Vandenberg, 5. Mai 2018 — Die NASA-Sonde InSight ist auf dem Weg zum Mars. Sie stieg am Samstag um 13.05 Uhr deutscher Zeit an der Spitze einer Atlas V-Trägerrakete von der Air Force Basis Vandenberg (Kalifornien) auf. Am 26. November soll sie auf dem Roten Planeten etwas nördlich des Äquators in der Ebene Elysium Planitia landen und ihre Funktion als geophysikalisches Observatorium aufnehmen. Damit wird erstmals eine Mars-Mission die Erkundung des Planeteninneren und seiner viereinhalb Milliarden Jahre währenden Entwicklung zum Forschungsschwerpunkt haben, wie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ( DLR) mitteilte.
Das DLR steuert zur InSight-Mission mit HP3 eines der drei Hauptexperimente bei. Dabei handelt es sich um eine kleine Rammsonde, die sich fünf Meter tief in den Marsboden hämmern wird, um dabei in unterschiedlichen Tiefen die Temperatur und die Wärmeleitfähigkeit zu messen. Zur Anwendung kam die ressourcensparende DLR-Schlüsseltechnologie bereits ganz irdisch im Straßenbau in China, in der Agrarwirtschaft in Polen und in der Lawinenüberwachung in der Schweiz.
„Die InSight-Mission erfüllt einen lang gehegten Wunsch der Planetenforscher: Ein geophysikalisches Observatorium auf einem erdähnlichen Planeten“, erklärte Tilman Spohn, Leiter des Experiments HP3 vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin. Der Mars sei als Ziel ideal, er sei gut zu erreichen und ein ideales Vergleichsobjekt zur Erde. „Dort verlangsamten sich die Prozesse, die sich nach der Bildung eines Metallkerns im Planeteninneren und des darüber liegenden Gesteinsmantels und der Kruste abspielten, wesentlich rascher als auf der Erde.“ Im Mars seien deshalb möglicherweise bis heute die „Fingerabdrücke“ jener Vorgänge, die in den erdähnlichen Planeten Kern, Mantel und Kruste bildeten, erhalten geblieben. „Verstehen wir diese Entwicklung auf dem Mars, dann verstehen wir auch viel besser, wie sie sich auf der Erde bis hin zur Bildung und Bewahrung des Lebens abspielte und sich Mond, Venus und Merkur entwickelten.“
Die Mission InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) wurde im August 2012 als zwölfte Discovery-Mission ausgewählt. Wie alle bisherigen Missionen dieses Programms der NASA untersucht auch InSight mit einer vergleichsweise kleinen Mission ein eher spezielles Thema der Planetenforschung. Zusammen mit der Transfer-Oberstufe hat die Mission nur eine Masse von 727 Kilogramm, die eigentliche Landesonde bringt sogar nur 360 Kilogramm auf die Waage.
Hauptbestandteil des Landers ist eine Plattform von zwei Metern Durchmesser, auf der die meisten Systemkomponenten, die Experimente in ihrem Reisemodus, die Antennen, der Bordcomputer, die Bremstriebwerke, die Treibstofftanks und drei Teleskopbeine angebracht sind. Nach der Ankunft am Mars wird ein Roboterarm zunächst das französische Marsbeben-Observatorium SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) auf die Oberfläche setzen, an dem das DLR ebenfalls beteiligt ist. Das Seismometer zeichnet die von Marsbeben und Meteoriteneinschlägen ausgehenden Wellen auf, die durch den Planeten laufen.
Anschließend wird um die Jahreswende 2018/19 das Experiment HP3 von der Plattform auf den Marsboden gesetzt. HP3 ist eine Abkürzung, die für Heat Flow and Physical Properties Package steht. Das Experiment besteht aus dem auf dem Marsboden stationierten Gehäuse, an dessen Vorderseite eine vertikale Vorrichtung angebracht ist. Darin befindet sich eine 40 Zentimeter lange Rammsonde von 27 Millimetern Durchmesser – von den Wissenschaftlern Maulwurf (engl. mole) genannt –, die sich mit einem elektrisch angetriebenen Hammerschlagmechanismus über mehrere Wochen Zentimeter für Zentimeter in den Marsboden treiben wird. Die maximal erreichbare Tiefe beträgt fünf Meter.
Das Herzstück des Experiments besteht aus einem mit Temperatursensoren bestückten Flachbandkabel, das vom Hammermechanismus in den Marsboden eingebracht wird. Einmal im Boden, werden vor Ort bis zu zwei Jahre lang Bodentemperaturmessungen durchgeführt, um das Temperaturgefälle im Untergrund zu bestimmen. Zum Experiment gehört ferner das Radiometer RAD auf der Landesonde, mit dem die Temperatur der Marsoberfläche bestimmt werden kann. Die Kenntnis der Oberflächentemperatur ist von Bedeutung, um Störungen der Temperaturverteilung im Untergrund berechnen zu können.
© Gerhard Kowalski