2. September 2016

Grü­nes Licht für In­Sight und den Mars-Maul­wurf

In­Sight: Geo­phy­sik auf dem Mars
Bild 1/2, Credit: NASA.

InSight: Geophysik auf dem Mars

Auf dem Mars sol­len zwei In­stru­men­te die geo­phy­si­ka­li­schen Ei­gen­schaf­ten des Mars er­for­schen. Da­zu ge­hört das Sen­sor­pa­ket HP3 (He­at Flow and Phy­si­cal Pro­per­ties Packa­ge) des DLR, dass sich mit ei­nem „Maul­wurf“ bis zu fünf Me­ter tief in den Bo­den häm­mern und die Wär­me­strö­me im In­ne­ren des Pla­ne­ten mes­sen soll.
Künst­le­ri­sche Dar­stel­lung des Mar­sin­ne­ren
Bild 2/2, Credit: JPL/NASA.

Künstlerische Darstellung des Marsinneren

Der Mars ist mit ei­nem Durch­mes­ser von knapp 6800 Ki­lo­me­tern nur halb so groß wie die Er­de. Sein in­ne­rer Auf­bau ist nicht sehr gut be­kannt. Mit den geo­phy­si­ka­li­schen Mes­sun­gen der ge­plan­ten NA­SA-Lan­des­on­de In­Sight sol­len neue Er­kennt­nis­se zur Struk­tur und ther­mi­schen Ent­wick­lung des Pla­ne­ten ge­won­nen wer­den. Der Mars hat, wie al­le erd­ähn­li­chen Pla­ne­ten, ei­nen Scha­len­auf­bau. Der re­la­tiv klei­ne, hei­ße Ei­sen­kern ist von ei­nem ver­mut­lich zum größ­ten Teil er­starr­ten Man­tel aus ei­sen­rei­chem, si­li­ka­ti­schem Ge­stein um­ge­ben. Über der von vul­ka­ni­schen Ge­stei­nen ge­präg­ten, stark oxi­dier­ten Krus­te wölbt sich ei­ne dün­ne Koh­len­di­oxyd-At­mo­sphä­re. Es gibt In­di­zi­en da­für, dass der Mars in sei­ner Früh­zeit ein (ver­mut­lich aber nur schwa­ches) Ma­gnet­feld hat­te.

Die amerikanische Weltraumbehörde NASA hat den neuen Starttermin für die InSight-Mission endgültig bestätigt: Die erste Möglichkeit für den Flug zum Roten Planeten wird am 5. Mai 2018 sein. Eigentlich hätte die Mission bereits im März 2016 starten und ein gutes halbes Jahr später landen sollen. Doch ein Vakuum-Leck bei einem der Instrumente, dem Experiment SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), machte den Planetenforschern einen Strich durch die Rechnung. Mit InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) sollen die geophysikalischen Eigenschaften des Mars untersucht werden. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) nutzt die zusätzliche Zeit bis zum Start, um das Sensorpaket HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) - eine Thermalsonde mit einer "Maulwurf" genannten Rammsonde, die sich bis zu fünf Metern tief in den Boden hämmern soll - zu optimieren. "Wir überprüfen das Design erneut kritisch und versuchen, die Risiken für den Betrieb der Sonde weiter zu reduzieren", erläutert Prof. Tilman Spohn, Direktor des DLR-Instituts für Planetenforschung und wissenschaftlicher Leiter des HP3-Experiments.

Schlagfertig für den Marsboden

Etwa 10.000 Schläge soll der Maulwurf auf dem Mars ausführen und dabei ein Band mit Temperatursensoren in den Planetenboden bringen - in eine Tiefe, die bisher noch nicht erreicht wurde auf dem Roten Planeten. "Da kommt auf das Innenleben unserer Sonde eine große Schockbelastung zu." Und eben diese wollen die Wissenschaftler noch einmal vermindern. Dafür soll ein optimiertes Qualifikationsmodell entworfen, gebaut und getestet werden: Übersteht das neue Modell die Anforderungen im Live-Test in einer meterhohen, mit Sand gefüllten Säule noch besser als das bisherige Flugmodell, wird ein optimiertes Flugmodell gebaut und in den Mars-Lander eingebaut. Allerdings: Niemand kennt die genaue Beschaffenheit des Marsbodens, niemand kann garantieren, ob nicht ein Stein in der Bohrrichtung des Maulwurfs liegen wird. "Wir können das Risiko reduzieren, aber wir wissen auch, dass wir es nicht komplett eliminieren können - InSight ist eine ungewöhnliche und sehr anspruchsvolle Mission." Hat die Sonde die Temperatursensoren in den Boden gebracht, messen diese ein Marsjahr - also zwei Erdjahre - lang die Temperatur und die Wärmeleitfähigkeit im Boden, woraus schlussendlich der Wärmefluss des Planeten berechnet werden wird.

675 Millionen Dollar hatte die NASA als Budget für die InSight-Mission vorgesehen. Mit der Überarbeitung des Instruments SEIS der französischen Raumfahrtagentur CNES und der zweijährigen Verzögerung geht die NASA von 153,8 Millionen Dollar Zusatzkosten aus. Aktuelle Missionen sollen aber aufgrund der Zusatzkosten nicht verschoben oder abgesagt werden.

Kontakt
  • Prof. Dr. Tilman Spohn
    Wis­sen­schaft­li­cher Lei­ter HP³
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Pla­ne­ten­for­schung
    Rutherfordstraße 2
    12489 Berlin
    Kontaktieren
  • Manuela Braun
    Stra­te­gi­sche Kom­mu­ni­ka­ti­on Raum­fahrt
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Pro­gramm­stra­te­gie Raum­fahrt­for­schung und -tech­no­lo­gie
    Telefon: +49 2203 601-3882
    Hansestraße 115
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