Raumfahrt | 17. Mai 2022 | von Christian Krause

Weniger Energie durch Marsstaub – doch noch laufen die Messungen bei InSight

Quelle: NASA/JPL-Caltech
Staubige Angelegenheit: Dieses Bild wurde am 28. April 2022 von der Kamera am Teleskoparm des InSight-Landers aufgenommen. Die Staubschicht auf dem Lander inklusive der Solarpanele ist deutlich zu erkennen.

Seit gut eineinhalb Jahren operiert die NASA-Sonde InSight in der sogenannten Extended Mission auf dem Mars. Der Lander kämpft seit langem mit der nachlassenden Stromversorgung, die durch die zunehmende Bedeckung der Solarpanele mit Marsstaub bedingt ist. Die Panele könnten nur durch ausreichend kräftige Marswinde wieder etwas vom Staub befreit werden. Obwohl wir viele vorbeiziehende Wirbelstürme entdeckt haben, hat keiner die Sonnenkollektoren von InSight gereinigt.

Die zur Verfügung stehende Energie musste in den vergangenen Monaten sehr sorgsam verplant und genutzt werden. Der Fokus lag dabei insgesamt besonders auf den wissenschaftlichen Messungen der Mission. Die beteiligten Teams unter der Führung des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA und Lockheed Martin, die den Lander betreiben, haben es geschafft, diese einmalige Mission bis heute in Betrieb zu halten. Bei der Landung von InSight (26. November 2018) produzierten die Solarpanele noch etwa 5.000 Wattstunden pro Marstag oder Sol. Jetzt produzieren sie mit 500 Wattstunden pro Sol nur noch etwa ein Zehntel. Und der Marsstaub auf den Panelen nimmt weiter zu, während der Sonnenstand mit dem einsetzenden Winter an der Landestelle abnimmt.##markend##

Quelle: NASA/JPL-Caltech
Diese Aufnahme stammt ebenfalls vom 28. April 2022.

Im Januar 2021 hatten wir die Hämmer-Aktivitäten des DLR-Marsmaulwurfs beendet. Zuvor hatte er uns wichtige Erkenntnisse über die Eigenschaften des Marsbodens geliefert. Die Maulwurf-Sonde selbst und die Temperatursensoren auf dem Messkabel zusammen mit dem nach wie vor einwandfrei funktionierenden Radiometer des HP3-Experimentpakets sind uns weiter als Thermalsonde von großem Nutzen. Das HP³- und InSight-Team hat es in den vergangenen Monaten geschafft, trotz der knappen Energie viele energieintensive Messungen durchzuführen. Wir konnten messen, wie tief die tägliche Temperaturwelle unter die Oberfläche eindringt, und wir haben mit Heizgeräten im Maulwurf die Wärmeleitfähigkeit des Bodens erfasst. Dazu kamen Ganztags-Messungen der Oberflächentemperatur mit dem Radiometer. Sogar eine partielle Sonnenfinsternis durch den Marsmond Phobos konnte noch im März dieses Jahres an der Landestelle beobachtet werden. Da die Sonneneinstrahlung derzeit mit dem einsetzenden Winter an der Landestelle zurückgeht, sind die Mittagstemperaturen an der Oberfläche in den letzten Wochen mittlerweile um 5 Grad Celsius oder mehr gefallen. Aktuell liegt der Temperaturhöchstwert um die Mittagszeit bei rund 14 Grad Celsius.

In der kommenden Phase werden mit der sinkenden Energiezufuhr immer weniger Messungen möglich sein. Bis Ende Mai werden außer dem Seismometer alle Instrumente von InSight schrittweise seltener eingeschaltet werden. Das HP3-Team wird sich nun voll auf Messungen des Radiometers konzentrieren. Derzeit werden die Kommandosequenzen für die kommenden Aufgaben angepasst.

Quelle: DLR
Diese Animation zeigt eine Simulation der Silhouette des Mars-Monds Phobos von InSight aus gesehen (links) und die dabei gemessenen Oberflächentemperaturen auf dem Mars (rechts). Durch die Verfinsterung der Sonne kühlt sich die Oberfläche ab. Diese Abkühlung beginnt, bevor Phobos die Sonne selber verdeckt, da die Sonne von einem Halo durch Lichtstreuung an dem Staub in der Marsatmosphäre umgeben ist. Phobos umkreist den Mars in nur 7,6 Stunden. Die Animation wurde beschleunigt.

In Absprache mit den Wissenschaftsteams und den Operation-Teams der Mission wird versucht, solange es geht wissenschaftliche Messungen auf dem Mars durchzuführen. Das Seismometer wird vorrangig zu bestimmten Tageszeiten betrieben, beispielsweise nachts, wenn die Winde schwach sind und das Seismometer Marsbeben leichter erfassen kann. So gelang es noch vor wenigen Tagen, am 4. Mai 2022, das bisher stärkste je gemessene Marsbeben zu detektieren. Voraussichtlich bis Ende des Sommers werden Aufzeichnungen des Seismometers noch möglich sein. Zu diesem Zeitpunkt wird das Seismometer ausgeschaltet sein, obwohl der Lander noch genügend Energie hat, um gelegentlich Bilder aufzunehmen und mit der Erde zu kommunizieren. Im Dezember wird die Energie voraussichtlich jedoch so gering sein, dass das InSight-Team davon ausgeht, dass der Lander eines Tages einfach nicht mehr reagieren wird.

Quelle: DLR
Die von HP³ RAD gemessenen Oberflächentemperaturen zeigen, wie sich die Sonneneinstrahlung im Lauf der InSight Mission verändert. Die Vertikale Linie zeigt den Moment vor einem Mars-Jahr (sol 550), als die beginnende Staub-Saison einen deutlichen Abfall des Solar-Stroms verursachte. Seitdem muss Energie gespart werden und die Temperaturmessungen waren seltener als im ersten Jahr.

Weitere Bilder der InSight-Mission auf der NASA-Webseite.

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Über den Autor

Christian Krause arbeitet am Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC, Microgravity User Support Center) des DLR in Köln. Dort ist er Leitender Operations-Manager für das Experimentpaket HP3 auf der NASA-Marsmission InSight. zur Autorenseite