InSight styrer mod Mars

NASAs InSight-lander har foretaget sin første kurskorrektion mod Mars.

Indsigt, forkortelse for Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesi og varmetransport, er den første mission dedikeret til at udforske det dybe indre af Mars.

Landeren er i øjeblikket indkapslet i en beskyttende aeroskal, som blev opsendt oven på en Atlas V 401 raket den 5. maj fra Vandenberg Air Force Base i det centrale Californien. I går, rumfartøjet affyrede sine thrustere for første gang for at ændre sin flyvevej. Denne aktivitet, kaldet en banekorrektionsmanøvre, vil ske højst seks gange for at guide landeren til Mars.

Hver opsendelse starter med en raket. Det er nødvendigt for at få et rumfartøj ud forbi Jordens tyngdekraft - men raketter fuldender ikke rejsen til andre planeter. Inden lanceringen, hvert stykke hardware på vej til Mars er renset, begrænse antallet af jordmikrober, der kan rejse på rumfartøjet. Imidlertid, raketten og dens øverste trin, kaldet en kentaur, ikke få den samme særbehandling.

Som resultat, Mars-opsendelser involverer at sigte raketten lige uden for målet, så den flyver ud i rummet. Separat, rumfartøjet udfører en række banekorrektionsmanøvrer, der leder det til den røde planet. Dette sikrer, at kun det rene rumfartøj lander på planeten, mens det øverste trin ikke kommer tæt på.

Præcise beregninger kræves for at InSight kan nå frem til det helt rigtige sted i Mars' atmosfære på præcis det rigtige tidspunkt, hvilket resulterede i en landing den 26. november. Hvert skridt på vejen, et hold af navigatører estimerer rumfartøjets position og hastighed. Derefter designer de manøvrer for at levere det til et indgangspunkt på Mars. Det navigationshold er baseret på NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, som leder InSight-missionen.

"Denne første manøvre er den største, vi vil udføre, " sagde Fernando Abilleira fra JPL, InSights stedfortrædende Mission Design og Navigation Manager. "Thrusterne vil skyde i omkring 40 sekunder for at give rumfartøjet en hastighedsændring på 3,8 meter per sekund [8,5 mph].

Især i begyndelsen af ​​det krydstogt, navigatører er afhængige af NASAs Deep Space Network (DSN) til at spore rumfartøjet. DSN er et system af antenner placeret på tre steder rundt om på jorden. Når planeten roterer, hver af disse steder kommer inden for rækkevidde af NASAs rumfartøjer, pinge dem med radiosignaler for at spore deres positioner. Antennerne sender og modtager også data på denne måde.

DSN kan give meget nøjagtige målinger om rumfartøjets position og hastighed. Men at forudsige, hvor InSight vil være, efter at den affyrer sine thrustere, kræver masser af modellering, sagde Abilleira. Efterhånden som krydstogtet til Mars skrider frem, navigatører har flere oplysninger om de kræfter, der virker på et rumfartøj. Det lader dem forfine deres modeller yderligere. Kombineret med DSN-sporingsmålinger, disse modeller giver dem mulighed for præcist at køre rumfartøjet til det ønskede indgangspunkt.

"Navigation handler om statistik, sandsynlighed og usikkerhed, " sagde Abilleira. "Når vi indsamler flere oplysninger om de kræfter, der virker på rumfartøjet, vi kan bedre forudsige, hvordan den bevæger sig, og hvordan fremtidige manøvrer vil påvirke dens vej."

Gårsdagens 40 sekunders forbrænding er afhængig af fire ud af otte thrustere på rumfartøjet. En separat gruppe på fire affyres autonomt på daglig basis for at holde rumfartøjets solpaneler trænet på Solen og dets antenner pegende mod Jorden. Selvom det er nødvendigt for at bevare orienteringen, disse små, daglige fyringer introducerer også fejl, som navigatører skal tage højde for og modsvare.

"Alle har arbejdet hårdt siden lanceringen for at vurdere, hvad disse små styrker har gjort ved banen, " sagde Allen Halsell fra JPL, InSights navigationsteamchef. "Folk har arbejdet mange timer for at se på det. For ingeniører, det er et meget interessant problem, og sjovt at prøve at finde ud af."

Når rumfartøjet er blot et par timer fra Mars, planetens tyngdekraft, eller gravitationsbrønd, vil begynde at rulle rumfartøjet ind. På det tidspunkt, InSights team vil forberede sig til den næste milepæl efter krydstogt:ind i Mars atmosfære, falder ned til overfladen og holder InSights landing fast.