Mars -rymdrobotfamiljen hade ett nytt tillskott på måndagen, 26 november efter att NASA:s InSight-uppdrag gjorde en dramatisk entré i den röda planetens atmosfär och fastnade en bild-perfekt landning på en platt slätt nära ekvatorn.

Efter att ha kryssat genom interplanetärt utrymme i nästan sju månader och över 300 miljoner miles (483 miljoner kilometer) inuti dess skyddande aeroshell, 850 miljoner dollar robotuppdrag gick in i den knasiga övre atmosfären som en snabb kula. Den skyddades av värmeskölden, som sköt i höjden till temperaturer på nästan 3, 000 grader Fahrenheit (1, 649 grader Celsius) - uppvärmd av den extrema friktionen mellan atmosfäriska gaser och invaderande rymdfarkoster.

Mysigt inuti sitt skyddande skal, landaren förberedd för nästa steg av sin nedstigning till Mars:utplacering av sin hypervelocity -fallskärm, som bromsade roboten innan explosiva bultar störde det förbrukade värmeskyddet. Sedan, snabbt, landaren släppte loss sitt aeroshell och tappade - i fritt fall i några sekunder - innan dess retrorockets sköt, med sin inbyggda radar som styr landaren till marken i en fotgängartempo på bara 8 km / h.

Klockan 11:52:59 PST (14:52:59 p.m. EST), InSights tre ben planterade sig i den dammiga ytan av Elysium Planitia - dess nya "evigt hem" nära Mars -ekvatorn och norr om NASA:s Mars Rover Curiosity, som för närvarande utforskar Gale Crater.

"Vi träffade Mars -atmosfären vid 12, 300 miles i timmen, och hela sekvensen för att röra på ytan tog bara sex och en halv minut, "sa Tom Hoffman, InSight projektledare på Jet Propulsion Laboratory, under en presskonferens efter landningen. "Under den korta tiden InSight var tvungen att självständigt utföra dussintals operationer och göra dem felfritt, och enligt alla indikationer är det precis vad vårt rymdfarkoster gjorde. "

Även om landaren genomförde den eldiga återinträdet av sig själv, den fick lite hjälp av två små cubesats som flög i takt med uppdraget under sin kryssningsfas.

För att kommunicera med jorden, Mars -ytuppdrag använder kretsande satelliter (som NASA:s Mars Odyssey -orbiter) för att vidarebefordra data över interplanetära rymden. Men vid InSights landning, inga orbiters flög över huvudet för att vidarebefordra den värdefulla dataströmningen från uppdragets inträde, nedstigning och landning (EDL). Förutse detta problem, ett par kuber, kallad Mars Cube One (eller MarCO-A och MarCO-B), lanserades med InSight för att övervaka landaren när den kom in i Mars -atmosfären för att stråla EDL -telemetradata tillbaka till jorden i nära realtid.

Även om MarCO cubesats inte var avgörande för uppdragets överlevnad, de gav NASA ovärderliga observationer av InSights EDL - samtidigt som de begränsade den plågsamma väntan på nyheter om en lyckad landning. De kunde också ta bilder under sin tid i rymden, den sista var från nästan 5, 000 miles (8, 000 kilometer) från Mars precis när InSight närmade sig Mars -atmosfären.

"MarCO är en teknikdemonstration och som en sekundär nyttolast på uppdraget, vårt primära mål är att inte skada den primära nyttolasten, "sa Brian Clement, MarCO -ingenjör på JPL. "Att fungera som kommunikationsrelä under EDL är ett bevis på detta koncept." Nu när detta koncept har bevisats, Clement tillade att framtida robotuppdrag kan inspireras att använda cubesats på detta sätt.

Går djupare under jorden

InSight är det åttonde uppdraget att framgångsrikt landa på Mars, men det är inte så intresserat att studera planetens yta eller atmosfär; den stationära landaren är utformad för att se djupt under jorden för att förstå vad dess inre är gjord av och hur planeten utvecklats till att vara kall, det är torrt idag. Genom att studera Mars utveckling, vi kan också lära oss lite om hur jorden blev till - vår planet lever med tektonisk aktivitet som ständigt raderar bevis på vår planets förflutna, medan Mars inte har tektonik och därför är mer villig att ge upp sina hemligheter.

Nyckeln till InSights uppdrag är tre primära experiment. Under de kommande veckorna, uppdragskontrollanter kommer att skicka kommandon till landaren för att använda sin robotarm för att ta två instrument från dess övre däck - det seismiska experimentet för inre struktur, eller SEIS, experiment och paket med värmeflöde och fysiska egenskaper, eller HP3, experimentera. En gång i handen, SEIS och HP3 kommer att sänkas ned på ytan precis framför landaren.

Seismometern kommer att försöka upptäcka extremt svaga seismiska vågor som färdas genom planetens inre. Utlöst av "marsquakes" och meteoritpåverkan, dessa vågor kan användas för att avslöja kompositionsförändringar när de studsar inuti Mars. Aldrig tidigare har vi skymtat Mars underjordiska, men nu har vi ett uppdrag som kommer att ta ett 3-D "ultraljud" av dess inre, avslöjar några av Mars djupaste hemligheter, sa uppdragsforskare.

Värmeflödessonden kommer långsamt att borra sig under jorden till ett djup av upp till 16 fot (5 meter). Väl under ytan, sonden (lämpligt smeknamnet "molen") kommer att mäta hur mycket värme som sprids genom skorpan från planetens mantel. Alla planeter släpper långsamt ut värme sedan de bildades, och värmemängden är direkt relaterad till vad planeten är gjord av. Ett mysterium kring Mars inre fokuserar på den typ av asteroider som ackumulerades för över 4 miljarder år sedan för att bilda massan på planeten vi ser idag. Enligt Suzanne Smrekar, InSights biträdande huvudutredare, HP3 -sonden kommer att fylla ett viktigt gap i vår förståelse av hur Mars utvecklades.

"Vi har alla dessa modeller om planets termiska utveckling, men vi har väldigt lite sätt att validera dem, "förklarade hon." Det är superviktigt för att förstå allt som händer med ytan och vad som händer med Mars inre nu. "

Genom att mäta värmeflödet på den här platsen, argumenterade Smrekar, planetforskare kan extrapolera det numret för resten av planeten, äntligen avslöjar planetens primitiva byggstenar.

Till sist, med lite hjälp från InSights inbyggda X-band-radio, missionsforskare kommer också att kunna mäta Mars "wobble" - en mätning som kompletterar de vetenskapliga undersökningarna av SEIS och HP3. De planerar att skicka radiosignaler från det jordbaserade Deep Space Network (DSN), som används för att kommunicera med våra robotuppdrag i hela solsystemet, och sedan mäta Doppler-skiftet för den returnerade radiosignalen under InSights tvååriga primära uppdrag. Denna signal kan sedan användas för att mäta hur snabbt landaren rör sig, i förhållande till jorden, och kommer därför att avslöja hur mycket hela planeten vinglar om sin axel. Mängden planetariskt wobble avser storleken och sammansättningen av Mars -kärnan, ännu en bit av Mars -pusslet som vi ännu inte känner till.

InSight kan vara en orörlig landare (i motsats till dess svängande sexhjuliga kusin Curiosity), men det påverkar inte omfattningen av den vetenskap som uppdraget hoppas uppnå. En snygg studie som kan använda landarens unika datainsamlingsmetoder fokuserar på ett atmosfäriskt fenomen som är mycket vanligt på den röda planeten:dammdjävlar. Fast vanligtvis ganska liten på jorden, Marsdammsduvor är kung, ibland stiger mil högt in i atmosfären - och de kan orsaka ganska mullrande.

"Flera personer i vårt vetenskapsteam har gjort en massa studier om dammdjävlar i Mojaveöknen, "sa Bruce Banerdt, InSights huvudutredare på JPL. Med hjälp av ett system av seismometrar, vindsensorer och trycksensorer, laget gav sig ut för att se vilken typ av signal InSight kan mäta om en Mars -dammdjävla skulle svepa genom landarens landningsplats.

"Vi kan faktiskt se trycket sjunka, det är som en mini-orkan, trycket i mitten av en damm djävul är mycket lågt jämfört med omgivande tryck, "Banerdt noterade." Så, när det går, även om det inte går rätt över landaren, vi kan se en trycksignatur, och det trycket drar något upp marken och seismometern kan upptäcka den lilla lutningen på marken när djävulen går förbi. "

Med den informationen i handen, Banerdt är övertygad om att de inte bara kommer att kunna upptäcka dessa dammdjävlar när de virvlar över InSight, de kommer också att kunna tyda sin storlek och färdriktning, samtidigt som man lär sig om jordens elasticitet under seismometern.

Nu när InSight har landat på Mars och till och med returnerat sina första bilder av "parkeringsplatsen", missionsforskare ser fram emot Mars -mysterierna som de hoppas att deras uppdrag kommer att belysa. Och, vem vet, vi kanske lär oss lite om ursprunget till vår egen planet längs vägen.

Kan du gissa vad InSight står för? Inredning med seismiska undersökningar, geodesi och värmetransport. Japp, låt oss hålla oss till InSight kort.