Mars Express – Erfolg von MARSIS

Das an Bord von Mars Express mitfliegende MARSIS-Instrument zur Tiefensondierung der Marsoberfläche hat sich bewährt und gewährt Einblicke in den Untergrund. Jetzt werden neue Ziele im Sonnensystem für diese Technik gesucht.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: ESA, NASA/JPL.

ESA
Künstlerische Darstellung von Mars Express mit den 3 ausgefahrenen MARSIS-Antennen.
(Bild: ESA)

MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) ist ein Radarinstrument zur Tiefenvermessung der Marsoberfläche. Seine drei Antennen (2 x 20 m, 1 x 7 m) wurden 2005 ausgefahren. Sie senden langwellige Radarimpulse zur Oberfläche. Ein Teil der Impulse dringt dabei mehrere Kilometer tief in die Kruste ein. Aus ihrem Radarecho können Rückschlüsse auf Struktur und Zusammensetzung der Marsoberfläche gezogen werden. Vor allem Erkenntnisse über Menge und Verteilung gefrorenen Wassers im Marsboden war das Ziel dieses Experiments.

MARSIS war der erste Versuch, diese Technik zur Erkundung auf einem anderen Himmelskörper einzusetzen. Unsicherheit bestand über die Störeffekte auf die wissenschaftliche Ausbeute und die Datenqualität durch Oberflächen- und Atmosphäreneigenschaften. Jetzt steht fest, dass das Experiment sehr erfolgreich arbeitet. Am Marssüdpol konnte bis in einer Tiefe von 3,7 km “geschaut” werden. Mittels MARSIS konnten so u.a. die Polkappen des Mars´ charakterisiert werden. Diese bestehen größtenteils aus Wassereis, dessen Menge und Verteilung jetzt bekannt ist.

Forscher denken jetzt über Verwendung der Technik bei weiteren Missionen zu anderen Himmelskörpern nach.

Aufnahmen der gleichen Region am Marssüdpol durch MARSIS und SHARAD. Zu erkennen sind die unterschiedlichen Auflösungen der beiden Instrumente bzgl. Größe und Tiefe.
(Bild: MARSIS: ESA/NASA/ASI/JPL-Caltech/University of Rome; SHARAD: NASA/JPL-Caltech/ASI/University of Rome/Washington University in St. Louis)

Naheliegende Ziele wären Jupiters Mond Europa und Saturns Monde Enceladus und Titan. Bei Europa und Enceladus könnte mit dieser Technik ein globaler Blick unter ihre Eispanzer bis in 20 km Tiefe gelingen. Auf Titan könnten die Kohlenwasserstoffseen erforscht werden. Auch Kometen und Asteroiden könnte man weitere Geheimnisse entlocken. Eine Anwendung bei einer Mission zu diesen Himmelskörpern scheint damit wahrscheinlich.

Neben MARSIS an Bord von Mars Express fliegt ein ähnliches Instrument an Bord der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter. SHARAD (Shallow Subsurface Radar) nutzt eine kürzere Wellenlänge, um eine höhere Auflösung zu erzielen. Seine Wellen können dabei nicht so tief in den Boden eindringen (s. Abb. rechts). Die globalen Daten beider Experimente ergänzen sich ideal.

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