Solar System

Der Mars Insight-Lander der NASA wurde genau zum richtigen Zeitpunkt Zeuge des größten Bebens, das auf einer anderen Welt entdeckt wurde – als der Lander anfängt, schwach zu werden.

Mars Insight hat Anfang 2018 ein Selfie seiner staubbeschichteten Solarmodule aufgenommen. NASA / JPL-Caltech

Forschern von Mars Insight ist ein Glücksfall gelungen – zur Abwechslung. Das Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS)-Instrument des Landers wurde am 4. Mai 2022 Zeuge eines Marsbebens der Stärke 5,0. Obwohl es für Erdstandards nicht groß war, war das Beben das größte, das auf einem anderen Planeten aufgezeichnet wurde.

Das Ereignis ereignete sich nur drei Tage, bevor die Leistungspegel des Landers aufgrund der Ansammlung von Marsstaub auf seinen Solarmodulen abfielen und der Lander in einen präventiven Sicherheitsmodus wechselte.

Marsbeben-SpektrumEin Spektrogramm des Marsbebens vom 4. Mai. NASA / JPL-Caltech / ETH Zürich

Der Befund bricht den bisherigen Rekord für das größte Marsbeben, ein Beben der Stärke 4,2, das Insight am 25. August 2021 entdeckte. Bis heute hat Insight mehr als 1.313 Marsbeben entdeckt, seit es im November 2018 auf dem Roten Planeten gelandet ist. Die Beben geben Forschern Auskunft eine Möglichkeit, in das Marsinnere zu blicken und die Dicke der Kruste sowie die Größe und Struktur des Mantels und des Kerns des Planeten zu messen.

„Seit wir unser Seismometer im Dezember 2018 abgesetzt haben, warten wir auf ‚den Großen‘“, sagt Bruce Banerdt (NASA Jet Propulsion Laboratory) in einer aktuellen Pressemitteilung. „Dieses Beben wird mit Sicherheit einen unvergleichlichen Einblick in den Planeten gewähren. Wissenschaftler werden diese Daten analysieren, um in den kommenden Jahren neue Dinge über den Mars zu erfahren.“

Die Untersuchung von Marsbeben hat es den Forschern ermöglicht, den Radius des Planetenkerns – 1.830 km (1.137 Meilen) – sowie die Dicke der Kruste, die bis zu 37 km tief reichen könnte, festzulegen.

Diagramm, das die Marsbebenquelle zeigtBeben auf dem Mars können von der Kruste oder dem Mantel ausgehen und vom Kern abprallen. NASA / JPL-Caltech

Wissenschaftler glauben, dass die Hauptquellen von Marsbeben Verwerfungen und Einschläge sind. Während die genaue Quelle des jüngsten „großen“ Bebens unbekannt ist, wurden andere Beben der 4. Stärke mit der Cerberus Fossae, einer Region mit parallelen Rissen, in Verbindung gebracht.

Marsbeben-SeismogrammEine Seismogrammaufnahme des Marsbebens vom 4. Mai. NASA/JPL-Caltech

Die Untersuchung der inneren Zusammensetzung des Mars ist entscheidend, um zu verstehen, wie er im Vergleich zu anderen terrestrischen Welten abschneidet, und insbesondere, wie er sich von Erde und Mond unterscheidet, für die wir Bebendaten haben. Idealerweise würden Forscher seismische Lander auch auf Merkur und sogar Venus platzieren, wie in der jüngsten Planetary Decadal Survey angedeutet.

Viking 1, die erste erfolgreiche Landung der NASA auf dem Mars, hatte ebenfalls ein Seismometerpaket an Bord, aber starke Winde machten Messungen unmöglich. Der Dragonfly-Hubschrauber der NASA, der 2027 zum Titan fliegt, wird ebenfalls mit einem Seismometer ausgestattet sein.

Andere Aspekte der Einsicht

Der Insight-Lander wurde am 5. Mai 2018 mit einer Atlas-V-Rakete von der Vandenberg Air Force (jetzt Space Force) Base in Kalifornien gestartet und landete am 26. November 2018 auf Elysium Planitia. Die Mission umfasste auch eine weitere Premiere: ein Paar CubeSats ( MarCO-A und MarCO-B), die zusammen mit Insight flogen und den Mars während des Vorbeiflugs abbildeten. Das Seismometer von Insight wurde von der französischen Weltraumbehörde (CNES) gebaut.

SEISDer mechanische Arm von Insight setzt SEIS auf der Marsoberfläche ab. NASA/JPL-Caltech

Als erste dedizierte geophysikalische Forschungsstation auf dem Planeten konzipiert, hatte Mars Insight einige Probleme zu bewältigen. Das größte war der Einsatz des Heat Flow and Physical Properties Package (HP3). HP3 enthielt einen Schlagbohrer, um das Innere des Mars zu untersuchen, aber es gelang ihm nie, seine Zieltiefe für nützliche Beobachtungen zu erreichen. Ironischerweise war es die zähe Konsistenz des krustigen Bodens an der Stelle, die Bohrversuche vereitelte – ein unerwarteter Haken, da der erhoffte sandige Boden einer der Gründe war, warum sich die Forscher überhaupt für Elysium Planitia entschieden.

SEISAusbringen des Wind- und Hitzeschildes über dem SEIS-Detektor. NASA/JPL-Caltech

Der Winter kommt

Die Hauptmission von Insight dauerte zwei Jahre (entspricht einem Jahr auf dem Mars) und ist abgeschlossen. Jetzt, obwohl Mars Insight für eine verlängerte Mission bis Ende 2022 zugelassen ist, kämpft es mit einem bekannten Problem für solarbetriebene Marsmissionen: Die Panels des Landers werden zunehmend staubig, und die Mission ist am 7 Niveau gesunken. Die Menge an Sonnenlicht nimmt auch ab, wenn der Standort in den Marswinter eintritt.

LeistungsstufenLeistungspegel (und das Erscheinen der Sonnenkollektoren von Insight) kurz nach der Landung im Vergleich zu Anfang 2022. NASA / JPL-Caltech

Die Ingenieure verlängerten die Lebensdauer von Insight, indem sie eine innovative Methode zur Reinigung der Solarmodule von Insight verwendeten: Schmutz zum Reinigen von Schmutz verwenden. Die Kontrolleure setzten den Schaufelarm des Landers ein, um Regolith über die Platten zu streuen. Die größeren Schmutzpartikel nahmen feinen Staub auf, als der Wind sie von den Platten wehte, wodurch die Platten letztendlich sauberer wurden. Das Team hat die Wirksamkeit dieser Technik am 22. Mai 2021 bewiesen.

InSight-Arm Insight schaufelte Schmutz auf, um seine Solarpanels zu reinigen. NASA/JPL-Caltech

„Insight hat unser Verständnis des Inneren von Gesteinsplaneten verändert und die Voraussetzungen für zukünftige Missionen geschaffen“, sagt Lori Glaze (Planetary Science Division der NASA) in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung. „Wir können das, was wir über die innere Struktur des Mars gelernt haben, auf die Erde, den Mond, die Venus und sogar auf Gesteinsplaneten in anderen Sonnensystemen anwenden.“

SonnenuntergangEin blauer Mars-Sonnenuntergang für Insight. NASA/JPL-Caltech

Hoffentlich wird die Mission, die uns so viel „Einblick“ in das Innere des Mars verschafft hat, wieder aufwachen und nach Hause telefonieren.


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