Från och med nästa år, forskare kommer att få sin första titt djupt under Mars yta.

Det är då NASA kommer att skicka den första robotlandaren dedikerad till att utforska planetens underyta. Insikt, som står för Interior Exploration using Seismic Investigations, kommer att studera marsbävningar för att lära sig mer om marsskorpan, mantel och kärna.

Att göra det kan hjälpa till att svara på en stor fråga:hur föds planeter?

Seismologi, studiet av skalv, har redan avslöjat några av svaren här på jorden, sa Bruce Banerdt, Insights huvudutredare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien. Men jorden har gjort sitt geologiska rekord i miljarder år, döljer sin äldsta historia. Mars, halva jordens storlek, körs mycket mindre:det är en fossil planet, bevara historien om dess tidiga födelse.

"Under bildandet, denna boll av särpräglad sten omvandlas till en mångfaldig och fascinerande planet, nästan som larv för en fjäril, " sa Banerdt. "Vi vill använda seismologi för att lära oss varför Mars bildades som den gjorde, och hur planeter tar form i allmänhet."

En planetarisk CT-skanning

När stenar spricker eller skiftar, de avger seismiska vågor som studsar över en planet. Dessa vågor, mer känd som skalv, färdas med olika hastigheter beroende på vilket geologiskt material de färdas genom.

Seismometrar, som InSights SEIS-instrument, mäta storleken, frekvens och hastighet för dessa skalv, erbjuda forskare en ögonblicksbild av materialet de passerar igenom.

"En seismometer är som en kamera som tar en bild av en planets inre, ", sa Banerdt. "Det är lite som att ta en datortomografi av en planet."

Mars geologiska rekord inkluderar lättare stenar och mineraler - som reste sig från planetens inre för att bilda Marsskorpan - och tyngre stenar och mineraler som sjönk för att bilda Mars mantel och kärna. Genom att lära sig om skiktningen av dessa material, forskare kan förklara varför vissa steniga planeter förvandlas till en "jord" snarare än en "Mars" eller "Venus" - en faktor som är avgörande för att förstå var liv kan dyka upp i universum.

En luddig bild

Varje gång ett skalv inträffar på Mars, det kommer att ge InSight en "snapshot" av planetens inre. InSight-teamet uppskattar att rymdfarkosten kommer att se mellan ett par dussin till flera hundra skalv under uppdragets gång. Små meteoriter, som regelbundet passerar genom den tunna Marsatmosfären, kommer också att fungera som seismiska "snapshots".

"Det kommer att bli en suddig bild först, men ju fler skalv vi ser, desto skarpare blir det, sa Banerdt.

En utmaning kommer att vara att få en fullständig titt på Mars med endast en plats. Den mesta seismologin på jorden tar mätningar från flera stationer. InSight kommer att ha planetens enda seismometer, kräver att forskare analyserar data på kreativa sätt.

"Vi måste bli smarta, ", sa Banerdt. "Vi kan mäta hur olika vågor från samma jordbävning studsar av saker och träffar stationen vid olika tidpunkter."

Moonquakes och Marsquakes

InSight kommer inte att vara det första NASA-uppdraget att göra seismologi.

Apollo-uppdragen inkluderade fyra seismometrar för månen. Astronauter exploderade murbruk för att skapa vibrationer, erbjuder en titt cirka 328 fot (100 meter) under ytan. De kraschade de övre stadierna av raketer in i månen, producerar vågor som gjorde det möjligt för dem att undersöka dess skorpa. De upptäckte också tusentals äkta månbävningar och meteoritnedslag.

Vikingalandarna försökte utföra seismologi på Mars i slutet av 1970-talet. Men de där seismometrarna var placerade ovanpå landarna, som vajade i vinden på ben utrustade med stötdämpare.

"Det var ett handikappexperiment, " sa Banerdt. "Jag skämtar om att vi inte gjorde seismologi på Mars - vi gjorde det tre fot över Mars."

InSight kommer att mäta mer än seismologi. Dopplerskiftet från en radiosignal på landaren kan avslöja om planetens kärna fortfarande är smält; en självgrävande sond är utformad för att mäta värme från insidan. Vind, tryck- och temperatursensorer gör det möjligt för forskare att subtrahera vibrationsljud som orsakas av väder. Att kombinera alla dessa data kommer att ge oss den mest kompletta bilden av Mars hittills.