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Maulwurf auf dem Mars "beißt auf Granit"

 

15. Jan 2021 - 15:55 Uhr


Raumfahrt

Maulwurf auf dem Mars "beißt auf Granit"

Zwei Jahre lang hat der Mars-Maulwurf an Bord der NASA-Landesonde InSight versucht, sich tiefer in den Boden einzugraben. Nach sorgfältiger Vorbereitung brachten leider auch 500 Hammerschläge am vergangenen Samstag, 09. Januar, keinen erkennbaren Fortschritt.


Der Maulwurf ist Teil des Experiments HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package). Wissenschaftler und Ingenieure am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und am Jet Propulsion Laboratory (JPL) haben bis zuletzt daran gearbeitet, den "Mole" (Maulwurf) zum Graben in die Zieltiefe von fünf Metern zu bringen. Der Maulwurf vom DLR, der an Bord der NASA-Landesonde InSight zum Mars geflogen ist, sollte unterhalb der Mars-Oberfläche Temperatur und Wärmefluss messen. Das InSight-Team am JPL der NASA in Pasadena (Kalifornien, USA) hat in den vergangenen Monaten den Maulwurf mit dem robotischen Arm der InSight-Sonde noch unter die Oberfläche bekommen und seitliche Hohlräume mit Marsboden verfüllt. Durch die zusätzliche seitliche Reibung sollte der Maulwurf weiter vordringen können.


Eigentlich ist er eine 40 Zentimeter lange Rammsonde – also eine Art selbstschlagender Nagel – mit einem Durchmesser von 2,7 Zentimetern. Er zieht ein Flachbandkabel mit Temperatursensoren hinter sich her. Diese Sensoren sollten die aus dem Planeteninneren zur Oberfläche strömende Wärme messen. Dazu hätte sich der Maulwurf mindestens drei Meter tief eingraben müssen. Vor fast zwei Jahren, am 28. Februar 2019, wurde der Maulwurf in seinem auf den Marsboden abgesetzten Gehäuse zum ersten Mal aktiviert und begann, sich in den Untergrund zu hämmern. Jetzt ist seine Reise zu Ende.


Mars ist nichts für Maulwürfe – Erfahrungen helfen


"Wir haben alles gegeben, was möglich war. Aber der Mars und unser tapferer Maulwurf passten einfach nicht zusammen", sagt Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung. Er ist wissenschaftlicher Leiter des HP3 Experiments, das vom DLR gemeinsam mit Partnern entwickelt wurde, und heute Geschäftsführender Direktor des International Space Science Institute in Bern (Schweiz). "Erfreulicherweise haben wir viele Erfahrungen gesammelt, die zukünftigen Mars-Missionen helfen können, unter die Oberfläche zu gelangen", erklärt Tilman Spohn. Das Interesse an der Erforschung des Mars-Untergrunds ist weiterhin hoch. Die Oberfläche des Planeten ist durch schädliche Anteile der Sonnenstrahlung, die von der dünnen Marsatmosphäre kaum herausgefiltert werden, für potentielle Lebensformen eher unwirtlich. Forscher vermuten aber, dass im Untergrund mikrobielles Leben möglich sein könnte – falls es Leben überhaupt jemals auf dem Mars gab oder es sogar noch heute existiert.


Um herauszufinden, wie der Roboterarm der InSight-Sonde dem Maulwurf beim Graben helfen kann, hat das JPL eine Menge Versuche in seinem "Indoor Mars Yard" in Kalifornien gemacht. JPL führt die InSight-Mission im Auftrag der NASA durch. Die Techniker ermittelten zum Beispiel, wie die Schaufel am Roboterarm Druck auf und neben den Maulwurf ausüben kann. "Der Maulwurf wurde basierend auf den Bodenanalysen von NASA-Rovern wie Spirit und Opportunity entwickelt", sagt JPL-Wissenschaftler Troy Hudson. "Aber nach der Landung stellten wir fest, dass der Boden in diesem Gebiet völlig anders ist als alles, was wir bisher gesehen haben." Auch im DLR-Testlabor in Bremen wurde nach Ursachen für das Stocken des Maulwurfs geforscht.


Innere des Mars bleibt spannend


"Nach vielen Jahren der Planung, Entwicklung und Konstruktion unseres Wärmefluss-Experiments sind wir natürlich traurig, dass nicht alle Komponenten des HP3-Experiments so funktionieren, wie wir uns das vorgestellt haben", erklärt Prof. Heike Rauer, Direktorin des DLR-Instituts für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. "Immerhin wird uns HP3 noch Temperaturmessungen der obersten Schicht des Marsbodens liefern. Das ist zwar nicht das, was wir erhofft hatten, wird uns aber dennoch helfen, neue Erkenntnisse über den Mars zu gewinnen. Dieser Planet ist und bleibt ein schwierig zu erforschender Nachbar. Wir werden weiter versuchen, dem Mars seine Geheimnisse zu entlocken, um herauszufinden, ob es wirklich dort einmal Leben gab. Die nächsten Experimente sind schon in der Entwicklung."


HP3 ist eines von mehreren wissenschaftlichen Experimenten an Bord der InSight-Mission, die kürzlich um zwei Jahre bis Dezember 2022 verlängert wurde. Das französische Seismometer SEIS zeichnet weiterhin Marsbeben und lokale, durch atmosphärische Phänomene verursachte Erschütterungen auf. Ein Funkwellen-Experiment sammelt Daten zur Lage und Orientierung der Mars-Drehachse. Es soll Erkenntnisse darüber liefern, ob der Kern des Planeten flüssig oder fest ist. Die Wetter-Sensoren stellen detaillierte meteorologische Daten zur Verfügung. Auch HP3 wird weiter mit einem Teilexperiment arbeiten.


Auf den Bildern: DLR-Marsmaulwurf nach Rückwärtsbewegung: Das Überblicksbild zeigt den DLR-Marsmaulwurf knapp zur Hälfte aus dem Boden ragend nach seiner überraschenden Rückwärtsbewegung im Herbst 2019; Das Experiment HP3: Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) steuert das Experiment HP3 zur NASA-Mission InSight bei. HP3 steht für Heat Flow and Physical Properties Package und wurde federführend am DLR-Institut für Planetenforschung entwickelt. Mit einer sich fünf Meter tief in den Marsboden hämmernden Tiefensonde wird die Wärmeleitfähigkeit des Bodens unter der Landestelle gemessen sowie die Wärmemenge bestimmt, die vom Inneren des Mars an die Oberfläche strömt. Das Experiment ist auf zwei Jahre ausgelegt. Wesentliche Bestandteile von HP3 sind die ‚Mole’ (engl. für Maulwurf) genannte Rammsonde und das Flachbandkabel mit den Temperatursensoren, das der Mole für die Messungen hinter sich in den Boden ziehen wird; Test des InSight-Arms beim Drücken auf den Boden im Labor: In einem JPL-Labor drückt eine Testmodell des InSight-Roboterarms mit seiner Schaufel auf den Boden in der Nähe des Testmodells des selbsthämmernden "Marsmaulwurfs". DLR-Forscher haben berechnet, dass ein solches Drücken auf den Marsboden dem Maulwurf helfen kann, zu graben, da sich die Reibung des umgebenden Bodens erhöht.


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