InSight - Erkundung des Mars-Inneren

Die NASA-Sonde InSight auf der Marsoberfläche

Bild 1/2, Credit: NASA/JPL-Caltech.

Die NASA-Sonde InSight auf der Marsoberfläche

Nach ihrem Start am 5. Mai wird die NASA-Sonde InSight am 26. November 2018 etwas nördlich des Marsäquators landen und seine Solarpanele entfalten (künstlerische Darstellung). Möglicherweise noch vor dem Jahreswechsel sollen dann die Experimente SEIS, ein Seismometer zum Aufzeichnen von Bebenwellen (links) und das am DLR entwickelte Instrument HP3, ein Experiment zur Messung der Wärmeleitfähigkeit und des Wärmeflusses aus dem Inneren des Mars, auf der Oberfläche eingerichtet werden.

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HP3 auf dem Marsboden

Bild 2/2, Credit: NASA/JPL-Caltech/DLR.

HP3 auf dem Marsboden

Der DLR-Marsmaulwurf HP3 auf dem Marsboden nach der Freigabe durch den robotischen Arm des InSight-Landers.

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Mit der NASA-Landesonde InSight startete am 5. Mai 2018 eine Mission, die mit geophysikalischen Messungen direkt auf der Marsoberfläche den inneren Aufbau und den Wärmehaushalt des Planeten erkunden wird. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat mit dem Instrument HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) ein Experiment zu dieser Mission beigesteuert. Am 26. November 2018 ist InSight nördlich des Äquators in der Ebene Elysium Planitia gelandet. Nach einer Testphase konnte mit den Experimenten nach der Jahreswende 2018/19 begonnen werden. Die Missionsdauer war zunächst auf ein Marsjahr festgelegt, das entspricht zwei Erdenjahren. Sie wurde bis Dezember 2022 verlängert.

Daten zur Mission

Start	5. Mai 2018 13:05 Uhr MESZ (4:05 PDT)
Startort	Vandenberg Air Force Base, Kalifornien, USA
Trägerrakete	Atlas V-401 (AV-078)
Größe	57,3 m
Startgewicht	333 t (Trägerrakete und InSight-Nutzlast)
Oberstufe	Centaur mit wiederzündbarem RL10-C-Motor
Treibstoff	thermal stabiles Kerosin (Typ RP-1) und flüssiger Sauerstoff (Trägerrakete); flüssiger Wasserstoff und Sauerstoff (Oberstufe)
Missionsdauer	etwas mehr als ein Marsjahr (rund zwei Erdenjahre); 708 Sol (Marstage) oder 728 Erdentage
Bodenstationen	34-Meter- und 70-Meter-Antennen des NASA Deep Space Networks (Kalifornien, Australien, Spanien)

Zeitplan

August 2012	Die Amerikanische Weltraumorganisation NASA beschließt InSight als 12. Mission ihres Discovery-Programms
05. Mai 2018, 13:05 Uhr MESZ (4:05 PDT)	Start von InSight zum Mars, Entfernung Erde-Mars: 121 Millionen km; zurückzulegende Strecke von der Erde zum Mars (elliptische Hohmann-Bahn): 485 Millionen km
26. Nov. 2018, 20:52 Uhr MEZ	Landung von InSight auf dem Mars, geplante Landestelle: Elysium Planitia bei 4,5 Grad Nord, 135,9 Grad Ost
Ende 2020	Ende der Mission (nominell), verlängert bis Dezember 2022

InSight-Lander

Missionskontrollzentrum	Pasadena, für die Mission; DLR-Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC), Köln, für die Durchführung des HP³-Experiments; CNES, SISMOC, Toulouse, für das SEIS-Experiment
Abmessungen InSight	Höhe: zwischen 83 und 108 cm (Kompression der Beine kann erst nach der Landung bestimmt werden); Breite mit ausgeklappten Sonnenkollektoren: 6 m
Masse von InSight	360 kg; (mit Transferstufe: 727 kg)
Masse der wissenschaftlichen Nutzlast	50 kg
Maße der Sonnenkollektoren	2 Stück, jeweils 2,15 m Durchmesser, mit einer Gesamtfläche von ca. 7 m²
Energieversorgung / Energieproduktion der Sonnenkollektoren	Beide Sonnenkollektoren erzeugen an einem klaren Tag zusammen 600-700 W. An einem Tag mit Staub in der Atmosphäre geht man von einer Erzeugung von 200-300 W aus, auch wenn die Sonnenkollektoren mit Staub bedeckt sind.
Kommunikation	Über Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) und 2001 Mars Odyssey

Experimente

Heat Flow and Physical Properties Package (HP³)	Erstmalige Bestimmung der Wärmemenge, die vom Planeteninneren ausgeht - durch Messung der Temperatur von der Oberfläche bis in eine Tiefe von 5 m sowie Messung der Wärmeleitfähigkeit. Das Experiment wurde federführend am DLR-Institut für Planetenforschung entwickelt. Ein Infrarot-Radiometer zur Bestimmung der Temperatur der Marsoberfläche ist Teil des Experiments.
Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS)	Seismometer zur Messung der Bewegungen im Marsboden in verschiedenen Frequenzen mit sechs Sensoren, einem kurzperiodischem Sensor (Short Period Sensor - SPS) und einem Breitbandsensor (very broad band sensor - VBB). Das Instrument wurde unter Federführung der französischen Weltraumagentur CNES von einem Konsortium entwickelt, Deutschland ist hier mit dem am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen entwickelten und gebauten Lagekontrollsystem (LVL) beteiligt.
Rotation and Interior Structure Experiment (RISE)	RISE zeichnet die Verschiebung in den Wellenlängen des Funkverkehrs (Dopplereffekt) auf, um minimale Schwankungen der Neigung der Rotationsachse des Mars zu messen, die auf ungleichmäßige Massenverteilungen im Inneren des Planeten und den Zustand des Kerns hinweisen.