Mit dem Schlagbohrer zum roten Planeten

Die im Dezember 2015 auf Eis gelegte Mars­mission InSight macht sich voraus­sichtlich im Mai 2018 auf den Weg zum roten Planeten. Technische Schwierig­keiten mit einem der beiden Haupt­experimente, dem Seismo­meter, hatten dazu geführt, dass die ameri­kanische Welt­raum­behörde NASA den ursprüng­lich für März 2016 geplanten Start absagte. Nun fiel die Ent­scheidung: Die Mission erhält Aufschub und einen neuen Start­termin in zwei Jahren. „Das sind für uns sehr gute Nach­richten“, sagt Tilman Spohn vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raum­fahrt. Er ist wissen­schaftliche Leiter für das zweite Haupt­experiment, das Sensor­paket „Heat Flow and Physical Proper­ties Package“ HP3 des DLR. Zu diesem Experiment gehört ein „Maul­wurf“, der sich auf dem Mars bis zu fünf Meter tief in den Boden hämmern und die Wärme­ströme im Inneren des Planeten messen soll – „eine Messung, die wir zum ersten Mal durch­führen und die uns Infor­ma­tionen über die Ent­wicklung des Planeten und seinen Wärme­haushalt liefern soll“, so Spohn.

Geplant ist der Start nun für den 5. Mai 2018, gut ein halbes Jahr später könnte am 26. November 2018 die Landung statt­finden. Das gibt der franzö­sischen Raum­fahrt­agentur CNES, die für das Seismo­meter verant­wortlich ist, die Möglich­keit, nach den Ursachen des aufge­tretenen Vakuum­lecks bei dem Instrument zu suchen, das Problem zu beheben und 2017 das Seismo­meter erneut zu testen. Für die Planeten­forscher des DLR bedeutet die Ver­zögerung der Mission, dass Teile des Sensor­pakets wieder nach Deutsch­land trans­portiert, dort gelagert und erneut kali­briert werden müssen.

„Das ist uns aber viel lieber als eine komplette Absage der Mission“, betont Spohn. In den ver­gangenen Monaten hatten die Wissen­schaftler unruhig darauf gewartet, wie die Ent­scheidung der NASA aus­fallen würde. Die InSight-Mission gehört zum Discovery-Programm und unter­liegt dessen strengen Regeln – diese sehen eine kurze Entwicklungs­dauer, einen pünkt­lichen Start und einen engen Kosten­rahmen vor. Für InSight ist die NASA aller­dings von diesen strikten Regeln etwas abge­wichen. „Die InSight-Mission ist eine Ausnahme-Mission, die sich der geo­physika­lischen Erforschung des Mars widmet“, erläutert Spohn.

Was 2018 als vollautomatischer Schlagbohrer zum Mars reisen soll, hat bisher nur einen Vor­läufer: Die Astro­nauten der Apollo-17-Mission ver­wendeten einen hand­betriebenen Bohrer, um in bis zu drei Metern Tiefe auf dem Mond Messungen vor­zu­nehmen. „Im Prinzip sind das zwar einfache Messungen, aber in der Aus­führung sind sie kompli­ziert“, sagt Spohn. Der „Maul­wurf“ des DLR bringt Temperatur­sensoren Zenti­meter für Zenti­meter in den Mars­boden. Getestet wurde das Verfahren unter anderem am DLR-Institut für Raum­fahrt­systeme in einer meter­hohen, mit Sand gefüllten Röhre. Ein Radio­meter am Instrument über­wacht die Tempe­ratur der Ober­fläche am Lande­platz. Aus beiden Daten­sätzen – der Messung an der Ober­fläche und im Inneren – können die Wissen­schaftler dann auf den Wärme­fluss des Planeten schließen. „Aus diesen Erkennt­nissen lernen wir dann auch mehr über die Ent­wicklung unserer Erde“, so Spohn. Betrieben wird das Instrument des DLR nach der Landung vom DLR-Nutzer­zentrum für Weltraum­experimente in Köln.

Neben der InSight-Mission ist das DLR an weiteren Mars­missionen beteiligt: Seit über zwölf Jahren arbeiten die Wissen­schaftler des DLR-Instituts für Planeten­forschung unter anderem mit einer Kamera an Bord von „Mars Express“. Auch bei der Aus­wahl der Lande­plätze für Mars-Missionen bringen die DLR-Planeten­forscher ihre Expertise ein. Das DLR-Institut für Luft- und Raum­fahrt­medizin ist mit einem Strahlungs­detektor auf dem Mars-Rover Curiosity vertreten. An der ExoMars-Mission der euro­päischen Weltraum­organi­sation ESA, die voraus­sichtlich am 14. März 2016 startet, ist das DLR unter anderem an der Kamera des Orbiters beteiligt und misst mit Sensoren im Schutz­schild des Landers Schiapa­relli die Temperatur während des Eintritts in die Mars­atmosphäre.

DLR / RK