Denna konstnärs koncept avbildar NASA:s InSight-landare efter att den har placerat ut sina instrument på Mars-ytan. Kredit:NASA/JPL-Caltech
Du behöver inga hjul för att utforska Mars.
Efter landning i november, NASA:s rymdfarkost InSight kommer att sprida sina solpaneler, vika ut en robotarm ... och stanna kvar. Till skillnad från rymdorganisationens rovers, InSight är en lander designad för att studera en hel planet från bara en plats.
Denna stillasittande vetenskap tillåter InSight att upptäcka geofysiska signaler djupt under Mars yta, inklusive marsquakes och värme. Forskare kommer också att kunna spåra radiosignaler från den stationära rymdfarkosten, som varierar baserat på wobblingen i Mars rotation. Att förstå denna vingling kan hjälpa till att lösa mysteriet om planetens kärna är solid.
Här är fem saker att veta om hur InSight bedriver sin vetenskap.
1. InSight kan mäta skalv var som helst på planeten
Skalv på jorden upptäcks vanligtvis med hjälp av nätverk av seismometrar. InSight har bara en – kallad SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) – så dess forskarteam kommer att använda några kreativa mätningar för att analysera seismiska vågor när de uppstår var som helst på planeten.
SEIS kommer att mäta seismiska vågor från marsbävningar och meteoritslag när de rör sig genom Mars. Hastigheten på dessa vågor ändras beroende på materialet de färdas genom, hjälpa forskare att härleda vad planetens inre består av.
Seismiska vågor kommer i ett överraskande antal smaker. Vissa vibrerar över en planets yta, medan andra rikoschetterar från mitten. De rör sig också i olika hastigheter. Seismologer kan använda varje typ som ett verktyg för att triangulera var och när en seismisk händelse har inträffat.
Detta betyder att InSight kunde ha landat var som helst på Mars och, utan att röra sig, samlat samma slags vetenskap.
2. InSights Seismometer behöver lugn och ro
Seismometrar är känsliga av naturen. De måste isoleras från "brus" för att kunna mäta seismiska vågor exakt.
SEIS är tillräckligt känsligt för att upptäcka vibrationer som är mindre än en väteatoms bredd. Det kommer att vara den första seismometern som någonsin satts på Mars yta, där det kommer att vara tusentals gånger mer exakt än seismometrar som satt ovanpå vikingalandarna.
För att dra fördel av denna utsökta känslighet, ingenjörer har gett SEIS ett skal:en vind- och termisk sköld som InSights arm kommer att placera över seismometern. Denna skyddande kupol trycker ner när vinden blåser över den; en mylar- och ringbrynjekjol hindrar vinden från att blåsa in. Det ger också SEIS en mysig plats att gömma sig från Mars intensiva temperatursvängningar, vilket kan skapa små förändringar i instrumentets fjädrar och elektronik.
3. InSight har en självhamrande spik
Har du någonsin försökt slå en spik? Då vet du att det är viktigt att hålla det stadigt. InSight bär en spik som också måste hållas stadig.
Detta unika instrument, kallas HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package), håller en spik fäst vid en lång tjuder. En mekanism inuti spiken kommer att hamra den upp till 16 fot (5 meter) under jorden, dra ut tjudet, som är inbäddad med värmesensorer.
På det djupet, den kan upptäcka värme instängd inuti Mars sedan planeten först bildades. Den värmen formade ytan med vulkaner, bergskedjor och dalar. Det kan till och med ha bestämt var floder rann tidigt i Mars historia.
4. InSight kan landa på en säker plats
Eftersom InSight behöver stillhet – och eftersom det kan samla in seismisk och värmedata från var som helst på planeten – kan rymdfarkosten landa på den säkraste platsen som möjligt.
InSights team valde en plats på Mars ekvator som heter Elysium Planitia – en lika platt och tråkig plats som någon annan på Mars. Det gör landningen lite lättare, eftersom det finns mindre att krascha in i, färre stenar att landa på och mycket solljus för att driva rymdfarkosten. Det faktum att InSight inte använder mycket ström och bör ha mycket solljus vid Mars ekvator betyder att det kan ge massor av data för forskare att studera.
5. InSight kan mäta Mars wobble
InSight har två X-bandsantenner på sitt däck som utgör ett tredje instrument, kallas RISE (Rotation and Interior Structure Experiment). Radiosignaler från RISE kommer att mätas över månader, kanske till och med år, att studera den lilla "vobblingen" i planetens rotation. Den vinklingen är ett tecken på om Mars kärna är flytande eller fast – en egenskap som också kan kasta ljus över planetens tunna magnetfält.
Att samla in detaljerade data om denna wobble har inte hänt sedan Mars Pathfinders tre månader långa uppdrag 1997 (även om Opportunity-rovern gjorde några mätningar 2011 medan den låg stilla, väntar ut vintern). Varje gång en stationär rymdfarkost skickar radiosignaler från Mars, det kan hjälpa forskare att förbättra sina mätningar.