MUPUS

28. Juli 2009

 MUPUS PEN (rechts, mit vergoldenem Hammermechanismus aufgesetzt) und TM (links, kleine silberfarbene Box) in ihrer Flugkonfiguration auf dem Balkon des Rosetta Landers Philae.
zum Bild MUPUS PEN (rechts, mit vergoldenem Hammermechanismus aufgesetzt) und TM (links, kleine silberfarbene Box) in ihrer Flugkonfiguration auf dem Balkon des Rosetta Landers Philae.
MUPUS (Multi purpose Sensors for Surface and Subsurface Science) ist ein Experiment auf dem Rosetta Lander Philae. Die wichtigsten wissenschaftlichen Ziele von MUPUS sind:

  • die Bestimmung der thermischen und mechanischen Eigenschafen der äußeren Schichten eines Kometen
  • die Bestimmung der Energiebilanz der kometaren Oberfläche sowie der Grenzschichten
  • die Mechanismen kometarer Aktivität zu verstehen
  • Aussagen über die Ursprünglichkeit der Materie zu treffen und damit die kosmochemischen Experimente des Philae Landers zu unterstützen

Zur Erreichung dieser Ziele besteht das Experiment aus drei verschiedenen Sensoren, die von einer gemeinsamen Zentralelektronik kontrolliert werden. Der PEN (Penetrator) ist im wesentlichen ein Glasfiber Hohlrohr mit einer Länge von 35 cm und einem Durchmesser von 1 cm, das in einem Abstand von 1.5 m vom Landemodul in den kometaren Boden mittels eines integrierten Elektrohammer-Mechanismus eingebracht werden soll. Während des Eindringens wird der Fortschritt pro Hammerschlag gemessen, woraus Rückschlüsse auf die mechanischen Eigenschaften des Kometenbodens gezogen werden können. Auf der Innenseite der PEN Röhre sind 16 Titan Temperatursensoren angebracht, die durch „Sputtering“ auf eine Polyimidfolie hergestellt wurden. Diese Sensoren messen das Temperaturtiefenprofil des Kometen als Funktion der Tageszeit und des heliozentrischen Abstands. Darüber hinaus können diese Sensoren auch als Heizer benutzt werden, was die aktive Messung eines Tiefenprofils der Wärmeleitfähigkeit ermöglicht. Die PEN Messungen werden ergänzt durch die Messung der Oberflächentemperatur mit dem Infrarotsensor TM (Thermal Mapper) sowie durch die Messung von Temperatursensoren in den beiden Anker-Harpunen, die bis zu 1.5 m tief in den Boden eindringen können (je nach Beschaffenheit des Materials). Der TM-Sensorkopf ist auf einer Strebe des Philae Landemoduls in einer Höhe von etwa 1 m über dem Boden angebracht, und misst die emittierte Wärmestrahlung von einem ungefähr 1 m2 großen Messfleck in 4 Wellenlängenkanälen zwischen 5 µm und 25 µm mit Thermosäulen-Detektoren. Auch wenn es die Hauptaufgabe der Anker-Harpunen ist, den Philae Lander trotz der kaum wahrnehmbaren Schwerkraft sicher auf dem Kometenboden festzuhalten, so enthält jede Harpune zusätzlich einen Temperatursensor sowie ein Akzelerometer und dient damit als Teil von MUPUS auch einem wissenschaftlichen Zweck. Während des Einschusses in den Boden wird die Abbremsung der Harpunen mit den Akzelerometern gemessen, wodurch Daten über die mechanischen Eigenschaften des Kometen bis zur maximalen Eindringtiefe der Harpunen gewonnen werden können.

Das MUPUS Experiment wurde durch ein internationales Konsortium unter der Führung des „Principal Investigators“ (PI) T. Spohn vom Institut für Planetologie (IfP) der Universität Münster entwickelt und gebaut. Wesentliche Beiträge zum Experiment wurden vom IfP (PI, Wissenschaft, Management), vom SRC Warschau (System-Engineering und Konstruktion, PEN Sensoren und Elektronik), DLR Berlin (Zentralrechner und TM) sowie dem IWF Graz (Ankersensorik) geleistet.

Die Abteilung für Asteroiden und Kometen war in MUPUS vom Start des Projektes im Jahr 1994 an mit zwei wissenschaftlichen Co-I’s sowie der Entwicklung des IR-Sensorkopfes TM involviert. Nachdem der PI T. Spohn 2004 als Direktor an das Institut für Planetenforschung des DLR in Berlin wechselte, übernahm die Abteilung zusätzlich die Aufgaben des Projektmanagements und der Operationsplanung für das Gesamtexperiment.




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