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NASA-Sonde InSight mit DLR-Experiment auf dem Mars gelandet

Marsmaulwurf HP3 auf dem Roten Planeten

Montag, 26. November 2018

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  • InSight landet auf dem Mars
    InSight landet auf dem Mars

    Am Ende des kritischen etwa siebenminütigen Landesvorgangs
    setzt InSight gebremst von autonom gesteuerten
    Triebwerken auf dem Mars auf.

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    Flug über die InSight-Landestelle in Elysium Planitia

    Am 26. November 2018 soll die NASA-Sonde InSight in der Ebene Elysium Planitia auf dem Mars bei 4,5 Grad nördlicher Breite und 135,9 Grad östlicher Länge landen. Dieses Video zeigt einen Überflug über die Landestelle und deren Umgebung. Das Video wurde auf der Grundlage eines digitalen Geländemodells erzeugt, das mit Stereobilddaten der High Resolution Stereo Camera (HRSC) des DLR berechnet wurde.

  • InSight beim Eintreten in die Marsatmosphäre (künstlerische Darstellung)
    InSight beim Eintreten in die Marsatmosphäre (künstlerische Darstellung)

    Nach dem Abtrennen der Transferstufe dringt die Landesonde um 20.47 Uhr MEZ mit einer Geschwindigkeit von 3600 Kilometern pro Stunde ballistisch in die Marsatmosphäre ein. Ein Eingreifen in den Landevorgang ist nicht möglich: Da ein Signal von der Erde zum Mars in der gegenwärtigen Planetenkonstellation 8 Minuten und 6 Sekunden benötigt, wird die Landung also schon erfolgt sein, wenn das letzte Signal von InSight vor dem Atmosphäreneintritt die Erde erreicht – schon sieben Minuten später wird die Sonde die Oberfläche erreichen. Etwa eine halbe Minute nach Atmosphäreneintritt wird durch die Reibung an den Gasmolekülen der Hochatmosphäre der Hitzeschild bei einer Temperatur von etwa 1500 Grad Celsius an der Spitze zu glühen beginnen und anschließend wieder abkühlen. Die maximale Bremsung erfährt InSight mit dem 7,5-fachen der Erdbeschleunigung nach 2 Minuten. Dabei werden 99,5 Prozent der Bewegungs-Energie in Wärmeenergie umgewandelt sein, und der Bremsfallschirm kann sich entfalten.

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    InSight-Bremsfallschirm bei einem Test

    Der InSight-Bremsfallschirm öffnet sich bei der Überschallgeschwindigkeit von 1500 Kilometern pro Stunde. Die Anfangsbelastung beim Entfalten in zwölf Kilometer Höhe beträgt 55.600 Newton. Knapp drei Minuten später, 1200 Meter über der Landestelle, wird der Fallschirm abgetrennt und die Sonde mit Bremstriebwerken bis zur Landung etwa um 20.53 MEZ abgebremst. Das Bild zeigt einen Test des Überschall-Fallschirms bei der Herstellerfirma von InSight, Lockheed-Martin in Denver (Colorado).

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    InSight-Sonde bei einem Test

    Bei einem Test im Reinraum werden die Solarpanele von InSight entfaltet und die Landesonde in der Einsatzkonfiguration getestet. In der Mitte der Plattform die Schutzhaube des französischen Seismometers SEIS, rechts davon die am DLR entwickelte Wärmeflusssonde HP3, hinter der SEIS-Schutzhaube in kupferfarbener Folie eingepackt das Seismometer.

  • Das Experiment HP3
    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.

  • Am 26. November 2018 um 20:52:59 Uhr Mitteleuropäischer Zeit ist die Sonde InSight auf dem Mars in der Ebene Elysium Planitia sicher gelandet.
  • Die Mission mit dem DLR-Experiment HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) an Bord wird neue Erkenntnisse liefern, wie das Marsinnere und allgemein Gesteinsplaneten wie die Erde aufgebaut sind und sich entwickelt haben.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Exploration, Robotik

Noch wenige Wochen, dann wird sich der Marsmaulwurf des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erstmals vollautomatisch bis zu fünf Meter tief in den Untergrund des Roten Planeten hämmern und helfen, dessen innere Wärme zu messen. "Mit der Beteiligung an der Insight-Mission trägt Deutschland maßgeblich zur Erweiterung unseres Wissens über den Roten Planeten bei", betont Prof. Pascale Ehrenfreund, Vorstandsvorsitzende des DLR, "Wissenschaftlich wie auch technologisch ist das HP3-Experiment eine Innovation zur Erforschung unseres Nachbarplaneten, ein Blick hinter den nächsten Horizont." Als Teil der Mission InSight ist das HP3-Experiment am 26. November 2018 um 20:52:59 Uhr MEZ mit der NASA-Sonde InSight auf dem Mars gelandet. Das geophysikalische Observatorium hat nach einer fast 500 Millionen Kilometer langen Reise etwas nördlich des Mars-Äquators sanft in der Ebene Elysium Planitia aufgesetzt. "Wir sind froh nun erstmals mit einem DLR-Experiment auf der Marsoberfläche zu sein und die in der Raumfahrtgeschichte bisher einmalige Erkundung des Marsinneren wesentlich mitzugestalten", sagt Prof. Hansjörg Dittus, DLR-Vorstand für Raumfahrtforschung und -technologie in Pasadena/Kalifornien anlässlich der Landung.

Auch der Koordinator der Bundesregierung für Luft- und Raumfahrt, Thomas Jarzombek MdB, zeigt sich hoch erfreut: "Ich beglückwünsche die Projektverantwortlichen zur erfolgreichen Landung auf dem Mars. Die InSight-Mission zeigt, welche Erfolge internationale Kooperationen in der Raumfahrtforschung bringen. Deutschland hat mit dem Experiment HP3 einen zentralen Beitrag geliefert, der Ausdruck der herausragenden und international anerkannten Kompetenz des DLR ist. Darüber hinaus liefert Deutschland im Rahmen des Nationalen Programms für Weltraum und Innovation des Bundeswirtschaftsministeriums weitere Beiträge zur Mission. Insgesamt ist dies ein Beleg für die erfolgreiche Wissenschafts- und Technologieförderung der Bundesregierung.“

Am 5. Mai 2018 startete die InSight-Mission vom kalifornischen Vandenberg aus. Mit dem Eintritt in die Marsatmosphäre war die Landesonde in unter sieben Minuten von 19.800 Kilometer pro Stunde auf eine Landegeschwindigkeit von nur noch acht Kilometern pro Stunde abgebremst worden und steht seit 20:53 Uhr MEZ sicher mit den drei Landebeinen auf dem Marsboden. "Wir sind schon sehr gespannt auf die nun anstehende Analyse der Umgebung der Landesonde, um dann gemeinsam mit den US-amerikanischen Kollegen die passende Platzierung für HP3 auszuwählen", sagt der wissenschaftliche Leiter des HP3-Experiments Prof. Tilman Spohn vom Berliner DLR-Institut für Planetenforschung. "Dann kann unsere Forschungsarbeit endlich beginnen."

Robotischer Arm wird Marsmaulwurf im Januar aussetzen

Nach den ersten Bildern der Landeumgebung von InSight wird in einem nächsten Schritt ein räumliches Modell der Oberfläche erstellt. Anhand des Modells können die Forscher entscheiden, wo der mitgeführte robotische Arm der Sonde in einem Umkreis von eineinhalb Metern Anfang Januar den Marsmaulwurf HP3 absetzt. Bereits Ende Dezember ist das Aussetzen des Seismometers SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) geplant, an dem auch das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen, gefördert durch die deutsche Raumfahrtagentur im DLR, beteiligt ist und das in einem internationalen Konsortium unter der Leitung der französischen Raumfahrtagentur CNES gebaut wurde.

"Ideal wäre für unseren Marsmaulwurf eine Stelle die möglichst sandig ist und keine Steine aufweist", sagt HP3-Operationsmanager Christian Krause vom DLR-Nutzerzentrum für Weltraumexperimente, der den Maulwurf mit seinen Kollegen nun zunächst vom Kontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Kalifornien und später vom Kontrollzentrum in Köln aus kommandiert. Der Marsmaulwurf wird sich voraussichtlich von Januar bis März 2019 in kleinen Schritten in bis zu fünf Meter Tiefe vorarbeiten. Dabei zieht er ein mit Temperatursensoren bestücktes Flachkabel hinter sich her. Alle 50 Zentimeter legt der Maulwurf eine Pause ein, um dort die Wärmeleitfähigkeit des Marsbodens zu messen. Zwei Jahre lang sollen die Temperaturfühler insgesamt Daten zum Temperaturgefälle im Untergrund liefern. Zusammen mit der Wärmeleitfähigkeit können die Forscher dann berechnen, wieviel Wärme das Marsinnere heute noch abgibt. "Wir wollen mit diesen Messungen die Temperatur des Marsinneren bestimmen und seine heutigen geologischen Aktivitäten im Inneren charakterisieren", erklärt Prof. Tilman Spohn. "Wir wollen darüber hinaus ermitteln, wie sich das Innere des Mars entwickelt hat, ob er noch immer über einen heißen flüssigen Kern verfügt und was die Erde im Vergleich so besonders macht." Bisher wissen die Forscher nur ungenau, wie und mit welcher Beschaffenheit sich der Mars in Kern, Mantel und Kruste unterteilt hat und warum sich die Dynamik seiner inneren Entwicklung im Vergleich zur Erde so rasch abschwächte.

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 steuerte zur Mission das Experiment HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) bei. Die wissenschaftliche Leitung liegt beim DLR-Institut für Planetenforschung, wo das Experiment auch federführend entwickelt wurde, in Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für Raumfahrtsysteme, Optische Sensorsysteme, Raumflugbetrieb und Astronautentraining, Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Systemdynamik und Regelungstechnik sowie Robotik und Mechatronik. Daneben sind beteiligte industrielle Partner: Astronika und CBK Space Research Centre, Magson und Sonaca 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 gefördert.

Ausführliche Informationen zur Mission InSight und zum Experiment HP3 finden Sie auf der DLR-Sonderseite zur Mission: www.dlr.de/insight mit ausführlichen Hintergrundartikeln sowie in der Broschüre zur Mission und über den Hashtag #MarsMaulwurf auf dem DLR-Twitterkanal.

 

Zuletzt geändert am:
28.11.2018 11:15:50 Uhr

Kontakte

 

Falk Dambowsky
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Media Relations

Tel.: +49 2203 601-3959

Fax: +49 2203 601-3249
Prof. Dr. Tilman Spohn
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Planetenforschung

Tel.: +49 30 67055-300

Fax: +49 30 67055-303
Christian Krause
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC), Raumflugbetrieb und Astronautentraining

Tel.: +49 2203 601-3048
Dr. Matthias Grott
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Planetenforschung

Tel.: +49 30 67055-419
Dr. Martin Knapmeyer
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Planetenforschung

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Dr. Anko Börner
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Optische Sensorsysteme

Tel.: +49 30 67055-509
Dr.-Ing. Björn Timo Kletz
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik

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Dr. Roy Lichtenheldt
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik

Tel.: +49 8153 28-3095