27.12.2018

Glück ab!

Optimaler Ort für Marsmaulwurf festgelegt, an dem er sich in den Boden hämmern soll.

Es war eine zentimetergenaue Detail­arbeit: In den vergangenen Wochen haben DLR-Forscher jeden Stein auf den Bildern der InSight-Lande­stelle vermessen und mit dem Radio­meter des HP3-Experiments den Staub an der Mars­ober­fläche analysiert, um gemeinsam mit den amerikanischen und französischen Kollegen die idealen Absetz­stellen für die Instrumente der InSight-Mission zu identifizieren. Schließlich bildeten Wissen­schaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Kalifornien auf Grund­lage der Unter­suchungen InSights angrenzende Umgebung exakt im Labor nach und testeten die Absetz­manöver mit einem Nach­bau der NASA-Sonde. Mit der nun erfolgten Platzierung des Seismo­meters vor dem Lander beginnt die Erkundung des Mars­inneren. Der Mars­maul­wurf des Deutschen Zentrums für Luft- und Raum­fahrt (DLR) wird Ende Januar 2019 einen Meter östlich des Seismo­meters positioniert werden. Ein vier­köpfiges Team des Kölner DLR-Nutzer­zentrums für Weltraum­experimente verbleibt für die Über­wachung des Experiments auch über Weihnachten und Silvester in Kalifornien.

Abb.: Erstes vollständiges Selfie von InSight mit Solarmodulen und der...
Abb.: Erstes vollständiges Selfie von InSight mit Solarmodulen und der Plattform mit wissenschaftlichen Instrumenten und UHF-Antenne (Bild: NASA / JPL-Caltech)

„Wir sind sehr glücklich über InSights sandig flache Lande­stelle, sagt der wissenschaftliche Leiter des Experiments Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planeten­forschung in Berlin. „Nach intensiver Analyse der geologischen Gegeben­heiten, in die sich viele DLR-Kollegen des HP3-Teams intensiv ein­gebracht haben, können wir auf­atmen. Ohne größere Steine im Arbeits­bereich des robotischen Arms oder Fragmente, die auf größere Steine direkt unter der Oberfläche schließen lassen, ist uns die Auswahl der Absetz­stelle für HP3 schließlich deutlich leichter als erwartet gefallen.“ Die jetzt fest­gelegte Absetz­stelle befindet sich in rund 1,60 Meter Entfernung mit möglichst großem Abstand zur Mutter­sonde. Das verhindert Schatten­würfe, die sonst die Temperatur­messungen mit HP3 stören würden.

Bei Auswahl und Tests der Absetz­stellen mussten die Forscher auch sicher­stellen, dass die empfindlichen Kabel, die die Instrumente am Boden mit der Mutter­sonde verbinden, nicht an scharfen Fels­kanten verfangen oder reiben. Auch hierbei war die flache, weitest­gehend stein­freie Umgebung hilf­reich. „Vermutlich ist InSight am 26. November 2018 in einem mit Sand aufgefüllten Meteoriten­krater gelandet“, erklärt Matthias Grott die geologischen Gegebenheiten. „Das sollte es dem Mars­maul­wurf erleichtern, wie geplant in bis zu fünf Meter Tiefe für Temperatur und Wärme­fluss­messungen vorzu­dringen.“ Aller­dings bleibt es Ende Januar spannend, welche Verhältnisse der Maul­wurf unter der Mars-Ober­fläche vorfindet. „Unter der Lande­sonde haben wir größere Steine gesehen, die natürlich auch tiefer auf­treten könnten“, so der DLR-Planeten­forscher über die bleibende Anspannung.

Aktuell befindet sich HP3 noch auf der InSight-Lande­platt­form. Dort haben die Wissen­schaftler bereits das Radio­meter des Experiments in Betrieb genommen, das unter anderem die Ober­flächen­temperatur auf dem Mars registriert. Diese soll später mit den Temperatur­messungen des Maul­wurfs im Unter­grund verglichen werden. „Derzeit kalibrieren wir unser ‚Mars­thermometer‘, wobei uns erste Daten zeigen, dass es wie erwartet an der Lande­stelle in der Ebene Elysium Planitia nachts mit etwa minus neunzig Grad Celsius empfindlich kalt ist und sich am Tage die oberste Sand­schicht in der Mittags­sonne auf bis zu 15 Grad Celsius erwärmen kann“, sagt Operations­manager Christian Krause vom DLR-Nutzer­zentrum für Weltraum­experimente. „Über den Jahres­wechsel werden wir den Einsatz von HP3 weiter vorbereiten. Dabei kümmern wir uns um Testläufe zum Vor­heizen des Maul­wurf-Motors und der Kabel für das Aussetzen des Instrumentes. An Heilig­abend und am ersten Weihnachts­feiertag haben wir kurz frei, dann geht es direkt weiter.“

Das Operations-Team um Christian Krause wird Ende Januar auch das für mehrere Wochen geplante Hämmern in den Mars­boden kommandieren. Später, nach Erreichen der Ziel­tiefe, sollen die Daten der Temperatur- und Wärme­fluss­messungen am Kontroll­zentrum beim DLR in Köln empfangen, aufbereitet und dann von den Wissen­schaftlern am DLR-Institut für Planeten­forschung in Berlin ausgewertet werden. Zwei Jahre lang werden 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 und schluss­folgern, wie sich das Innere des Mars entwickelt hat, wie aktiv er heute noch ist, ob der Planet noch immer über einen heißen flüssigen Kern verfügt und was die Erde im Vergleich zum Mars so besonders macht.

Zuerst ist aber nun am Morgen des 20. Dezember 2018 (MEZ) das unter der Leitung der französischen Raum­fahrt­agentur CNES gebaute Seismo­meter SEIS erfolg­reich ausgesetzt worden. Erste Bilder zeigen das Instrument, wie es exakt 1,64 Meter vor dem Lander steht. „Mit dem Seismo­meter können wir Boden­bewegungen des roten Planeten, die von Mars­beben oder Meteoriten­einschlägen hervor­gerufen werden, detailliert unter­suchen“, sagt der am SEIS-Experiment beteiligte Planetenforscher Martin Knapmeyer. „Durch die Analyse, wie seismische Wellen durch die verschiedenen Schichten des Planeten laufen, können wir als Seismo­logen die Tiefen dieser Schichten ableiten und heraus­finden, woraus sie bestehen, ähnlich wie bei einer medizinischen Ultraschall­untersuchung.“ SEIS wird nach ersten Tests im Januar mit einer vor Wind und Temperatur­schwankungen schützenden Haube über­deckt werden, um die empfindlichen Sensoren von Störungen abzu­schirmen.

DLR / DE

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