Deutsche Technik hämmert auf den Mars ein

Der Marsmaulwurf HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit dem robotischen Arm des NASA-Landers InSight ausgesetzt worden.

Am 12. Februar 2019 um 19:18 Uhr MEZ war es soweit. Senkrecht auf flachem Grund steht er jetzt bereit für seine historische Mission. In den kommenden Wochen soll die ferngesteuerte kleine Rammsonde erstmals in der Geschichte der Raumfahrt bis zu fünf Meter tief in den Marsboden eindringen, um Temperatur und Wärmeleitfähigkeit des Untergrunds zu messen und daraus den Wärmestrom aus dem Inneren des Mars zu bestimmen.

Abgesetzt auf dem Marsboden

“Wir sind froh, dass das Absetzen unseres HP³-Experiments auf dem Marsboden so einwandfrei geklappt hat”, sagt der leitende Wissenschaftler des Experiments, Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin. HP³ steht nun stabil rund eineinhalb Meter von der Muttersonde entfernt. “Jetzt hoffen wir, dass dem ‘Mole’, unserem Maulwurf, kein größerer Stein auf seinem Weg in den Untergrund in die Quere kommt”, so Spohn weiter.

Der Wärmestrom gibt den Forschern eine Kennzahl zur thermischen Aktivität des Roten Planeten. Daraus lässt sich schließen 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. Zuvor wurde bereits das Seismometer SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) mitsamt einer zusätzlichen Schutzabdeckung gegen Wind und Temperaturschwankungen in ähnlicher Entfernung wie HP³ von der InSight-Muttersonde auf den Marsboden gesetzt. SEIS und HP³ stehen etwa einen Meter voneinander entfernt.

Thermische Evolution: Warum Wärme soviel verrät

“Thermophysikalisch gesehen, kann man Planeten als Wärmekraftmaschine begreifen, die Vulkanismus, Tektonik, und Magnetismus erzeugt”, erklärt Prof. Tilman Spohn. Wärmeflussmessungen sind wichtige Randbedingungen für die Modellierung der thermischen Entwicklung der Erde, des Mars und anderer Planeten. Während das Seismometer und die Beobachtung der Schwankungen der Rotationsachse mit dem InSight-Experiment RISE (Rotation and Interior Structure Experiment) den inneren Aufbau des Mars erhellen, schränkt der gemessene Wärmestrom Hypothesen über die Entwicklung des Mars ein.

Nach weitgehender Überzeugung der Wissenschaftler hat die geologische Entwicklung eines Planeten große Bedeutung für seine Lebensfreundlichkeit bis hin zu den Ereignissen, die das Leben überhaupt entstehen lassen. Auf der Erde bildeten sich im Laufe der Entwicklung Kontinente und Ozeane, die sich tektonisch ständig gegeneinander verschieben und verändern. Die Flachmeere der Kontinente oder die Vulkanketten in den Ozeanen könnten die Orte gewesen sein, an denen das Leben entstand.

Dem Mars fehlen diese tektonischen Elemente. Vermutlich einerseits, weil er kleiner ist, andererseits, weil er nicht genügend Wasser hat, um den Prozess der Plattentektonik, wie auf der Erde, über einen längeren Zeitraum oder dauerhaft zu “schmieren”. Zwar hatte der frühe Mars mehr Wasser und Eis als heute und war durchaus zumindest zeitweise lebensfreundlich. Mit Hilfe der Messungen von InSight wollen die Forscher die planetenphysikalischen Aspekte dieser komplexen Zusammenhänge besser verstehen.

In die Tiefe – das ist der Hammer!

Dafür zieht der Maulwurf hinter sich ein mit Temperatursensoren bestücktes, fünf Meter langes Flachbandkabel in den Marsboden hinein, mit dem nach Erreichen der Zieltiefe die Temperaturverteilung mit der Tiefe und ihre Änderung mit der Zeit gemessen wird. Ergänzend misst das am InSight-Lander angebrachte Radiometer (Infrarotstrahlungsmesser) die Temperatur des Marsbodens an der Oberfläche. Derzeit wird der Betrieb des DLR-Instruments vorbereitet und geplant.

Die Bilderfolge zeigt das DLR-Experiment HP³ auf dem Marsboden: Am 12. Februar 2019 wurde das DLR-Experiment HP³ von dem robotischen Arm des NASA-Landers InSight auf dem Mars abgesetzt.

HP³-Experiment links neben dem Seismometer SEIS: Das Experiment HP³ steht nun in rund einem Meter Entfernung links neben dem Seismometer SEIS. Beide Experimente wurden vom robotischen Arm des NASA-Landers InSight auf dem Marsboden abgesetzt.

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. Das Gestell mutet hier zwar etwas an wie ein Trojanisches Pferd. Wesentliche Bestandteile von HP3 sind aber 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.

Selfie der InSight-Landesonde auf dem Mars: InSight’s erstes vollständiges Selfie auf dem Mars. Es zeigt die Solarmodule und die Plattform des Landers. Auf der Plattform befinden sich seine wissenschaftlichen Instrumente und die UHF-Antenne.

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