Contexte

Les planètes rocheuses comme la Terre, Vénus ou Mars se forment par un processus très lent que l'on appelle accrétion gravitationnelle, à partir des corps rocheux. Avec l'accroissement de la taille du corps, son intérieur se réchauffe et fond. Lorsqu'ensuite il refroidit et recristallise, il évolue vers ce que nous connaissons maintenant comme étant une planète tellurique, composée d'un noyau, d'un manteau et d'une croûte. Bien que toutes les planètes telluriques aient des structures similaires et que leurs compositions générales soient grossièrement les mêmes que les matériaux météoritiques à partir desquels elles se sont formées, elles ne sont en aucune manière uniformes. Chaque planète tellurique atteint sa formation et sa structure actuelle à travers un processus de différentiation, qui est mal connu.

L'objectif scientifique principal de cette mission est de mieux comprendre l'évolution des planètes telluriques à travers l'étude de la structure interne de Mars.

L'objectif scientifique principal d'InSight est de découvrir comment les corps rocheux se forment et évoluent pour devenir des planètes en étudiant la taille, l'épaisseur, la densité et la structure globale du noyau, du manteau et de la croûte de la planète rouge, ainsi que du taux de dissipation de la chaleur depuis l'intérieur de la planète.

Le but d'InSight est de résoudre le mystère de la différentiation dans la formation planétaire - et de combler les lacunes de connaissance entre les étapes suivantes : l'accrétion,  la formation finale du noyau, du manteau et de la croûte d'une planète tellurique.

Un autre objectif consiste en l'étude approfondie de l'activité tectonique et de l'impact de météorites sur Mars. Cette analyse permet de fournir des indices sur des phénomènes équivalents ayant lieu sur la Terre.

Pour répondre à ses objectifs scientifiques, InSight doit clarifier le processus de formation et différentiation en menant les investigations suivantes :

• déterminer la taille, la composition et l'état physique (solide/liquide) du noyau martien,
• déterminer l'épaisseur et la structure de la croûte,
• déterminer la composition et la structure du manteau,
• déterminer l'état thermique de la partie interne de Mars,
• mesurer le taux et la distribution géographique de l'activité sismique interne de Mars,
• mesurer le taux d'impact de météorites sur la surface martienne.

Déroulé du projet

La mission InSight bénéficie de l'héritage de la mission Phoenix de la NASA pour son atterrisseur sur Mars. Cet atterrisseur descend plus profondément sous la surface que toutes les autres missions - pour investiguer la structure et la composition de la planète ainsi que son activité tectonique et ses rapprochements avec les autres planètes telluriques, y compris la Terre.

Dates clés pour la mission InSight :

• Lancement : 5 mai 2018
• Atterrissage : 26 novembre 2018
• Opérations de surface : 720 jours / 700 sols (mission étendue à 1400 sols)
• Premiers retours scientifiques : 2019
• Déploiement des instruments : 60 sols (marge de 20 sols incluse)
• Volume de données pour 1 année martienne : plus de 29 Go (données sismiques traitées postées sur le Web en 2 semaines ; reste des données scientifiques en moins de 3 mois, pas de période propriétaire)
• Fin de la mission : décembre 2022 (fin des opérations)

Organisation

Les institutions ayant majoritairement participé à la mission InSight, en collaboration avec le CNES, sont les suivantes :

• National Aeronautics and Space Administration (NASA)
• German Aerospace Center (DLR)
• Italian Space Agency (ASI)
• Jet Propulsion Laboratory (NASA/JPL)
• Lockheed Martin
• Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP)
• Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (ETHZ)
• Max Planck Institute for Solar System Research (MPS)
• Imperial College London
• Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace (ISAE-SUPAERO)
• University of Oxford
• Centro de Astrobiología (CAB)
• Space Research Centre of Polish Academy of Sciences (CBK)

Les participations selon les instruments sont les suivantes :

• Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) : 

Cet instrument est dédié à la mesure de séismes martiens.
Son développement a été supervisé par le CNES avec la participation de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), le Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (ETHZ), le Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), l’Imperial College, l’Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE), et le Jet Propulsion Laboratory (JPL).

• Heat Flow and Physical Properties Package (HP³) :

Cet instrument est dédié à la mesure de la température souterraine. Son développement a été assuré par Space Research Centre de la Polish Academy of Sciences, l’entreprise polonaise Astronika en coopération avec l’Agence Spatiale Allemande, le DLR.

• Rotation and Interior Structure Experiment (RISE) :

Cet instrument fonctionne dans le domaine des micro-ondes pour effectuer des mesures précises de la rotation de la planète. La maîtrise d’œuvre a été assurée par le JPL.

• Auxiliary Payload Sensor Suite (APSS) :

Station météorologique composée d’un magnétomètre, d’un capteur de vent, d’une sonde de température et de pression.

• Temperature and Winds for InSight (TWINS) :

L’instrument, intégré à la station météo APSS, est dédié aux mesures de vent et a été développé par le Centro de Astrobiología (CAB).

• Laser RetroReflector for InSight (LaRRI) :

Il s’agit d’un ensemble de coins de cubes destinés au repérage laser de l’atterrisseur depuis l’orbite une fois mis à la retraite. Son développement a été assuré par l’Agence Spatiale Italienne (ASI).

• Instrument Deployment Arm (IDA) :

Il s’agit du bras robotique qui a déployé l’instrument SEIS sur le sol martien, il a été développé par le JPL et MDA US Systems, LLC.

• Instrument Deployment Camera (IDC) :

C’est une caméra montée sur le bras IDA servant à visualiser le déploiement de SEIS et à acquérir des vues stéréoscopiques de l’environnement autour de l’atterrisseur. Elle a été développée par le JPL, et dérivée des caméras des rovers Spirit, Opportunity et Curiosity.

• Instrument Context Camera (ICC) :

Cette autre  caméra, placée sous l’atterrisseur, a été utilisée de façon complémentaire à l’IDC pour visualiser le déploiement des instruments. Elle a été également développée par le JPL, et dérivée des caméras des rovers Spirit, Opportunity et Curiosity.