InSightは、火星への着陸を目指しています。 宇宙船は実証済みの方法でアプローチと着陸を行いますが、NASAが以前にこのスタントを引っ張っていたとしても、InSightが安全に到着するためには、進入、降下、着陸（EDL）の間に多くのことを正確に行う必要があります赤い惑星の表面。
11月26日月曜日の東部標準時午後2時47分に、InSight着陸機は火星の大気の最上部、地表から約125キロメートル（70マイル）に当たり、毎秒5.5キロメートル（12, 000 mph）で移動します。 航空機のアブレーティブシリカの熱シールドは、摂氏1, 500度を超え、鋼を溶かすのに十分な温度まで上昇します。 大気圏突入から約3分半後、宇宙船は依然として超音速で地上に向かって急降下します。 パラシュートが可能な限り減速するために展開し、熱シールドが投棄され、宇宙船はレーダーで地面を探し始めます。 大気に衝突してから約6分後、着陸機はバックシェルから分離し（約180 mphの速度で移動中）、レトロロケットを発射して残りの帰り道に持ち帰り、約1分後に着陸します。
エンジニアが「テロの7分間」の間に制御画面を監視し、遠方の船をリアルタイムで操縦できない場合、すべてがうまくいけば、InSightは感謝祭の翌月曜日にエリジウムプラニシアで休息し、地震学の研究を開始する準備をします。火星の内部熱。 NASAは、過去にそのような着陸が成功したという事実を安心させることができますが、数百万マイル離れた航空機を着陸させようとすると、あらゆる不測の事態に備えることは不可能です。
（惑星協会のエミリー・ラクダワラ） 火星の着陸が近づくたびに、宇宙ファンは統計情報を一目で得ます。 Curiosityが着陸する前に、「すべての火星ミッションの半分以上が失敗しました。」ヨーロッパのExoMarsの打ち上げ前に、「より多くのミッションが失敗しました。28のフロップが19の成功に比べて」。ExoMarsオービターが成功した後、その着陸船は（少なくとも、完全ではありません）：「火星に打ち上げられた約12のロボット着陸機とローバーミッションのうち、成功したのは7つだけです。」
統計は劇的ですが、彼らが話す話は少し時代遅れです。 20世紀の後半には壮大な失敗がありました。火星96、火星観測者、火星気候オービター、火星極地着陸船の損失はまだ続いています。 しかし、ロシアは火星で完全な成功を収めたことはありませんが、NASA、欧州宇宙機関（ESA）、およびインド宇宙研究機関（ISRO）は、Y2K以来、火星での軌道挿入をほぼすべて行っています。 中国、インド、日本には火星に関連する2番目のミッションがあり、アラブ首長国連邦はいくつかの民間企業の野望は言うまでもなく、最初のミッションを計画しています。
火星の軌道挿入は21世紀に比較的日常的になりましたが、火星の着陸は今まで試みられた最も困難な深宇宙ミッションの一部です。 ESAの2つの成功したオービターには、着陸後に聞こえなかった小さな着陸機が含まれていましたが、ExoMarsのスキアパレリ着陸機はほぼ全面にデータを返しました。
3つのことから、火星の着陸は月面着陸、または地球着陸よりもはるかに難しくなります。 第一に、月とは異なり、火星は地上にいる人間が着陸試行中にループに入るには遠すぎます。 信号が火星から地球に到達し、戻るまでにかかる時間は9分以上であり、通常ははるかに長いため、宇宙船が大気の頂点に達したという信号を聞いて応答できるようになるまでに、いずれにせよ、最終結果はすでに発生しています。
2番目の問題は、火星の大気です。 両方とも多すぎます。 地球では、宇宙飛行士とサンプルカプセルが宇宙から戻ったときに、宇宙船を熱シールドの後ろに保護し、大気圏突入の摩擦を利用して極超音速機を亜音速に減速させることができます。 炎の部分が終わったら、パラシュートを飛び出すだけで、速度をさらに下げて、陸地または水面での穏やかな（少なくとも生き残り可能な）タッチダウンにドリフトすることができます。
火星の大気は、熱シールドを必要とする激しい進入を生成するのに十分厚いが、パラシュートだけでは宇宙船の進入を安全な着陸速度まで遅らせるには薄すぎる。 好奇心が2012年に火星の大気の頂点に達したとき、毎秒5.8キロメートル（13, 000 mph）で移動していました。 熱シールドができることをすべて実行した後、宇宙船は依然として毎秒400メートル（895 mph）で地面に向かって急降下していました。 Curiosityのパラシュートは速度を落とすことができ、実際に遅らせましたが、1秒あたり80メートル（179 mph）しかありません。 その速度で地面を打つことは、たとえロボットであっても存続できません。
月のような空気のない世界では、熱シールドは必要なく、パラシュートは役に立たない。 しかし、恐れないでください。1960年代以来、月面着陸の技術がありました。ロケットをいくつか下に向けて、船の速度を打ち消します。
ただし、火星では雰囲気が少し面倒です。 移動する空気を追加要素として、予測不可能な風が下降する宇宙船に同様に予測不可能な水平速度を追加する可能性があります。 このため、火星の着陸地域には低い地域勾配が必要です。 強い水平風と高い勾配は、着陸者を予想よりもはるかに遠く、または近くに置く可能性があり、どちらの状況も災害を引き起こす可能性があります。
火星の表面に着陸しようとしているNASAのInSight着陸船のイラスト。 （NASA / JPL-Caltech） そのため、火星着陸船には、熱シールド、超音波で展開可能なパラシュート、レトロロケットの3つの技術が必要です。 1970年代半ばの火星へのバイキングミッションは、準軌道ロケットでパラシュートをテスト発射して、音速よりも速く破砕せずに膨張できることを確認することによって準備されました。 それ以降のすべての成功した火星着陸（それらはすべてNASAのもの）は、バイキングの遺産を持つパラシュートに依存しています。 最近、NASAは、バイキングプローブよりも重い宇宙船を着陸させることができる減速技術を開発するための新しい取り組みに取り組みました。最初は成功しなかったが、壊滅的な寸断されたパラシュートをもたらしました。 （最近のテストの方がうまく機能しています。）
このすべてを念頭に置いて、最近失敗した火星着陸船の何が悪かったのかを知っていますか？ そのうちの2つ、Mars Polar LanderとBeagle 2については、推測することしかできません。 宇宙船には、下降したときにリアルタイムのテレメトリデータを送信する機能がありませんでした。 火星のポーラーランダーの失敗は、NASAに重要な教訓を与えました。失敗から何かを学ぶには、失敗するまで可能な限り多くのデータを収集する必要があります。 1999年の終わりに火星の着陸機が地表に衝突して以来、ESAのビーグル2を除くすべての火星着陸機は、故障した場合に将来の分析のために生の無線信号を記録したオービターにデータを送信しました。
最近、火星には多くのオービターがいるので、私たちはそれよりもっとうまくやることができます。 災害の場合に備えて、着陸機からの無線信号のすべての最後のビットを聞いて記録するオービターが常に1人います。 そして通常、信号を聞くだけでなく、それをデコードし、光の遅い移動が許す限り速く地球に情報を中継する二次オービターがあります。 この「ベントパイプ」データ伝送により、火星への着陸試行のアドレナリンが混入したリアルタイムの画像が得られました。
NASAの7つの着陸成功地点すべてとエリシウムプラニシアの平らな地域のInSightの着陸地点を示す火星の地図。 （NASA） InSightが着陸すると、火星偵察オービターに落ちて、試行が失敗した場合に将来の解剖のためにテレメトリーを記録します。 しかし、着陸のリアルタイムデータを取得するために、InSightは2人の宇宙飛行仲間を連れてきました。MarCOCubeSatsは、それぞれ約3フィートの長さです。 Mars Cube One宇宙船は、史上初の惑星間CubeSatです。 クラフトが成功すれば、世界はInSightの着陸に関するリアルタイムのレポートを受け取り、小さな宇宙ロボットが火星への将来の、より小さく、より安価な旅行への道を開くでしょう。
しかし今のところ、すべての目はInSightにあります。 NASAは火星に7回着陸できました。月が出る前に、宇宙機関は8回にしようとしています。
エミリー・ラクダワラは、The Planetary Societyの惑星伝道者であり、協会の季刊誌であるThe Planetary Reportの編集者です。 彼女の新しい本は 、好奇心のデザインとエンジニアリング：火星ローバーの仕事の仕方です。
好奇心の設計とエンジニアリング：火星探査機の仕事のやり方
この本は、これまでに別の惑星に送られた最も複雑な機械である好奇心について説明しています。 2頭の脳、17台のカメラ、6つの車輪、原子力、頭にレーザー光線を搭載した1トンのロボットです。 誰もそのシステムと機器のすべてがどのように機能するかを理解していません。 Curiosityミッションへのこの重要な参照は、ロケット駆動のジェットパックから放射性同位体の熱電発電機、非常に複雑なサンプル処理システムまで、ローバーのすべてのシステムの背後にあるエンジニアリングを説明しています。
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