InSight

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InSight

InSight auf dem Mars (künstlerische Darstellung)
Missions­ziel Marslandung
Auftrag­geber National Aeronautics and Space AdministrationNASA NASA
Deutsches Zentrum für Luft- und RaumfahrtDLR DLR
Centre national d’études spatialesCNES CNES
Aufbau
Träger­rakete Atlas 5
Startmasse 694 kg
Instrumente

SEIS, HP3, RISE

Verlauf der Mission
Startdatum 5. Mai 2018
Startrampe Vandenberg Air Force Base
Enddatum 2020 (geplant)
 
5. Mai 2018 Start
 
26. November 2018 Landung (geplant)
 
2020 Ende der Mission

InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) ist eine am 5. Mai 2018 gestartete Mars-Mission des Discovery-Programms der NASA.[1] Dabei soll ein stationärer Lander am 26. November 2018[2] auf der Oberfläche abgesetzt werden, der unter anderem mit einem Seismometer und einer Wärmeflusssonde ausgestattet sein wird. Mit ihren Messungen soll die frühgeologische Entwicklung des Mars erforscht und damit das Verständnis der Entstehung der erdähnlichen Planeten des Sonnensystems (Merkur, Venus, Erde, Mars) und des Erdmonds verbessert werden. Die Kosten für diese Mission veranschlagt die NASA mit 425 Millionen US-Dollar.[3] Der InSight-Lander basiert auf Techniken und wesentlichen Bauteilen der NASA-Sonde Phoenix Mars Lander.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Mai 2014 teilte die NASA den Bau des Landers der Öffentlichkeit mit.[4]

Der Start auf einer Atlas-V-Rakete war ursprünglich für den März 2016 geplant, am 22. Dezember 2015 wurde der Start wegen eines bis zum geplanten Startdatum nicht reparablen Lecks im Seismometer SEIS verschoben. Am 9. März 2016 kündigte die NASA an, das nächste Startfenster im Mai 2018 zu nutzen[5], was dann am 5. Mai realisiert wurde.

Ziele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

InSight soll einen einzelnen stationären Lander in der Elysium-Region auf dem Mars platzieren, der tiefere Gesteinsschichten untersuchen und dadurch zur Klärung grundlegender Streitfragen der Planeten- und Sonnensystem­wissenschaften um diejenigen Prozesse beitragen soll, die die Gesteinsplaneten des inneren Sonnensystems (inklusive der Erde) vor mehr als fünf Milliarden Jahren formten.[6]

InSights Hauptziel ist die Erforschung der frühesten Entwicklungsprozesse, die den Mars formten. Durch Untersuchung der Größe, Dicke, Dichte und der allgemeinen Struktur des Kerns, des Mantels und der Kruste wie auch des Maßes, mit dem Wärme das Planeteninnere verlässt, soll InSight Rückschlüsse auf die Entstehung aller Gesteinsplaneten des inneren Sonnensystems ermöglichen.[6] Diese Planeten teilen eine gemeinsame Herkunft, die mit einem Prozess begann, der als Akkretion bezeichnet wird. Wenn der Gesteinskörper an Größe gewinnt, heizt sich das Innere auf und verändert sich, um zu einem erdähnlichen Planeten zu werden, der Kern, Mantel und Kruste besitzt.[7] Im Gegensatz zu dieser gemeinsamen Herkunft ist jeder erdähnliche Planet später durch einen noch kaum verstandenen Prozess namens Differenzierung geformt und gestaltet worden. InSights Missionsziel ist es, diesen Vorgang am Beispiel des Mars und so auch bei der Erde besser verstehen zu können, indem grundlegende Werte des planetaren Baukastensystems bei Kern, Mantel und Kruste gemessen werden.

Die Mission soll die Stärke des Wärmeflusses aus dem Inneren sowie die Größe des Planetenkerns bestimmen und herausfinden, ob es seismische Aktivitäten gibt und ob der Kern flüssig oder fest ist.[8] Ein Nebenziel ist es, eine gründliche geophysikalische Untersuchung der tektonischen Aktivitäten und Meteoriteneinschläge auf dem Mars durchzuführen, der Erkenntnisse über solche Prozesse auf der Erde bringen soll.

Der Mars eignet sich für solche Untersuchungen besonders gut, weil er groß genug ist, um diese typischen frühesten Akkretationsprozesse durchlaufen zu haben, aber klein genug, um noch deutliche Spuren davon zu zeigen.[6]

Design[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Um Geld zu sparen, nutzten die amerikanischen Entwickler die Erfahrungen der Phoenix Mars Sonde, die im Jahr 2007 erfolgreich auf dem Mars gelandet war. Insight gilt als baugleicher Zwilling von Phoenix. Zugleich ist Insight die erste Forschungssonde der NASA, die ausschließlich mit europäischen Instrumenten bestückt wurde.[9][10] Weil InSight mit einem Photovoltaiksystem als Energiequelle geplant ist, wird es in Äquatornähe landen, damit eine projektierte Lebensdauer von zwei Jahren (entspricht einem Marsjahr) ermöglicht wird.[11]

Nutzlast und Instrumente[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Test: Das Seismometer SEIS wird vom Roboterarm von InSight auf dem Boden abgesetzt.

InSights wissenschaftliche Nutzlast besteht aus zwei Hauptinstrumenten:

  • Das Heat-Flow-and-Physical-Properties-Package-Instrument (HP3), entwickelt und gebaut im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof, ist eine Wärmestromsonde und besitzt eine 30 Zentimeter lange und rund drei Zentimeter dicke Rammsonde, die sich schrittweise in den Boden vorarbeitet, bis auf eine geplante Tiefe von fünf Metern. Am Rammkopf ist ein Band befestigt, auf dem kleinste Temperatursensoren verteilt sind. Nach jeweils 50 Zentimer Eindringtiefe wird der Hammer-Vortrieb gestoppt und eine voreingestellte Heizleistung abgerufen. Die Sensoren messen nun die Erwärmung des Bohrkopfes und die Ausbreitungs­geschwindigkeit der Wärme (Wärmeleitfähigkeit), womit auf die physikalischen Eigenschaften des Bodenmaterials Rückschlüsse gezogen werden können.[9] Das HP3, das den Spitznamen „the Tractor Mole“ (Traktormaulwurf) trägt, wird damit tiefer als alle vorherigen Instrumente in den Marsboden vordringen, und über die Bestimmung des Wärmeverlustes auf die Thermalgeschichte des Planeten schließen lassen.[14][15]

Weitere Untersuchungen
Zusätzlich soll das Rotation and Interior Structure Experiment (RISE) das Kommunikationssystem der Raumsonde zur präzisen Bestimmung der Planetenrotation nutzen und so Einzelheiten über den planetarischen Aufbau herausfinden.[16]

Auf dem Arm des Landers wird eine Kamera befestigt, die zur Aufnahme von Schwarzweißfotos der auf dem Lander-Deck befindlichen Instrumente und zur 3-D-Ansicht des Bodens, wo das Seismometer und die Wärmestromsonde platziert sein werden, dient. Sie soll den Ingenieuren und Wissenschaftlern beim Ansetzen der Instrumente auf den Marsboden helfen. Die Kamera wird auch mit ihrem 45-Grad-Sichtfeld Panoramaansichten der Umgebung der Landungsstelle ermöglichen. Eine weitere Kamera mit einer Weitwinkellinse mit 120-Grad-Sichtfeld wird unter der Kante des Lander-Decks angebracht sein. Sie soll die andere Kamera mit ihren Aufnahmen der Instrumentenaufstellzone ergänzen.[17] Auch die zweite Kamera ist eine Schwarzweißkamera.[18]

Sekundärnutzlasten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Sonde führt zudem erstmals zwei interplanetare Miniatur-Satelliten, sogenannte Cubesats, unter dem Namen Mars Cube One (MarCO) als Huckepacklast mit, die die Kommunikation während der Landung unterstützen sollen.[19]

Team und Teilnahme[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das InSight-Team besteht aus Wissenschaftlern und Ingenieuren vieler Disziplinen, aus vielen Ländern und Organisationen. Die Wissenschaftler kommen aus den USA, Frankreich, Deutschland, Österreich, Belgien, Kanada, Japan, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich.[20] Bruce Banerdt, Projektwissenschaftler der MER-Mission, ist der Projektleiter für die InSight-Mission und der Hauptwissenschaftler für das SEIS-Instrument (Seismic Experiment for Interior Structure).[21] Suzanne Smrekar ist die Verantwortliche für das HP3-Instrument (Heat Flow and Physical Properties Package). Ihre Forschungsaufgabe hat den Schwerpunkt auf der Thermalentwicklung des Planeten; sie war schon verantwortlich für die Entwicklung und das ausführliche Testen von Geräten zum Messen von Thermaleigenschaften und Wärmeströmen auf anderen Planeten.[22]

Sami Asmar, ein Experte in Schwerpunktsstudien mit Radiowellen, ist der Leiter für die RISE-Untersuchung (Rotation and Interior Structure Experiment). Zum InSight-Team gehören außerdem der Projektmanager Tom Hoffman und der stellvertretende Projektleiter Henry Stone.[20]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: InSight – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. NASA will send robot drill to Mars in 2016, Washington Post, By Brian Vastag, Monday, August 20.
  2. NASA Targets May 2018 Launch of Mars InSight Mission. NASA, 9. März 2016, abgerufen am 14. Februar 2018.
  3. Nasa will nun auch den Mars-Kern erforschen. Die Welt, 22. August 2012, abgerufen am 4. Oktober 2012.
  4. Guy Webster, Dwayne Brown, Gary Napier: Construction to Begin on 2016 NASA Mars Lander. In: NASA. 19. Mai 2014, abgerufen am 20. Mai 2014.
  5. NASA Targets May 2018 Launch of Mars InSight Mission. NASA, 9. März 2016, abgerufen am 14. Februar 2018.
  6. a b c InSight: Mission. NASA JPL, abgerufen am 2. Dezember 2011 (englisch).
  7. InSight: Science. In: Mission Website. NASA's Jet Propulsion Laboratory, abgerufen am 2. Dezember 2011.
  8. Ken Kremer: NASAs Proposed ‘InSight’ Lander would Peer to the Center of Mars in 2016. In: Universe Today. 2. März 2012, abgerufen am 27. März 2012.
  9. a b Thomas Bührke: Berliner Maulwurf wühlt sich in den Marsboden. In: Berliner Zeitung, 3. Mai 2018, S. 17.
  10. NASA -New Insight on Mars Expected From new NASA Mission. 20. August 2012, abgerufen am 4. Oktober 2012 (englisch).
  11. InSight - Mission Overview. NASA JPL, 2012, abgerufen am 22. August 2012 (englisch).
  12. Matthew Francis: New probe to provide InSight into Mars' interior. Ars Technica, 21. August 2012, abgerufen am 21. August 2012 (englisch).
  13. Ph. Lognonné et al: The GEMS (GEophysical Monitoring Station) SEISmometer. 2011, abgerufen am 4. Oktober 2012 (PDF; 6,5 MB, englisch).
  14. Mars Exploration Program- New Insight on Mars Expected From New NASA Mission. NASA JPL, 2012, abgerufen am 23. August 2012 (englisch).
  15. M. Grott et al: Measuring Heat Flow on Mars: The Heat Flow and Physical Properties Package on GEMS. 2011, abgerufen am 4. Oktober 2012 (PDF von 1,6 MB, englisch).
  16. W. M. Folkner et al: The Rotation and Interior Structure Experiment (RISE) for the InSight mission to Mars. 2012, abgerufen am 4. Oktober 2012 (PDF von 90 kB, englisch).
  17. InSight - Technology. NASA JPL, 2012, abgerufen am 20. August 2012 (englisch).
  18. InSight mission to find what lies beneath Martian surface. Spaceflight now, 30. März 2013, abgerufen am 3. April 2012 (englisch).
  19. NASA Prepares for First Interplanetary CubeSats on Agency’s Next Mission to Mars. NASA, 12. Juni 2015, abgerufen am 16. Januar 2016 (englisch).
  20. a b InSight: People. NASA JPL, abgerufen am 2. Dezember 2011 (englisch).
  21. JPL Science: People - Bruce Banerdt. NASA JPL, abgerufen am 4. Oktober 2012 (englisch).
  22. JPL Sciences: People - Suzanne Smrekar. NASA JPL, abgerufen am 2. Dezember 2011 (englisch).