5. März 2019

Missi­on In­Sight: Pau­se für den Mars­maul­wurf

HP3-Experiment auf dem Mars
HP3-Ex­pe­ri­ment auf dem Mars
Bild 1/6, Credit: NASA/JPL-Caltech/DLR.

HP3-Experiment auf dem Mars

Das Ge­häu­se des HP3-Ex­pe­ri­ments hat sich an den Fü­ßen im Zu­ge des Häm­merns et­was be­wegt.
Die NASA-Sonde In Sight auf der Marsoberfläche
Die NA­SA-Son­de In Sight auf der Mar­so­ber­flä­che
Bild 2/6, Credit: NASA/JPL-Caltech.

Die NASA-Sonde In Sight auf der Marsoberfläche

Nach ih­rem Start am 5. Mai lan­de­te die NA­SA-Son­de In­Sight am 26. No­vem­ber 2018 et­was nörd­lich des Mar­s­äqua­tors und ent­fal­te­te sei­ne So­lar­pa­ne­le (künst­le­ri­sche Dar­stel­lung).
Das Experiment HP3
Das Ex­pe­ri­ment HP3
Bild 3/6, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Das Experiment HP3

Das Deut­sche Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR) steu­ert das Ex­pe­ri­ment HP3 zur NA­SA-Missi­on In­Sight bei. HP3 steht für He­at Flow and Phy­si­cal Pro­per­ties Packa­ge und wur­de fe­der­füh­rend am DLR-In­sti­tut für Pla­ne­ten­for­schung ent­wi­ckelt. Mit ei­ner sich fünf Me­ter tief in den Mars­bo­den häm­mern­den Tie­fen­son­de wird die Wär­me­leit­fä­hig­keit des Bo­dens un­ter der Lan­des­tel­le ge­mes­sen so­wie die Wär­me­men­ge be­stimmt, die vom In­ne­ren des Mars an die Ober­flä­che strömt. Das Ex­pe­ri­ment ist auf zwei Jah­re aus­ge­legt. We­sent­li­che Be­stand­tei­le von HP3 sind die ‚Mo­le’ (engl. für Maul­wurf) ge­nann­te Ramm­son­de und das Flach­band­ka­bel mit den Tem­pe­ra­tur­sen­so­ren, das der Mo­le für die Mes­sun­gen hin­ter sich in den Bo­den zie­hen wird.
Rammsonde "Maulwurf"
Ramm­son­de "Maul­wurf"
Bild 4/6, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Rammsonde "Maulwurf"

Am 12. Fe­bru­ar 2019 um 19:18 Uhr MEZ ist der Mars­mal­wurf HP3 des DLR nun mit dem ro­bo­ti­schen Arm des NA­SA-Lan­ders In­Sight aus­ge­setzt wor­den.
Die InSight-Landesonde kurz vor der Fetigstellung
Die In­Sight-Lan­des­on­de kurz vor der Fe­tig­stel­lung
Bild 5/6, Credit: NASA/JPL-Caltechn/Lockheed Martin Space

Die InSight-Landesonde kurz vor der Fetigstellung

Im Rein­raum-La­bor bei der Fir­ma Lock­heed Mar­tin Space in Den­ver (US-Bun­des­staat Co­lo­ra­do) wird letz­te Hand an In­Sight an­ge­legt. Pro­mi­nent in der Bild­mit­te ist das fran­zö­si­sche Seis­mo­me­ter SEIS mit sei­ner sil­ber­nen Kup­pel zu er­ken­nen, di­rekt da­hin­ter ist das DLR-Ex­pe­ri­ment HP3 für die Rei­se zum Mars be­fes­tigt. In­Sight steht für "In­te­ri­or Ex­plo­ra­ti­on Using Seis­mic In­ves­ti­ga­ti­ons, Geo­de­sy and He­at Trans­port" und wird den in­ne­ren Auf­bau des Mars und sei­nen ther­mi­schen Zu­stand un­ter­su­chen und Erd­be­ben­wel­len auf­zeich­nen.
Selfie der InSight-Landesonde auf dem Mars
Sel­fie der In­Sight-Lan­des­on­de auf dem Mars
Bild 6/6, Credit: NASA/JPL-Caltech.

Selfie der InSight-Landesonde auf dem Mars

In­Sight's ers­tes voll­stän­di­ges Sel­fie auf dem Mars. Es zeigt die So­lar­mo­du­le und die Platt­form des Lan­ders. Auf der Platt­form be­fin­den sich sei­ne wis­sen­schaft­li­chen In­stru­men­te und die UHF-An­ten­ne.
  • Am 28. Februar begann der Marsmaulwurf in den Boden zu hämmern.
  • Im Untergrund ist er möglicherweise auf einen Stein oder einen anderen starken Widerstand gestoßen.
  • Die Forscher analysieren nun zunächst die Daten, bevor sie weiterhämmern werden.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat im Rahmen der NASA-Mission InSight eine Rammsonde entwickelt, um drei bis fünf Meter unter die Oberfläche des Mars zu graben und dort die Wärme aus dem Inneren des Roten Planeten zu messen. Nachdem der Marsmaulwurf am Donnerstag, den 28. Februar, damit begonnen hatte, sich in den Boden zu hämmern, kam die Sonde, die Teil des DLR-Instruments HP³ (Heat and Physical Properties Package) ist, etwa drei Viertel des Weges aus ihrer Gehäusestruktur heraus, bevor sie begann sich gegen einen starken Widerstand zu arbeiten. Dabei nahm sie eine leichte Neigung von 15 Grad ein.

"Das Team hat beschlossen, das Hämmern für etwa zwei Wochen auszusetzen, um die Situation genauer zu analysieren und gemeinsam Strategien zu entwickeln, wie sich der Widerstand überwinden lassen könnte", schreibt der Leiter des HP³-Experiments Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung in seinem Blog zur InSight-Mission . Die Forscher vermuten, dass der Maulwurf auf einen Stein oder eine Kiesschicht getroffen ist. Das Team hatte gehofft, dass es relativ wenige Steine unter der Erde geben würde, da Bilder der Landestelle nur wenige Brocken auf der Oberfläche neben dem Lander zeigen. Prinzipiell ist der Marsmaulwurf dafür entwickelt worden, kleinere Steine beiseite zu drücken und hat dies bei Tests vor dem Start zum Mars gezeigt.

Wärmeleitfähigkeitsmessungen beginnen

Alle empfangenen Daten zeigen, dass der Maulwurf selbst weiterhin wie erwartet funktioniert: Nach einer Aufheizphase während des Hämmerns mit einer Erwärmung um 28 Grad Celsius hat er beim Abkühlen gemessen, wie schnell die Wärme im Boden abgeführt wurde. Diese Eigenschaft, die als Wärmeleitfähigkeit bezeichnet wird, hilft bei der Bestimmung des Wärmeflusses aus dem tiefen Inneren des Planeten. Sobald der Maulwurf tief genug ist, kann der Wärmefluss genauer bestimmt werden.

In dieser Woche werden die Forscher weitere Messungen durchführen, um die Wärmeleitfähigkeit der oberen Schicht des Marsbodens (Regolith) genauer zu bestimmen. Zusätzlich wird das Radiometer auf der InSight-Landeplattform verwendet, um Temperaturänderungen des Bodens zu analysieren, die der Marsmond Phobos beim Vorbeizug vor der Sonne verursacht. Dreimal wird Phobos Schatten diese Woche wie bei einer Sonnenfinsternis auf der Erde durch das Gesichtsfeld des Radiometers ziehen, dass die Ereignisse vermisst.

Das HP³-Instrument auf der NASA-Mission InSight

Die Mission InSight wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, im Auftrag des Wissenschaftsdirektorats der NASA durchgeführt. InSight ist eine Mission des NASA-Discovery-Programms. Das DLR steuert zur Mission das Experiment HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) bei. Die wissenschaftliche Leitung liegt beim DLR-Institut für Planetenforschung, welches das Experiment federführend in Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für Raumfahrtsysteme, Optische Sensorsysteme, Raumflugbetrieb und Astronautentraining, Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Systemdynamik und Regelungstechnik sowie Robotik und Mechatronik entwickelt und realisiert hat. Daneben sind beteiligte industrielle Partner: Astronika und CBK Space Research Centre, Magson und Sonaca, das Institut für Photonische Technologie (IPHT) sowie die Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH. Wissenschaftliche Partner sind das ÖAW Institut für Weltraumforschung und die Universität Kaiserslautern. Der Betrieb von HP³ erfolgt durch das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) des DLR in Köln. Darüber hinaus hat das DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie einen Beitrag des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung zum französischen Hauptinstrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) gefördert.

Ausführliche Informationen zur Mission InSight und zum Experiment HP³ finden Sie auf der DLR-Sonderseite zur Mission mit ausführlichen Hintergrundartikeln sowie in der Animation und der Broschüre zur Mission und über den Hashtag #MarsMaulwurf auf dem DLR-Twitterkanal. Aktuell berichtet Prof. Tilman Spohn, leitender Wissenschaftler des HP³-Experiments, in Blogposts über die Aktivitäten des 'Marsmaulwurfs‘.

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