10 à 200 événements détectables par an pour InSight ) fournissent des signaux sismo-acoustiques supplémentaires pour sonder l'intérieur de Mars. L'objectif secondaire de la mission était de mener une étude approfondie de la géophysique , de l'activité tectonique et de l'effet des impacts de météorites sur Mars , ce qui pourrait fournir des connaissances sur ces processus sur Terre. Les mesures de l'épaisseur de la croûte, de la viscosité du manteau, du rayon et de la densité du noyau et de l'activité sismique devraient entraîner une augmentation de trois à dix fois de la précision par rapport aux données actuelles. C'est la première fois qu'un atterrisseur robotisé creuse aussi profondément dans la croûte martienne.

En ce qui concerne les processus fondamentaux qui façonnent la formation planétaire, on pense que Mars contient les archives historiques les plus approfondies et les plus précises, car elle est suffisamment grande pour avoir subi les premiers processus d'accrétion et de réchauffement interne qui ont façonné les planètes telluriques, mais elle est suffisamment petite pour avoir conservé des traces de ces processus. La phase scientifique devrait durer deux ans.

En mars 2021, la NASA a rapporté, sur la base des mesures de plus de 500 tremblements de terre effectués par l' atterrisseur InSight sur la planète Mars, que le noyau de Mars mesure entre 1 810 et 1 860 km (1 120 et 1 160 mi), soit environ la moitié de la taille du noyau de la Terre , et nettement plus petit que ce que l'on pensait auparavant, ce qui suggère un noyau d' éléments plus légers .

La mission développe une conception basée sur l' atterrisseur martien Phoenix Comme InSight est alimenté par des panneaux solaires , il a atterri près de l'équateur pour permettre une puissance maximale pour une durée de vie prévue de deux ans (1 année martienne ). La mission comprend deux microsatellites relais appelés Mars Cube One (MarCO) qui ont été lancés avec InSight mais qui volaient en formation avec InSight vers Mars.

Les trois principaux aspects du vaisseau spatial InSight sont l' étage de croisière , le système d'entrée, de descente et d'atterrissage et l' atterrisseur .

Masse

• Masse totale pendant la croisière : 694 kg (1 530 lb)
  • Atterrisseur : 358 kg (789 lb)
  • Aeroshell : 189 kg (417 lb) Diamètre Aeroshell (coque arrière et bouclier thermique) : 2,64 mètres (8,67 pieds)
  • Étape de croisière : 79 kg (174 lb)
  • Propulseur et pressurisant : 67 kg (148 lb)
• Les sondes relais volaient séparément mais elles pesaient 13,5 kg (30 lb) chacune (il y en avait 2)

• Masse de l'atterrisseur : 358 kg (789 lb) dont environ 50 kg de charge utile scientifique.
  • Poids de Mars (0,376 de celui de la Terre) : 1 320 N (300 lbf)
• Environ 6,0 m (19,7 pi) de large avec des panneaux solaires déployés.
• Le pont scientifique mesure environ 1,56 m (5,1 pi) de large et entre 0,83 et 1,08 m (2,7 et 3,5 pi) de haut (selon la compression des jambes après l'atterrissage).
• La longueur du bras robotique est de 1,8 m (5,9 pi)
• Inclinaison de l'atterrisseur lors de l'atterrissage sur Mars : 4°

L'énergie est générée par deux panneaux solaires ronds , chacun de 2,15 m de diamètre lorsqu'ils sont déployés, et constitués de cellules solaires à triple jonction SolAero ZTJ en InGaP / InGaAs / Ge disposées sur des matrices Orbital ATK UltraFlex. Après l'atterrissage sur la surface martienne, les matrices sont déployées en s'ouvrant comme un éventail pliable .

• Piles rechargeables
• Les panneaux solaires ont produit 4,6 kilowattheures au Sol 1

La charge utile de l'atterrisseur d' InSight avait une masse totale de 50 kg (110 lb), comprenant des instruments scientifiques et des systèmes de support tels que la suite de capteurs de charge utile auxiliaire, des caméras, le système de déploiement d'instruments et un rétroréflecteur laser .

InSight a réalisé trois expériences majeures en utilisant SEIS, HP ³ et RISE. SEIS est un sismomètre très sensible, mesurant les vibrations ; HP ³ implique une sonde fouisseuse pour mesurer les propriétés thermiques du sous-sol. RISE utilise l'équipement de communication radio de l'atterrisseur et de la Terre pour mesurer le mouvement global de la planète Mars qui pourrait révéler la taille et la densité de son noyau.

• L' expérience seismique pour la structure intérieure (SEIS) a mesuré les tremblements de terre et autres activités internes sur Mars, ainsi que la réponse aux impacts de météorites, pour mieux comprendre l'histoire et la structure de la planète. SEIS a été fourni par l'Agence spatiale française ( CNES ), avec la participation de l'Institut de physique du globe de Paris ( IPGP ), de l'École polytechnique fédérale de Suisse ( ETH ), de l'Institut Max Planck de recherche sur le système solaire ( MPS ), de l'Imperial College , de l'Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace ( ISAE ) et du JPL. Le sismomètre peut également détecter des sources telles que les ondes atmosphériques et les forces de marée de la lune de Mars Phobos . Une fuite dans SEIS en 2016 avait forcé un report de la mission de deux ans. L'instrument SEIS est soutenu par des outils météorologiques, notamment un magnétomètre vectoriel fourni par l'UCLA qui mesure les perturbations magnétiques, la température de l'air, la vitesse et la direction du vent, ainsi que des capteurs basés sur la station de surveillance environnementale espagnole/finlandaise Rover ; et un baromètre du JPL .
• Le Heat Flow and Physical Properties Package (HP ³ ), fourni par le Centre aérospatial allemand (DLR), comprenait un radiomètre et une sonde de flux thermique. La sonde, appelée « clou auto-marteleur » et surnommée « la taupe », a été conçue pour creuser 5 m (16 pieds) sous la surface martienne tout en traînant une attache, avec des capteurs de chaleur intégrés pour étudier les propriétés thermiques de l'intérieur de Mars, et ainsi révéler des informations uniques sur l'histoire géologique de la planète. Le mécanisme de martelage à l'intérieur de la taupe a été conçu par la société polonaise Astronika et le Centre de recherche spatiale de l' Académie polonaise des sciences sous contrat et en coopération avec le DLR. L'attache contient des capteurs de température précis tous les 10 cm (3,9 pouces) pour mesurer le profil de température du sous-sol.
• L' expérience de rotation et de structure intérieure (RISE) dirigée par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) était une expérience de radioscience qui utilise la radio à bande X de l'atterrisseur pour fournir des mesures précises de la rotation planétaire afin de mieux comprendre l'intérieur de Mars. Le suivi radio en bande X, capable d'une précision inférieure à 2 cm (0,79 po), s'appuie sur les données précédentes du programme Viking et de Mars Pathfinder . Les données précédentes ont permis d'estimer la taille du noyau , mais avec plus de données d' InSight , l' amplitude de nutation peut être déterminée. Une fois que la direction de l'axe de rotation, la précession et les amplitudes de nutation seront mieux comprises, il devrait être possible de calculer la taille et la densité du noyau et du manteau martiens . des exoplanètes rocheuses .
• Temperature and Winds for InSight (TWINS), fabriqué par le Centre espagnol d'astrobiologie , surveille la météo sur le site d'atterrissage.
• Le rétroréflecteur laser pour InSight (LaRRI) est un rétroréflecteur en forme de cube fourni par l' Agence spatiale italienne et monté sur le pont supérieur d' InSight . la télémétrie laser passive par les orbiteurs après le retrait de l'atterrisseur, et fonctionnera comme un nœud dans un réseau géophysique proposé sur Mars. Cet appareil a déjà volé sur l' atterrisseur Schiaparelli en tant qu'instrument pour les recherches sur les rétroréflecteurs laser d'atterrissage-roving (INRRI), et est un dôme en aluminium de 54 mm (2,1 pouces) de diamètre et de 25 g (0,9 oz) de masse comportant huit réflecteurs en silice fondue .
• L'IDA ( Instrument Deployment Arm ) est un bras robotique de 1,8 m (5,9 pieds) qui a déployé les instruments SEIS, le bouclier thermique et éolien et HP ^{3 à la surface de Mars.} Il s'agit d'un manipulateur motorisé à 4 degrés de liberté , construit à partir de tubes composites en fibre de carbone . Initialement prévu pour la mission annulée Mars Surveyor , l'IDA comprend une pelle, une pince à grappin actionnée par de la cire et la caméra IDC.
• La caméra de déploiement d'instruments (IDC) est une caméra couleur basée sur la conception de la caméra de navigation du Mars Exploration Rover et du Mars Science Laboratory . Elle est montée sur le bras de déploiement d'instruments et capture les instruments sur le pont de l'atterrisseur et fournit des vues stéréoscopiques du terrain entourant le site d'atterrissage. Elle dispose d'un champ de vision de 45° et utilise un détecteur CCD de 1024 × 1024 pixels . Le capteur IDC était à l'origine noir et blanc pour une meilleure résolution ; un programme a été mis en place pour effectuer des tests avec une Hazcam standard et, comme les délais de développement et les budgets ont été respectés, il a été remplacé par un capteur couleur.
• La caméra de contexte des instruments (ICC) est une caméra couleur basée sur la conception de la caméra Hazcam MER/MSL . Elle est montée sous le pont de l'atterrisseur et, avec son champ de vision panoramique grand angle de 120°, offre une vue complémentaire de la zone de déploiement des instruments. Comme l'IDC, elle utilise un détecteur CCD de 1024 × 1024 pixels.

Les deux cubesats relais 6U faisaient partie du programme global InSight et ont été lancés en même temps que l'atterrisseur, mais ils étaient attachés à l'étage supérieur Centaur (le deuxième étage d'InSight lors du lancement). Ils ont été éjectés de l'étage après le lancement et ont été acheminés vers Mars indépendamment de l'étage de croisière principal d'InSight avec l'atterrisseur.

Le JPL a également construit un modèle d'ingénierie à grande échelle, appelé ForeSight . Il a été utilisé pour mettre en pratique le déploiement des instruments, tester de nouvelles façons de déployer l'instrument HP ³ et tester des méthodes pour réduire le bruit du sismomètre.

La mission étant désormais terminée, le banc d'essai est en cours de démantèlement et ses pièces seront proposées à d'autres équipes, comme le Mars Sample Retrieval Lander (SRL) pour la campagne de retour d'échantillons de Mars au JPL, afin d'être réutilisées pour leurs propres besoins. Tout ce qui n'est pas nécessaire sera stocké. Pour l'instant, aucune tentative n'est prévue pour restaurer ForeSight ou l'envoyer dans un musée.

Le 28 février 2018, InSight a été expédié par avion cargo C-17 depuis le bâtiment Lockheed Martin Space à Denver jusqu'à la base aérienne de Vandenberg en Californie afin d'être intégré au lanceur. L'atterrisseur a été lancé le 5 mai 2018 et est arrivé sur Mars vers 19h54 UTC le 26 novembre 2018.

Le vaisseau spatial a été lancé le 5 mai 2018 à 11h05 UTC sur un lanceur Atlas V 401 (AV-078) depuis le complexe de lancement spatial 3-Est de la base aérienne de Vandenberg . mission interplanétaire américaine lancée depuis la Californie.

Le lancement a été géré par le programme de services de lancement de la NASA . InSight devait initialement être lancé le 4 mars 2016 sur un Atlas V 401 (coiffe de 4 mètres/zéro (0) propulseur à propergol solide /un seul (1) moteur Centaur ) depuis la base aérienne de Vandenberg en Californie, aux États-Unis, mais a été annulé en décembre 2015 en raison d'une fuite de vide sur l'instrument SEIS. La ​​fenêtre de lancement reprogrammée s'est déroulée du 5 mai au 8 juin 2018.

Les principaux composants du lanceur comprennent :

• Renforcement du tronc commun
• Ce lancement n'a pas utilisé de propulseurs à poudre supplémentaires
• Centaur avec CubeSats Relais
• InSight dans un carénage de charge utile

Le voyage vers Mars a duré 6,5 mois sur 484 millions de km (301 millions de miles) pour un atterrissage le 26 novembre. Après un atterrissage réussi, une phase de déploiement de trois mois a commencé dans le cadre de sa mission principale de deux ans (un peu plus d'une année martienne ).

Après son lancement depuis la Terre le 5 mai 2018, il a voyagé dans l'espace interplanétaire pendant 6,5 mois, parcourant 484 millions de km (301 millions de miles) pour atterrir le 26 novembre de la même année.

L'étage de croisière InSight a quitté la Terre à une vitesse de 10 000 kilomètres par heure (6 200 mph). Les sondes MarCo ont été éjectées du deuxième étage du propulseur Centaur et ont voyagé vers Mars indépendamment de l'étage de croisière InSight, mais elles ont toutes été lancées ensemble.

Au cours de la croisière vers Mars, l'étage de croisière InSight a effectué plusieurs ajustements de trajectoire, et le premier d'entre eux (TCM-1) a eu lieu le 22 mai 2018. L'étage de croisière qui transporte l'atterrisseur comprend des panneaux solaires, une antenne, des suiveurs d'étoiles, un capteur solaire et une unité de mesure inertielle parmi ses technologies. Les propulseurs se trouvent en fait sur l' atterrisseur InSight lui-même, mais il y a des découpes dans la coque pour que les fusées concernées puissent s'évacuer dans l'espace.

La dernière correction de trajectoire a eu lieu le 25 novembre 2018, la veille de son atterrissage. Quelques heures avant d'entrer en contact avec l'atmosphère martienne, l'étage de croisière a été largué, le 26 novembre 2018.

Le 26 novembre 2018, vers 19h53 UTC, les contrôleurs de mission ont reçu un signal via les satellites Mars Cube One (MarCO) indiquant que le vaisseau spatial avait atterri avec succès à Elysium Planitia . Après l'atterrissage, la mission a mis trois mois à déployer et à mettre en service les instruments de science géophysique. Elle a ensuite commencé sa mission d'observation de Mars, qui devait durer deux ans.

La masse du vaisseau spatial qui est entré dans l'atmosphère de Mars était de 1 340 lb (608 kg). L'atterrissage d'InSight s'est déroulé en trois étapes principales :

• Entrée : après s'être séparée de l'étage de croisière, l' aérocoque entre dans l'atmosphère et est soumise à l'air et à la poussière de l'atmosphère martienne.
• Descente en parachute : à une certaine vitesse et altitude, un parachute est déployé pour ralentir davantage l'atterrisseur.
• Descente de fusée : plus près du sol, le parachute est éjecté et l'atterrisseur utilise des moteurs-fusées pour ralentir l'atterrisseur avant l'atterrissage.

Séquence d'atterrissage :

• 25 novembre 2018, dernière correction de cap avant EDL.
• 26 novembre 2018, l'étage de croisière est largué avant d'entrer dans l'atmosphère.
• Quelques minutes plus tard, la coque contenant l'atterrisseur entre en contact avec la haute atmosphère martienne à 19 800 km/h.
  • À ce stade, il se trouve à 130 km au-dessus de Mars et, dans les minutes qui suivent, il atterrit, mais subit de nombreuses étapes.
• L'Aeroshell est chauffé à 1 500 °C (2 730 °F) pendant la descente.
• À 385 m/s (1 260 pi/s) et à environ 11 100 m (36 400 pi) au-dessus de la surface, le parachute est déployé.
• Quelques secondes plus tard, le bouclier thermique est largué de l'atterrisseur.
• Les jambes d'atterrissage sont étendues.
• Radar d'atterrissage activé.
• La coque arrière a été larguée à une vitesse d'environ 60 m/s (200 pi/s) et à 1 100 m (3 600 pi) d'altitude.
• Les fusées d'atterrissage sont activées.
• À environ 50 m (160 pi) du sol, le mode de vitesse constante est activé.
• Approche du sol à environ 5 mph (8,0 km/h).
• Atterrissage : chacune des trois jambes de l'atterrisseur est équipée d'un capteur pour détecter le contact avec le sol.
• Les fusées de descente sont éteintes à l'atterrissage.
• Début des opérations de surface.

La masse de l'atterrisseur est d'environ 358 kg (789 lb) mais sur Mars, qui a 0,376 fois la gravité de la Terre , il ne pèse que l'équivalent d'un objet de 135 kg (298 lb) sur Terre.

Le 26 novembre 2018, InSight a atterri avec succès à Elysium Planitia.

Quelques heures après l'atterrissage, la sonde 2001 Mars Odyssey de la NASA a transmis des signaux indiquant que les panneaux solaires d' InSight s'étaient déployés avec succès et généraient suffisamment d'énergie électrique pour recharger ses batteries quotidiennement. Odyssey a également transmis une paire d'images montrant le site d'atterrissage d' InSight . D'autres images ont été acquises en paires stéréo pour créer des images 3D, permettant à InSight de trouver les meilleurs emplacements à la surface pour placer la sonde thermique et le sismomètre. Au cours des semaines suivantes, InSight a vérifié les indicateurs de santé et surveillé les conditions météorologiques et de température sur le site d'atterrissage.

Les objectifs scientifiques d' InSight n'étant pas liés à une caractéristique particulière de la surface de Mars, les sites d'atterrissage potentiels ont été choisis en fonction de critères pratiques. Les sites candidats devaient être proches de l' équateur de Mars pour fournir suffisamment de lumière solaire aux panneaux solaires toute l'année, avoir une faible altitude pour permettre un freinage atmosphérique suffisant pendant l'EDL , être plats et relativement exempts de rochers pour réduire la probabilité de complications pendant l'atterrissage, et avoir un terrain suffisamment meuble pour permettre à la sonde de flux thermique de bien pénétrer dans le sol.

La zone optimale qui répond à toutes ces exigences est Elysium Planitia , c'est pourquoi les 22 sites d'atterrissage potentiels initiaux étaient situés dans cette zone. Les deux seules autres zones situées sur l'équateur et à basse altitude, Isidis Planitia et Valles Marineris , sont trop rocheuses. De plus, Valles Marineris a une pente trop raide pour permettre un atterrissage en toute sécurité.

En septembre 2013, les 22 sites d'atterrissage potentiels initiaux ont été réduits à quatre, et le Mars Reconnaissance Orbiter a ensuite été utilisé pour obtenir plus d'informations sur chacun des quatre sites potentiels avant qu'une décision finale ne soit prise. Chaque site consiste en une ellipse d'atterrissage qui mesure environ 130 par 27 km (81 par 17 mi).

En mars 2017, les scientifiques du Jet Propulsion Laboratory ont annoncé que le site d'atterrissage avait été sélectionné. Il est situé dans l'ouest d'Elysium Planitia à 4°30′N 135°54′E / 4.5°N 135.9°E / 4.5; 135.9 (site d'atterrissage d'InSight) . Le site d'atterrissage se trouve à environ 600 km (370 mi) au nord de l'endroit où le rover Curiosity opère dans le cratère Gale .

Le 26 novembre 2018, le vaisseau spatial a atterri avec succès sur son site d'atterrissage, et début décembre 2018, l'atterrisseur InSight et les composants EDL ont été photographiés depuis l'espace à la surface de Mars. Les images ont fourni la position précise de l'atterrisseur : 4°30′09″N 135°37′24″E / 4.5024°N 135.6234°E / 4.5024; 135.6234 .

Le 26 novembre 2018, la NASA a annoncé que l' atterrisseur InSight avait atterri avec succès sur Mars. La suite météorologique ( TWINS ) et le magnétomètre étaient opérationnels et la mission a pris environ trois mois pour déployer et mettre en service les instruments de science géophysique. Après l'atterrissage, la poussière a pu se déposer pendant quelques heures, pendant lesquelles les moteurs du panneau solaire ont été réchauffés, puis les panneaux solaires ont été déployés. L'atterrisseur a ensuite signalé l'état de ses systèmes, acquis quelques images et s'est mis en mode veille pour sa première nuit sur Mars. Lors de son premier sol sur Mars, il a établi un nouveau record d'énergie solaire de 4,6 kilowattheures générés pour une seule journée martienne (appelée « sol » ). Cette quantité est suffisante pour soutenir les opérations et déployer les capteurs.

Le 7 décembre 2018, InSight a enregistré les sons des vents martiens avec SEIS, qui est capable d'enregistrer des vibrations à portée d'audition humaine, bien que plutôt faibles (c'est-à-dire des sons de type caisson de basse), et ceux-ci ont été renvoyés sur Terre. C'était la première fois que le son du vent martien était entendu après deux tentatives précédentes.

Le 19 décembre 2018, l'instrument SEIS a été déployé sur la surface de Mars à côté de l'atterrisseur par son bras robotique, et il a été mis en service le 4 février 2019. Une fois le sismomètre pleinement opérationnel, l'instrument de sonde thermique a été déployé le 12 février 2019.

En avril 2019, la NASA a signalé que l' atterrisseur Mars InSight avait détecté son premier tremblement de terre .

En septembre 2019, des chercheurs ont signalé qu'InSight avait découvert des impulsions magnétiques et des oscillations magnétiques inexpliquées .

Le 24 février 2020, un résumé des études menées au cours de l'année écoulée par InSight a été présenté, indiquant que la planète Mars connaît des tremblements de terre actifs, des tourbillons de poussière et des impulsions magnétiques.

En février 2020, selon de nouvelles données recueillies par l'atterrisseur InSight de la NASA, il a été découvert que le champ magnétique martien sur le site d'atterrissage est environ 10 fois plus fort qu'on ne le pensait auparavant et fluctue rapidement.

Début 2021, l'équipe d'InSight a annoncé qu'elle tenterait de détecter l'arrivée de la mission Mars 2020 à l'aide des sismomètres d'InSight. La modélisation préalable à l'atterrissage des signaux de la séquence d'entrée, de descente et d'atterrissage de Mars 2020 a suggéré que la source la plus probable de tout signal potentiel serait l'impact des dispositifs d'équilibrage de masse de croisière du vaisseau spatial avec la surface martienne, à des vitesses d'environ 4 000 m/s. Peu de temps après l'atterrissage réussi du rover Perseverance , la NASA a annoncé que son atterrissage n'avait pas été détecté par InSight. Cela a permis de démontrer que Mars a une efficacité sismique inférieure à 3 %.

Le 12 avril 2021, il a été signalé qu'Insight était entré en hibernation d'urgence parce que ses panneaux solaires étaient remplis de poussière martienne .

Le 14 avril, l'atterrisseur a commencé à transmettre des images après son réveil de l'hibernation.

Le 3 mai 2021, InSight a utilisé son bras robotisé pour faire couler du sable à côté d'un panneau solaire. L'équipe d'InSight voulait laisser le sable s'envoler et toucher les panneaux solaires, y collant des particules de poussière, avant de quitter le panneau solaire. Le ruissellement de sable a entraîné une augmentation de puissance de 30 wattheures par sol.

En juillet 2021, trois articles étudiant la structure intérieure de Mars ont été publiés. Les données du sismomètre confirment que le centre de Mars est en fusion. La croûte de Mars est plus fine que prévu et pourrait avoir deux ou trois sous-couches.

En janvier 2022, InSight est passé en mode sans échec en raison d'une tempête de poussière régionale dans la région, qui a entraîné une réduction de l'ensoleillement. Pendant cette période, toutes les fonctions, sauf les fonctions essentielles, ont été suspendues. Il a quitté le mode sans échec le 19 janvier 2022 et a repris ses opérations normales, mais tous les instruments scientifiques ont été éteints entre-temps.

En mai 2022, Insight avait enregistré 1 313 tremblements de terre.

Le sismomètre (SEIS), l'expérience radio (RISE) et les instruments météorologiques (TWINS) continuent de fonctionner alors que la mission de l'atterrisseur sur la surface de Mars a été prolongée de deux ans, jusqu'à fin décembre 2022. La raison pour laquelle la mission a été retirée était due à une production d'énergie insuffisante sur les panneaux solaires, en raison de l'accumulation de poussière.

En août 2024, un réservoir d'eau liquide a été découvert sur Mars, au plus profond de la croûte rocheuse extérieure de la planète. Les résultats proviennent d'une nouvelle analyse des données d'un sismomètre, qui a enregistré quatre années de vibrations - les tremblements de terre de Mars - au plus profond de la planète rouge.

Le 28 février 2019, la sonde Heat Flow and Physical Properties Package ( mole ) a commencé à creuser la surface de Mars. La sonde et sa taupe creusatrice étaient censées atteindre une profondeur maximale de 5 m (16 pieds), mais elle n'a parcouru qu'environ 0,35 m (1,1 pied), soit les trois quarts de la sortie de sa structure d'accueil. Après de nombreuses tentatives, l'effort a été abandonné pour échec en janvier 2021.

En octobre 2019, les chercheurs du JPL ont conclu que le sol de Mars ne fournissait pas la friction nécessaire au forage, ce qui faisait que la taupe rebondissait et formait un large trou autour d'elle plutôt que de creuser plus profondément. Ils ont tenté une manœuvre appelée « pinning » dans laquelle ils ont appuyé le côté de la pelle contre l'emplacement de la taupe pour épingler le côté de la paroi du trou et augmenter la friction. Le pinning a d'abord réussi, mais la taupe est ensuite sortie de son trou après quelques semaines, ce qui suggère que le sol s'accumule sous la taupe.

En février 2020, l’équipe a réévalué les risques liés au fait de pousser la pelle directement contre le capuchon arrière de la taupe et a déterminé que la procédure était acceptable.

En juin 2020, l'équipe a signalé que la taupe était enfin sous terre et qu'elle était en cours d'évaluation pour déterminer si elle était capable de creuser comme prévu. Le 9 juillet 2020, il a été révélé que des images prises le 20 juin 2020 montraient la taupe rebondir à nouveau, indiquant qu'elle n'avait pas suffisamment de friction pour creuser plus profondément. Une solution suggérée consistait à remplir partiellement le trou avec de la terre pour augmenter la friction.

En août 2020, l'équipe d'exploitation avait fait quelques progrès en utilisant la pelle pour aider la taupe à creuser plus profondément dans son trou, en appuyant contre le dos. La pelle a été utilisée pour combler le trou de la taupe partiellement submergée, l'enterrant complètement pour la première fois. L'équipe espérait que la taupe pourrait désormais creuser plus profondément dans la surface par elle-même, peut-être avec l'aide supplémentaire de la pelle.

Le 14 janvier 2021, la partie sonde thermique de la mission a été déclarée terminée, après que l'équipe scientifique a déterminé que les propriétés du sol sur le lieu d'atterrissage étaient incompatibles avec ce pour quoi l'instrument avait été conçu. L'équipe a essayé de nombreuses solutions différentes pendant près de deux ans pour amener la taupe à creuser dans le sol, mais au final, les tentatives n'ont pas réussi. La friction entre le sol et la sonde n'a pas été suffisante pour que la taupe s'enfonce dans le sol. Une autre série de tentatives pour enfoncer la sonde plus profondément a eu lieu le 9 janvier 2021. Après l'échec de ces tentatives, il a été décidé de laisser la sonde telle quelle et de mettre fin aux tentatives de creuser plus profondément.

Malgré toutes les mesures d'assistance, la taupe s'est complètement enfouie sous terre. Son sommet se trouve à 2 ou 3 centimètres sous la surface martienne. Pour pouvoir produire les mesures scientifiques souhaitées, la taupe a dû creuser à au moins 3 mètres de profondeur. La taupe n'a donc pas pu produire les résultats scientifiques escomptés.

Cependant, les opérations de la taupe ont produit des résultats utiles et intéressants sur le sol du site d'InSight, sur la conduite d'excavations ou de forages sur Mars et sur le fonctionnement du bras robotique de l'atterrisseur grâce aux efforts de sauvetage de la taupe qui ont utilisé le bras de manières qui n'étaient pas prévues avant la mission.

Les engins spatiaux Mars Cube One (MarCO) sont une paire de CubeSats 6U qui se sont associés à la mission InSight pour tester la navigation et l'endurance du CubeSat dans l'espace lointain, et pour aider à relayer les communications en temps réel (avec un délai de huit minutes à la vitesse de la lumière) pendant la phase d'entrée, de descente et d'atterrissage (EDL) de la sonde. Les deux CubeSats 6U, nommés MarCO A et B, sont identiques. Ils ont été lancés avec InSight , mais se sont séparés peu après avoir atteint l'espace, et ils ont volé en paire pour la redondance tout en flanquant l'atterrisseur. Ils ne sont pas entrés en orbite, mais ont survolé Mars pendant la phase EDL de la mission et ont relayé la télémétrie d' InSight en temps réel. Le succès du vaisseau spatial MarCO a prouvé la viabilité de la plate-forme cubesat pour les missions dans l'espace lointain et a contribué à servir de démonstration technique pour d'éventuelles futures missions de nature similaire. Le 5 février 2019, la NASA a signalé que les CubeSats étaient devenus silencieux et qu'il était peu probable qu'on en entende parler à nouveau.

• Masse : 13,5 kg (30 lb) chacun.
• Dimensions : 30 cm × 20 cm × 10 cm (11,8 po × 7,9 po × 3,9 po) chacune
• Chacune est dotée d'une antenne à gain élevé à réseau réfléchissant
• Radio miniaturisée fonctionnant en UHF (réception uniquement) et en bande X (réception et émission).
• Ils portent une caméra grand angle miniature.
• Propulseurs à gaz froid pour les réglages d'attitude.
• Dispositif de suivi des étoiles pour la navigation.

L' équipe scientifique et technique d'InSight comprend des scientifiques et des ingénieurs issus de nombreuses disciplines, de nombreux pays et de nombreuses organisations. L'équipe scientifique affectée à InSight comprend des scientifiques d'institutions situées aux États-Unis, en France, en Allemagne, en Autriche, en Belgique, au Canada, au Japon, en Suisse, en Espagne, en Pologne et au Royaume-Uni.

Le scientifique du projet Mars Exploration Rover, W. Bruce Banerdt, est le chercheur principal de la mission InSight et le scientifique principal de l'instrument SEIS. Suzanne Smrekar , dont les recherches portent sur l'évolution thermique des planètes et qui a effectué des tests et des développements approfondis sur des instruments conçus pour mesurer les propriétés thermiques et le flux de chaleur sur d'autres planètes, est le responsable de l'instrument HP ³ d' InSight . Le chercheur principal de RISE est William Folkner du JPL. Le PI de l'instrument SEIS est Philippe Lognonné de l'IPGP, et le PI de l'instrument HP3 est Tilman Spohn de l'Institut de recherche planétaire du DLR. L' équipe de la mission InSight comprend également le chef de projet Tom Hoffman et le chef de projet adjoint Henry Stone.

Les principaux organismes et institutions contributeurs sont :

Dans le cadre de ses efforts de sensibilisation du public, la NASA a organisé un programme permettant aux membres du public de faire envoyer leurs noms sur Mars à bord d'InSight . En raison du retard de son lancement, deux séries d'inscriptions ont été menées, totalisant 2,4 millions de noms : 826 923 noms ont été enregistrés en 2015 et 1,6 million de noms supplémentaires ont été ajoutés en 2017. Un faisceau d'électrons a été utilisé pour graver des lettres de seulement 1 ⁄ 1000 de la largeur d'un cheveu humain (1 μm ) de silicium de 8 mm (0,3 po) . La première puce a été installée sur l'atterrisseur en novembre 2015 et la seconde le 23 janvier 2018.

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  Atterrisseur InSight chargé sur un Boeing C-17 Globemaster III (décembre 2015)
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  Cible de la zone d'atterrissage d'InSight avec d'autres zones d'atterrissage de la NASA
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  Vue globale de Mars. InSight a atterri à Elysium Plantia. Le rover Curiosity se trouve dans le cratère Gale.
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  Séquence d'entrée, de descente et d'atterrissage pour InSight
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  L'acteur Brad Pitt visite le « bac à sable » de test InSight (septembre 2019).
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  "Rolling Stones Rock"
  un résultat du débarquement
  (novembre 2018)

Beagle 2

Curiosité

Espace profond 2

Aperçu

Mars 2

Mars 3

6 mars

Atterrisseur polaire sur Mars ↓

Opportunité

Persévérance

Phénix

Rosalind Franklin

Machine à impulsions Schiaparelli

Voyageur

Esprit

Zhurong

Viking 1

Viking 2