Lecksuche verzögert Mars-Mission
Seismometer bei tiefen Temperaturen nicht vakuumdicht.
Ein Vakuumleck wirft alle Pläne, im Frühjahr mehrere Messinstrumente in Richtung Mars zu schicken, über Bord. „Not that big a technology!“, urteilte Bruce Banerdt, führender Wissenschaftler der InSight Mission am Jet Propulsion Laboratory JPL, über die Vakuumtechnologie, die nun für einen zunächst unabsehbaren Aufschub sorgt. Und so überrascht es auch, dass alle Versuche, das Leck an einem der Hauptmessinstrumente der Mission zu reparieren, fehlschlugen. Im März sollte die Mission zur Untersuchung der geologischen Gegebenheiten auf dem Mars, die Interior Exploration using Seismic Investigations Geodesy and Heat Transport (InSight), mit einem Start der Sonde von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien starten. Vor dem Hintergrund der Lecksuchproblematik entschlossen sich die für die Mission hauptverantwortlichen NASA Manager nun zwei Tage vor Weihnachten, den Start von InSight zu verschieben.
Abb.: Vorbereitungen des immer noch Leck behafteten Seismometers SEIS im Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) in Toulouse vor dessen Transport zur Lockheed Martin Corporation nach Denver. (Bild: CNES / E. Grimault)
Bei dem betroffenen Instrument handelt es sich um ein Seismometer der französischen Raumfahrtbehörde Centre National d'Études Spatiales (CNES). Damit das Gerät SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) auch kleinste Bewegungen des Marsuntergrunds messen und aufzeichnen kann, muss es durch eine Vakuumversiegelung seiner drei Hauptsensoren vor den rauen Bedingungen auf dem Mars geschützt werden.
„Die Untersuchungen des Marsinneren sollen zu einem erweiterten Verständnis der Entstehung und Entwicklung aller Planeten – auch der Erde – führen“, erklärt Banerdt. „Anders als auf der Erde, sind auf dem Mars Spuren einer frühen Planetenentwicklung sichtbar. Neues Wissen über Kern, Mantel und Kruste des Mars zu gewinnen, hat eine hohe Priorität in der Planetenforschung. InSight wurde genau zu diesem Zweck entwickelt.“
Bereits im Laufe des Jahres verhinderte ein Leck in der Seismometerhülle, dass das Vakuum in Inneren gehalten werden konnte. Nach erfolgreicher Beseitigung des Lecks hofften die Wissenschaftler auch auf eine schnelle Lösung des jüngsten Problems. Im Rahmen von Tests bei besonders tiefen Temperaturen (- 45°C) versagten die Vakuumdichtungen jedoch wieder. NASA Mitarbeiter entschieden daher, dass die Zeit bis zum geplanten Start zur Beseitigung des Lecks und für anschließende gründliche Tests nicht ausreichen, um den Erfolg der Mission zu sichern.
„Erstmalig wurde ein so empfindliches Messgerät entwickelt. Wir hatten den Erfolg schon von Augen als eine Unregelmäßigkeit auftrat. Unsere Teams werden eine Lösung finden, aber nicht mehr rechtzeitig für einen Start im März“, sagte Marc Pircher, Direktor des CNES-Zentrums in Toulouse.
Das für den Transport der Messinstrumente von Lockheed Martin gebaute Raumfahrzeug war am 16. Dezember zur Vandenberg Air Force Base transportiert worden und muss nun zurück nach Denver gebracht werden. Die Planetenkonstellation eröffnet alle 26 Monate ein Zeitfenster von wenigen Wochen für einen Start zum Mars. Nachdem das für InSight errechnete Fenster vom 4. bis 30. März 2016 nun nicht für den Start wahrgenommen werden kann, verzögert sich die Mission damit um mindestens zwei Jahre.
„Auch in 2008 fällten wir die schwierige aber korrekte Entscheidung, den Start des Mars Science Labors um zwei Jahre zu verschieben, um den Erfolg der Mission zu gewährleisten“, sagte Jim Green, Direktor der Planetary Science Division in Washington. „Der Erfolg des zu dieser Mission gehörenden Rovers Curiosity hat mittlerweile alle Enttäuschungen über die damaligen Verzögerungen wettgemacht.“
Abb.: In fernere Zukunft verschoben: die Untersuchungen des Marsinneren durch die Sonde InSight sind weiterhin vorerst nur auf Schaubildern zu betrachten. (Bild: NASA/JPL-Caltech)
Neben dem Seismographen SEIS gehört auch ein Explorationspaket des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zur InSight-Mission – ein unter dem Namen HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) operierender elektromechanischer Maulwurf, der durch einen internen Schlagmechanismus in den Marsboden vordringen und den Temperaturgradienten bis zu einer Tiefe von fünf Metern messen soll.
Das InSight-Projekt gehört zu der ehrgeizigen „Journey to Mars“-Mission der NASA, in deren Rahmen in absehbarer Zukunft auch Menschen zum Mars geschickt werden sollen. Unbemannte Raum- und Geländesonden, wie die Rover Opportunity and Curiosity oder der geplante Mars 2020 Rover, sollen neben naturwissenschaftlichem Grundlagenwissen auch die auf dem Mars vorherrschenden Bedingungen aufklären und so eine bemannten Mission vorbereiten. Bis auf InSight verlaufen alle weiteren diesem Ziel untergeordneten Arbeiten nach Plan und werden ungeachtet dieses temporären Rückschlags fortgesetzt.
Die Raumfahrt stellt durch ihre extremen Anforderungen immer wieder als völlig beherrschbar geltende Technologien ins Rampenlicht – wie zum Beispiel die Materialwissenschaft oder die Vakuumtechnologie – und zeigt einmal mehr, wie wichtig gewissenhafte Weiterentwicklungen in diesen oft unterschätzten Bereichen sind.
NASA / LK
