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回転・内部構造実験（RISE ）は、火星探査機インサイトに搭載された電波科学実験装置で、探査機の通信システムを用いて火星の自転と揺れを精密に測定します。RISEは探査機の位置を正確に追跡し、火星が太陽の周りを公転する際に自転軸がどれだけ揺れるかを測定します。これらの観測結果は、火星の核の半径に関する新たな制約条件を与え、火星の核が主に液体で構成されているかどうか、また鉄以外のどのような元素が存在する可能性があるかを判断するのに役立ちます。この研究はまた、火星の磁場が地球の磁場に比べて非常に弱い理由を科学者が理解するのにも役立ちます。
RISEの主任研究員はJPLのウィリアム・フォークナーで、彼は1997年に地球とNASAの火星探査機マーズ・パスファインダー間の無線リンクを使用して火星の核の調査を主導した。RISEは探査機と地球間の無線接続を使用して、火星の自転軸の摂動を10センチメートル以内の精度で評価する。[ 2 ] [ 3 ]これらの測定により、火星の核の大きさや組成に関する情報が得られる。[ 3 ] [ 4 ]
無線科学機器は、火星探査ローバーミッションで使用されたものとほぼ同じで、[ 5 ]着陸船デッキに中利得ホーンアンテナ(MGA)が 2 つ、着陸船内部にX バンド無線トランスポンダ(8 GHz) と送信機が搭載されており、電子機器は宇宙の過酷な環境から保護されています。[ 3 ] [ 5 ]着陸船は他のすべての科学データをUHFで中継軌道船に送信しますが、軌道船を介した中継に問題が生じた場合は、X バンドを使用して地球と直接通信できます。[ 5 ]
原理的には、インサイトが火星に着陸した後、着陸機は地球から送られた信号を反射し、宇宙空間における正確な位置と速度を明らかにします。[ 1 ]この実験では、火星とその上の着陸機が太陽の周りを移動する際に生じる信号の変化、いわゆるドップラー効果を測定します。科学者はこの情報を使って、火星の軌道上での揺れの大きさを理解することができ、これは火星の鉄を豊富に含む核の性質と関係しています。 [ 3 ]核が液体である惑星は、核が固体である惑星に比べて、自転時に大きく揺れます。[ 2 ] [ 1 ]
RISEの感度は非常に高く、夏に昇華して極で凝結する二酸化炭素（CO2）氷の季節的な再分布によって引き起こされる回転の変化も検出できます。これは火星の自転速度にわずかな変化をもたらし、それが火星の1日の長さの変化につながります。[ 3 ] [ 5 ]
RISE実験の目標は、自転軸の歳差運動と章動を推定することによって、火星の核の大きさと密度を推定することです。歳差運動と章動の推定は、 InSight着陸機と地球上の追跡ステーション（ディープスペースネットワークとして知られる）の相対速度の測定に基づいています。[ 5 ]
この摂動は、回転するコマの揺れに似ており、2 つの時間スケールで発生します。歳差運動と呼ばれる長い揺れは約 165,000 年かかり、鉄に富む核の質量と直径に直接関係しています。[ 2 ]章動と呼ばれる短い周期の揺れは、1 年未満の時間スケールで発生し、非常に小さいです。これらは核の密度によって決まるため、核が主に液体か固体かを判断するのに役立ちます。[ 2 ] [ 4 ]この研究は、火星の磁場が地球の磁場に比べて非常に弱い理由を科学者が理解するのにも役立ちます。
