Während der vergangenen Woche bestand das Konzept der zukünftigen Marsmission InSight eine letzte Begutachtung. Nach der finalen Freigabe durch die verantwortliche NASA-Kommission kann jetzt mit dem Bau des Marslanders begonnen werden.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.
(Bild: NASA, JPL-Caltech)
Im Rahmen ihres Discovery-Programms absolviert die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA in regelmäßigen Abständen kleinere und relativ kostengünstige Raummissionen mit einem Budget von bis zu etwa 500 Millionen US-Dollar, mit denen in erster Linie wissenschaftliche Fragestellungen in Rahmen der Erkundung unseres Sonnensystems beantwortet werden sollen. Am 20. August 2012 gab die NASA bekannt, dass für die nächste Discovery-Mission der Marslander InSight ausgewählt wurde (Raumfahrer.net berichtete).
InSight steht als Abkürzung für “Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport“. Der Lander soll im März 2016 von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien aus zu unserem Nachbarplaneten aufbrechen und nach seiner Landung im September 2016 den inneren Aufbau des Mars untersuchen. Das primäre wissenschaftliche Ziel der InSight-Mission besteht darin, zum ersten Mal überhaupt durch direkte Messungen einen Einblick in das Innere des Planeten Mars zu gewinnen. Der Mars dient hierbei allerdings lediglich als ein Vertreter der Klasse der terrestrischen Planeten. Durch das Studium der Struktur und der Zusammensetzung des Marsinneren erhoffen sich die Planetenforscher nicht nur fundamentale Erkenntnisse über den Mars, sondern auch über die verschiedenen Prozesse, welche bei der Entstehung und Entwicklung eines erdähnlichen Planeten ablaufen.
Die Mission InSight ist ein Gemeinschaftsprojekt des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, der französischen Weltraumagentur CNES und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Neben deren Mitarbeitern sind außerdem Wissenschaftler von verschiedenen US-amerikanischen Einrichtungen sowie Forscher aus Österreich, Belgien, Kanada, Japan, Polen, Spanien, der Schweiz und aus Großbritannien in die Mission eingebunden. Für den Bau der Raumsonde ist die Firma Lockheed Martin Space Systems verantwortlich. Die Mission wird von Dr. Bruce Banerdt vom JPL, einem der renommiertesten US-amerikanischen Marsforscher, geleitet. Das Design von InSight beruht auf dem Aufbau der Marslander-Mission Phoenix, welche im Jahr 2008 über einen Zeitraum von fünf Monaten in der Nordpolregion unseres Nachbarplaneten aktiv war. Im Gegensatz zu Phoenix soll InSight allerdings über einen Zeitraum von 24 Monaten Daten sammeln.
Die Instrumente von InSight
Hierbei werden drei Instrumentenpakete zum Einsatz kommen, von denen zwei von europäischen Einrichtungen beigesteuert werden.
Ein Seismometer zum Nachweis von ‘Marsbeben’, welches unter der Leitung des französischen Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) entwickelt wurde, soll die bei einem Beben auftretenden seismischen Wellen registrieren. Durch die Aufzeichnung und Auswertung der Stärke und des Verlaufs der Amplitude und der Laufzeiten der Bebenwellen, welche sich vom Hypozentrum eines Bebens ausgehend durch das gesamte Innere des Planeten fortpflanzen, sollen neue Erkenntnisse über die Zusammensetzung, die Beschaffenheit und die Ausdehnung der Planetenkruste, des Mantels und des Planetenkerns gewonnen werden.
Ein weiteres Instrument trägt die Bezeichnung “Heat Flow and Physical Properties Package” oder kurz “HP3”. Hierbei handelt es sich um einen mit verschiedenen Messinstrumenten ausgerüsteten elektromechanischen ‘Maulwurf’, welcher vollautomatisch bis zu fünf Meter tief in den Marsboden vordringen soll. Mit seinen Sensoren soll HP3 den Wärmefluss, die elektrische Leitfähigkeit, die Temperaturverteilung, die physikalischen Eigenschaften und den Wassergehalt in diesem Bereich des Untergrundes bestimmen. Aus den so zu gewinnenden Daten erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die thermische Entwicklung des gesamten Planeten, denn aus der Vermessung des Wärmeflusses direkt unter der Oberfläche lässt sich auch auf die gegenwärtig stattfindende thermale Aktivität im Marskern schließen. Diese wiederum liefert Hinweise über die fortwährend erfolgende Abkühlung des Kerns und dessen Zusammensetzung.
An der Entwicklung dieses Gerätes war das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) maßgeblich beteiligt. Die Sensoren von HP3 wurden am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof in Zusammenarbeit mit dem Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in Graz entwickelt. Die Tests für den elektromechanischen Schlagmechanismus wurden dagegen in Bremen am dortigen DLR-Institut für Raumfahrtsysteme durchgeführt.
Bei dem dritten Experiment handelt es sich um das “Rotation and Interior Structure Experiment” (kurz “RISE”) zur Erforschung des Planetenaufbaus und der inneren Struktur des Mars. Hierbei soll das X-Band-Kommunikationssystem von InSight dazu genutzt werden, um eine durch gravitative Einflüsse verursachte Dopplerverschiebung in den Radiosignalen des Landers zu ermitteln. Durch eine äußerst präzise Messung der Doppler-Signatur der von dem Lander ausgestrahlten Funksignale lassen sich minimale Veränderungen in der Achsenausrichtung des Planeten registrieren. Diese Veränderungen ermöglichen den Wissenschaftlern wiederum Rückschlüsse über die innere Struktur des Planetenmantels und des Kerns sowie über die dortigen Masseverteilungen. Für die Entwicklung des RISE-Experiments ist die US-amerikanische Firma Lockheed Martin zuständig.
Des weiteren soll InSight mit zwei Kameras, einer vom spanischen Centro de Astrobiologia beigesteuerten Wetterstation und einem Magnetometer zur Untersuchung der Ionosphäre des Mars ausgestattet werden.
(Bild: NASA, JPL-Caltech)
Critical Design Review bestanden
Während der vergangenen Woche wurde die InSight-Mission von den Verantwortlichen der NASA einer letzten Begutachtung, der “Critical Design Review”, unterzogen. Hierbei stellten die einzelnen Teamleiter noch einmal ihre jeweiligen Arbeiten und deren bisherigen Verlauf vor. Am vergangenen Freitag erteilte die zuständige Kommission schließlich ihre Zustimmung für die Fortsetzung der Arbeiten an InSight.
“Unsere Partner in der ganzen Welt haben in der letzten Zeit erhebliche Fortschritte bei ihren Arbeiten erreicht und sind bereit, ihre Komponenten rechtzeitig zum Beginn der Systemintegration zu liefern” so Tom Hoffman, der Projektmanager der InSight-Mission am JPL in Pasadena/Kalifornien. Die Montage der Raumsonde soll noch im November 2014 beginnen und stellt den nächsten großen Meilenstein des Projektes dar. “Unsere Aktivitäten verlagern sich jetzt von der Phase des Entwurfs und der Analyse hin zum Bauen und Testen der Hard- und Software, die uns zum Mars bringen und das Erreichen der Missionsziele gewährleisten wird.”
Bereits vor diesem finalen ‘Go’ wurde während der letzten Jahre im Rahmen von mehreren Workshops eine Liste der möglichen Landegebiete für den Marslander erstellt und anschließend ausgewertet. Derzeit stehen noch vier potentielle Landestellen zur Debatte, welche sich alle im Bereich der Region Elysium Planitia – einer ausgedehnten Ebene im nördlichen Tiefland des Mars – und dort unmittelbar nördlich des Marsäquators befinden (Raumfahrer.net berichtete).
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