CASSE - Comet Acoustic Surface Sounding Experiment

Measuring modes of CASSE. Only one sole per Lander foot is shown.

Das CASSE-Instrument 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 der Kometenlandesonde Philae ist ein Dreibein, wobei jeder Fuß zwei Sohlen hat, die gegeneinander in der Höhe beweglich sind. Dadurch wird ein möglichst guter Kontakt mit der rauen Kometenoberfläche erzielt.

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 oder andere Instrumente der Kometenlandesonde Philae, zu orten;
aktiv, ähnlich einem Echolot, eine Sondierung der Oberflächenschichten durchzuführen. Aus den gemessenen Schallgeschwindigkeiten c_P und c_S lassen sich die elastischen Konstanten der Kometenoberfläche berechnen. Darüber hinaus ist mittels einer komplexeren Analyse der Schallsignale ("Phased Array"-Modus) eine Tiefensondierung im Hinblick auf Schichtungen und andere Inhomogenitäten (wie Löcher) geplant.

Akzelerometer (rechts zwischen braunen Glasfaserhalterungen) in der Sohle eines Fußes von Philae. Auf der Innenseite des Deckels (links) ist ein Prallschutz montiert, der verhindern soll, dass sich die Sohle bei der Landung zu sehr durchbiegt und bricht
In jeweils einer Sohle der drei Lander-Füße sind piezo-elektrische Wandler (Transmitter) eingebaut, die die Sohle zu akustischen Schwingungen anregen. Die Signale werden mit ebenfalls piezo-elektrischen Beschleunigungsmessern (Akzelerometer, siehe Bild) in den anderen drei Sohlen der Landesonde Philae in drei Achsen registriert. Messfühler (sogenannte Pt 1000) auf jedem Sensor registrieren die Temperatur.

CASSE wurde am 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 der Fraunhofer-Gesellschaft (IZFP) in Saarbrücken konzipiert und gefertigt.

Eigenschaften von CASSE:

Sendefrequenz: 0,1 bis 6 kHz

Empfangsfrequenz: < 100 kHz
(maximal 12 Kanäle gleichzeitig)

Temperatur-Messbereich: -105 bis +174 °C

Masse:
550 g
(ohne Sohlen)

Leistung: ≤ 1250 mW

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