CASSE - Cometary Acoustic Surface Sounding Experiment



 Messziele von CASSE. Es ist nur eine Sohle pro Landerfuß dargestellt.
zum Bild Messziele von CASSE. Es ist nur eine Sohle pro Landerfuß dargestellt.
 Der Landefuß -Y von Philae. In der rechten Sohle befindet sich ein Empfänger und in der linken Sohle ein Sender von CASSE. In der Mitte ist eine der Eisschrauben zu erkennen, die bei der Landung auf dem Kometen durch einen Seilzug-Mechanismus in den Boden geschraubt wird.
zum Bild Der Landefuß -Y von Philae. In der rechten Sohle befindet sich ein Empfänger und in der linken Sohle ein Sender von CASSE. In der Mitte ist eine der Eisschrauben zu erkennen, die bei der Landung auf dem Kometen durch einen Seilzug-Mechanismus in den Boden geschraubt wird.
 Transmitter (links, eingeklemmt zwischen braunen Glasfaserhalterungen am Sohlenrand und zur elektrischen Isolation von PP mit goldfarbener, elektrisch leitender Kaptonfolie eingewickelt). Auf der Innenseite des Deckels (rechts) ist ein Prallschutz montiert, der verhindern soll, dass sich die Sohle bei der Landung zu sehr durchbiegt und bricht.
zum Bild Transmitter (links, eingeklemmt zwischen braunen Glasfaserhalterungen am Sohlenrand und zur elektrischen Isolation von PP mit goldfarbener, elektrisch leitender Kaptonfolie eingewickelt). Auf der Innenseite des Deckels (rechts) ist ein Prallschutz montiert, der verhindern soll, dass sich die Sohle bei der Landung zu sehr durchbiegt und bricht.
 Akzelerometer (rechts zwischen braunen Glasfaserhalterungen) in der Sohle eines Fußes von Philae. Auf der Innenseite des Deckels (links) ist  ein Vorverstärker für das PP Instrument und  ein Prallschutz montiert, der verhindern soll, dass sich die Sohle bei der Landung zu sehr durchbiegt und bricht.
zum Bild Akzelerometer (rechts zwischen braunen Glasfaserhalterungen) in der Sohle eines Fußes von Philae. Auf der Innenseite des Deckels (links) ist ein Vorverstärker für das PP Instrument und ein Prallschutz montiert, der verhindern soll, dass sich die Sohle bei der Landung zu sehr durchbiegt und bricht.

(Experiment zur akustischen Sondierung kometarer Oberflächen)

Das Instrument CASSE wird mittels akustischer Methoden die Kometenoberfläche untersuchen. Dabei werden die Sohlen der Landerfüße, die Schallwellen in das Oberflächenmaterial einkoppeln und empfangen können, sowohl als Sender als auch als Empfänger benutzt. Das Landegestell von Philae ist ein Dreibein, wobei jeder Fuß zwei Sohlen hat, die gegeneinander in der Höhe beweglich sind, um einen möglichst guten Bodenkontakt auch auf einer rauen Kometenoberfläche zu erzielen.

Das akustische Sende- und Empfangssystem von CASSE bietet zwei Messmöglichkeiten:

  • passiv, ähnlich einem Seismometer, in den Kometen hineinzuhorchen und Geräuschquellen, verursacht durch thermische Spannungen, seismische Effekte, Partikeleinschläge oder andere Instrumente von Philae, zu orten. Von besonderem Interesse ist der Hammermechanismus des MUPUS-Experiments, der ein sehr starkes akustisches Signal an einer bekannten Position erzeugen wird, so dass dieses ähnlich wie im aktiven Modus zur Untersuchung des Untergrunds genutzt werden kann;
  • aktiv, ähnlich einem Echolot, eine Sondierung der Oberflächenschichten durchzuführen. Aus den gemessenen Schallgeschwindigkeiten von Kompressions- und Scherwellen (cP und cS) lassen sich die elastischen Konstanten der Kometenoberfläche berechnen. Neben den auf dem direkten Weg gelaufenen Signalen erlaubt die Analyse von Echos aus dem Untergrund Rückschlüsse auf die Schichtung der Kometenkruste.

In jeweils einer Sohle der drei Lander-Füße sind piezo-elektrische Wandler (Transmitter) eingebaut, welche die Sohle zu akustischen Schwingungen anregen. Die Signale werden mit ebenfalls piezo-elektrischen Beschleunigungsmessern (Akzelerometer) in den anderen drei Sohlen der Landesonde Philae in drei Achsen registriert. Temperaturabhängige Widerstände (Bauweise Pt 1000) auf jedem Sensor messen deren Temperatur.

CASSE wurde am ehemaligen Institut für Raumsimulation entwickelt und in Zusammenarbeit mit der Firma von Hoerner & Sulger (Elektronik) gebaut. Die verwendeten Transmitter wurden, angepasst an die erwartete Situation auf der Kometenoberfläche, durch das Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) der Fraunhofer-Gesellschaft in Saarbrücken konzipiert und gefertigt. Die verwendeten Akzelerometer sind kommerzielle dreiachsige Sensoren vom Typ 4506 der Firma Brüel & Kjaer. Das Instrument CASSE wird vom Institut für Planetenforschung des DLR betreut.

 

Eigenschaften von CASSE

 

Sendefrequenz

0,1 bis 6 kHz

Empfangsfrequenz

  < 100 kHz

Temperatur-Messbereich

(maximal 12 Kanäle gleichzeitig)
-160 ... +100°C

Masse

550 g (ohne Sohlen)

Leistung

1250 mW

 

Links:
Von Hoerner & Sulger (https://vh-s.de/)
IZFP (http://www.izfp.fraunhofer.de/)


Kontakt
Dr. Martin Knapmeyer
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Planetenforschung
, Planetenphysik
E-Mail: Martin.Knapmeyer@dlr.de
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
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/pf/desktopdefault.aspx/tabid-1371/1868_read-10527/