Instrument SESAME



SESAME - Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment

(Experiment zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften durch elektrische und akustische Messungen)

SESAME ist eines von zehn Experimenten an Bord der Landesonde Philae, die als Teil der ESA-Mission Rosetta (Start: 2. März 2004) im  November 2014 auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko landen soll. SESAME ist ein Instrumentenkomplex mit insgesamt einem Dutzend Sensoren sowie einer eigenen Datenverarbeitungseinheit, welche an verschiedenen Stellen von Philae angebracht sind und physikalische Eigenschaften des Kometen erfassen können.

Die Landesonde Philae mit den SESAME Sensoren (Zeichnung: M. Kretschmer)

Die Aktivität der Kometen wird nicht nur durch die Stärke der Sonneneinstrahlung sondern auch wesentlich von den Eigenschaften der Kometenoberfläche bestimmt. Zum Verständnis der Prozesse auf und in Kometen wie auch ihrer Entwicklung sind daher Messungen der Oberflächenparameter (Zusammensetzung, Struktur, mechanische und elektrische Parameter) wie auch deren Veränderung während eines Kometentages und –jahres von besonderer Bedeutung. Es ist das Ziel von SESAME, einen Teil dieser Oberflächenparameter und ihre Veränderung während der Annäherung des Kometen an die Sonne zu bestimmen.

SESAME besteht aus den Instrumenten Cometary Acoustic Surface Sounding Experiment (CASSE), Dust Impact Monitor (DIM) und Permittivity Probe (PP). Die drei Instrumente wurden ursprünglich unabhängig voneinander für die Mission vorgeschlagen, wurden aber frühzeitig zusammengefasst, um durch die Nutzung einer gemeinsamen Elektronik sowohl Masse als auch Energie zu sparen.

 

Mit CASSE sollen mechanische Eigenschaften des Kometenmaterials gemessen werden. Außerdem können mögliche akustische Emissionen des Kometen, beispielsweise durch Erwärmung und Abkühlung während seines Tag- und Nachtzyklus‘, festgestellt werden. Die CASSE Sensoren sind in die sechs Sohlen der Landefüße von Philae eingebaut.

DIM detektiert Eis-/Staub-Teilchen, die auf eine der drei mit Piezo-Platten belegten Seiten des Sensor-Würfels auftreffen. Aus dem Aufprall-Signal der Teilchen bestimmt dann DIM deren Geschwindigkeit und Masse sowie die grobe Richtung, aus der sie gekommen sind. Der DIM Sensor befindet sich auf der Oberseite von Philae.

Durch PP schließlich werden die elektrische Leitfähigkeit und Permittivität des Bodens gemessen, welche eng mit dessen Gehalt an Wassereis verknüpft sind und sich daher eventuell mit dem Umlauf des Kometen um die Sonne verändern. Die Elektroden von PP sind zusammen mit den CASSE-Sensoren in den Sohlen der Landefüße eingebaut, zwei weitere Elektroden befinden sich auf den Experimenten APXS und MUPUS-Pen, welche auf elektrischem Weg ebenfalls Kontakt mit dem Kometenboden haben.

Die Integration der SESAME Komponenten sowie die Entwicklung des Instrumentes CASSE wurden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im früheren Institut für Raumsimulation, Köln-Porz, koordiniert und in Zusammenarbeit mit der Firma von Hoerner & Sulger GmbH durchgeführt. Die Software zur Steuerung von SESAME wurde in der Abteilung Nuklearchemie an der Universität zu Köln entwickelt.

Der Betrieb der Instrumente und die Auswertung der Daten werden vom Institut für Planetenforschung in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus mehreren europäischen Ländern geplant und durchgeführt.


Links:

CASSE: 'Cometary Acoustic Surface Sounding Experiment'

DIM: 'Dust Impact Monitor'

PP: 'Permittivity Probe'


Kontakt
Klaus Seidensticker
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Planetenforschung
, Asteroiden und Kometen
Tel: +49 2203 601-3104

Fax: +49 2203 61768

E-Mail: Klaus.Seidensticker@dlr.de
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