InSight Mars Mission Mit der ETH an Board zum Mars

Redakteur: Susanne Reinshagen

Das Nasa Discovery Programm will mit verschiedenen Missionen unser Sonnensystem erkunden. Die InSight Mission ist Teil des Dicovery Programm und hat Anfang Mai den InSight-Lander Richtung Mars geschickt. Mit an Bord ist Steuerungs- und Datenerfassungstechnik von der ETH Zürich.

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Der InSight-Lander ist Anfangs Mai 2018 von Kalifornien aus Richtung Mars gestartet und soll Ende November nach 485 Millionen Kilometern auf dem Mars landen.
Der InSight-Lander ist Anfangs Mai 2018 von Kalifornien aus Richtung Mars gestartet und soll Ende November nach 485 Millionen Kilometern auf dem Mars landen.
(Bild: NASA)

Am 5. Mai 4.05 Ortszeit war es soweit. Eine Atlas-Rakete mit dem «InSight»-Lander hob von der Luftwaffenbasis Vandenberg in Kalifornien Richtung Mars ab. Mit an Bord sind neben geophysikalische Instrumenten auch die Schweizer Flagge und das ETH-Logo, denn Wissenschaftler der ETH Zürich habe die Elektronik für den Seismometer entwickelt, der Marsbeben und Meteoriteneinschläge registrieren soll.

Diesem Moment haben die Forscher der ETH lange entgegengefiebert: Domenico Giardini, Professor für Seismologie und Geophysik der ETH Zürich, John Clinton vom Schweizerischen Erdbebendienst und Peter Zweifel, der das Ingenieurteam leitete, welches die Elektronik für ein Mars-Seismometer entwickelte. Eine Stunde nach dem Start katapultierte sich die Rakete mit ihrer letzten Zündstufe über die Grenze der Anziehungskraft der Erde hinaus. Danach koppelte sich die Raumkapsel mit dem «InSight»-Lander von der Rakete ab, und das Raumschiff folgt nun seiner vorausberechneten Flugbahn in Richtung Mars. Dort wird es nach einer mehr als sechsmonatigen Reise eintreffen.

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20 Jahre Entwicklungsarbeit

Die Erleichterung über den geglückten Start war bei den drei ETH-Forschern gross, denn in der hochspezialisierte Steuerungs- und Datenerfassungselektronik liegen fast 20 Jahre Entwicklungsarbeit, die nun im Seismometer SEIS des «inSight»-Landers zum Einsatz kommt. Mit Hilfe von SEIS wollen Wissenschaftler seismische Aktivitäten und Meteoriteneinschläge erfassen um so mehr über den inneren Aufbau des Mars’ zu erfahren.

Domenico Giardini meint dazu: «Wir freuen uns sehr über den geglückten Start, denn wir haben fast 20 Jahre auf diesen Moment hingearbeitet». Er leitet den an der ETH angesiedelten Teil dieser Marsmission. «Wenn alles gut geht, empfangen wir Anfang 2019 vielleicht bereits erste Testdaten. Darauf sind wir extrem gespannt».

Banges Warten

Bis dahin brauchen die ETH-Forscher allerdings weiterhin Geduld. Nach der 485 Millionen Kilometer langen Reise durchs All wird es am 26. November 2018 schnell gehen: In nur sechs Minuten wird der Lander in die dünne Mars-Atmosphäre eintauchen. Gebremst wird er vorerst von einem grossen Fallschirm, und 12 Landetriebwerke sorgen am Ende für eine sanfte Landung auf der ausgedehnten Marsebene Elysium Planitia.

Nach der Landung wird ein Roboterarm das Seismometer auf den Boden neben dem Lander absetzen und es mit einem Schutzschild bedecken. Bis alle Geräte aufgestellt und ihre Funktionen geprüft sind, wird es zirka zwei Monate dauern.

«Wir werden noch einige bange Momente überstehen müssen, bis wir die Sicherheit haben, dass die wissenschaftlichen Instrumente heil auf dem Mars angekommen sind und funktionieren», sagt Peter Zweifel. Zwar wurde die Elektronik unter den Bedingungen, die während des Flugs und auf dem Mars herrschen, eingehend getestet. Die letzte Sicherheit gibt es aber erst dann, wenn die Geräte auf dem roten Planeten stehen.

ETH-Forscher werten Daten als Erste aus

Die Messdaten werden täglich zur Erde übermittelt. Wegen der grossen Distanz zwischen Mars und Erde brauchen sie rund 20 Minuten, bis sie eintreffen. «Erst wenn die Daten routinemässig bei uns im Rechenzentrum eingehen, und wir seismische Signale erkennen und lokalisieren können, darf man die Mission als erfolgreich bezeichnen», sagt John Clinton. Ab Frühjahr 2019 rechnen die Forscher damit, dass sie gewohnheitsmässig seismische Daten analysieren können. Diese Datenanalyse wird mindestens ein Marsjahr (was zwei Erdjahren entspricht) weitergeführt. Die täglichen Analysen werden die Grundlage sein für zahlreiche weitere wissenschaftlichen Untersuchungen und für den Abruf zusätzlicher Daten aus der Marsstation.

Die Kernaufgabe des Seismometers ist, die seismischen Wellen zu messen, welche Meteoriteneinschläge oder Beben auf dem Mars hervorrufen. Das hochempfindliche Gerät zeichnet die Signaturen von Wellen auf, die im Marsinneren an unterschiedlichen Schichten zurückgeworfen oder abgelenkt werden. Dies erlaubt es den Forschenden, Rückschlüsse über den Aufbau und die Zusammensetzung des Mars zu ziehen. Die Wissenschaftler erhoffen sich zudem neue Erkenntnisse über vergleichbare Vorgänge auf der Erde sowie über den Ursprung und die Entwicklung der Planeten in unserem Sonnensystem.

Über den InSight-Mars-Lander

InSight ist ein Mars-Lander, der dazu entwickelt wurde, um Kruste, Mantel und Kern des roten Planeten zu untersuchen. Davon erhoffen sich Wissenschaftler Antworten auf wichtige Fragen über die Entstehung der vier Gesteinsplaneten Merkur, Venus, Erde und Mars in unserem Sonnensystem sowie von Gesteinsexoplaneten. Der Lander misst zudem mögliche tektonische Aktivitäten und Meteoriteneinschläge auf dem Mars.

Ausgestattet ist InSight mit modernsten Instrumenten, um tief unter der Oberfläche nach «Fingerabdrücken» der Vorgänge zu suchen, welche die Gesteinsplaneten geformt haben. Dazu misst er die «Vitalzeichen» von Mars: den Puls (Seismologie), die Temperatur (Wärmefluss) und die Reflexe (Präzisionstracking). <<

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