HP3 - Heat Flow and Physical Properties Package

HP3 - Heat Flow and Physical Properties Package

HP³‘s Kernkomponente ist ein so genannter instrumentierter, elektromechanischer „Maulwurf“ ausgestattet mit einer aktiven sowie einer passiven Instrumentierung zur Wärmeflussmessung (TEM-A and TEM-P) und sowie einem kombinierten Beschleunigungs- und Neigungsmesser (STATIL), der durch einen internen Schlagmechanismus in den Boden vordringt. Die thermischen Sonden befinden sich dabei auf einem 5 Meter langem Flachbandkabel namens „Science Tether“, das die Temperatur und den Gradienten bis in diese Tiefe messen soll. Beim DLR Bremen waren die Abteilungen „Lande- und Explorationstechnologie“  sowie „Mechanik & Thermalsysteme“ daran beteiligt.

Das Instrument kann Messungen zur Klärung einer Reihe wichtiger Fragestellungen der Planetenwissenschaften wie z.B. die Entwicklung von ehemaligen und vielleicht sogar heutigen Habitaten oder die Funktionsweise geologischer Prozesse durchführen. Vor der Neudefinition der Exomars Mission Anfang 2009, welche zu einer Streichung aller geophysikalischer Experimenten führte, war HP3 Teil der sog. Humboldt-Nutzlast. In der Entscheidung des Discovery Programms der NASA 2012 wurde der Mole als eine Nutzlast bei der Mission InSight ausgewählt. Darüber hinaus ergeben sich weitere Einsatzmöglichkeiten, wie z.B. auf dem Mond (International Lunar Networks, etc.). Der erfolgreiche Start der Mission erfolgte am 05.05.2018, die erfolgreiche Landung hat am 26.11. dieses Jahres stattgefunden. Der "Maulwurf" wird im Februar 2019 auf die Marsoberfläche abgesetzt und seine Arbeit aufnehmen.

Der Mole basiert auf dem beim DLR für die Beagle-2-Mission entwickelten „PLUTO“ Mole (PLanetary Underground Tool) und liefert durch einen internen Schlagmechanismus die Vorwärtsbewegung des Systems Mole + „Science Tether“ in den Boden. Der Mole enthält die aktive Wärmesonde TEM-A sowie STATIL, beide mit notwendiger Elektronik, die durch eine Schwingungsisolierung gegen die Stöße beim Betrieb des Moles  isoliert ist. Über das   „Science Tether“ werden Energie und Daten zwischen der Haltestruktur des Moles, die an der Oberfläche verbleibt („Support System“), und Mole selbst übertragen. Ein weiteres Flachbandkabel („Engineering Tether“) verbindet das „Support System“ mit dem Marslandefahrzeug. Während des Abstiegs sollen vor allem thermische, aber auch mechanische Eigenschaften unterhalb der Oberfläche in verschiedenen Tiefen gemessen werden. Nach Erreichen der Endtiefe von 3 – 5 m kann über mehrere Monate der Temperaturgradient entlang der Bohrtiefe überwacht werden, um hieraus zusammen mit den Messungen der physikalischen Bodeneigenschaften, den Wärmestrom aus dem Inneren des Planeten zu bestimmen.