Der InSight-Lander der NASA ist damit beschäftigt, sein Paket für Wärmefluss und physikalische Eigenschaften (HP3) im Marsboden einzusetzen, und ist auf Widerstand gestoßen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das den HP3 im Rahmen der InSight-Mission entworfen und gebaut hat, hat angekündigt, dass das Instrument nicht nur einen, sondern zwei Steine im Untergrund getroffen hat. Derzeit befindet sich der HP3 in einer Ruhephase und es ist nicht klar, was als nächstes passieren wird.
Der HP3 wurde entwickelt, um die Wärme aus dem Inneren des Mars zu messen und uns etwas über die Quelle dieser Wärme zu erzählen. Die Grundidee besteht darin, zu bestimmen, wie sich der Mars gebildet hat und ob er sich auf die gleiche Weise wie die Erde gebildet hat. Es wird uns auch etwas darüber erzählen, wie sich felsige Planeten im Allgemeinen formen und entwickeln. Aber um das zu tun, muss es in den Untergrund gehen.
Der HP3 verwendet ein Hammersystem, um sich in den Boden zu schlagen. Es arbeitet in Phasen und verbringt jeweils etwa vier Stunden damit, in die Oberfläche zu hämmern. Aber all das Hämmern erzeugt viel Reibung und Hitze, so dass der HP3 ein paar Tage ruht, während sich die Dinge abkühlen. Dann misst es die Wärme, bevor der Zyklus fortgesetzt wird.
"Auf dem Weg in die Tiefe scheint der Maulwurf einen Stein getroffen zu haben, um etwa 15 Grad geneigt zu sein und ihn beiseite zu schieben oder daran vorbeizukommen."
Tilman Spohn, Principal Investigator des HP3-Experiments.
Das DLR hat in einer Pressemitteilung angekündigt, dass HP3 auf Widerstand gestoßen ist.
Am 12. Februar wurde der HP3 auf der Marsoberfläche eingesetzt, und am 28. Februar begann der HP3, sich in den Untergrund zu hämmern. Der Teil der Sonde, der das Hämmern ausführt, wird als "Maulwurf" bezeichnet. Während seiner ersten vierstündigen Hämmersequenz drang der Maulwurf auf etwa 50 cm ein. Während dieser Zeit stieß es auf einen Felsen und passierte ihn entweder oder schob ihn aus dem Weg.
„Auf dem Weg in die Tiefe scheint der Maulwurf einen Stein getroffen zu haben, der um etwa 15 Grad geneigt und beiseite geschoben oder passiert wurde“, berichtet Tilman Spohn, Principal Investigator des HP3-Experiments.
HP3 traf auf den ersten Stein und konnte weitermachen. Es stieß jedoch auf einen zweiten Stein, der das Eindringen des Maulwurfs behinderte. "Der Maulwurf arbeitete sich dann in fortgeschrittener Tiefe gegen einen anderen Stein vor, bis die geplante vierstündige Betriebszeit der ersten Sequenz abgelaufen war", sagte Spohn. "Tests auf der Erde haben gezeigt, dass das stabförmige Penetrometer kleinere Steine zur Seite schieben kann, was sehr zeitaufwändig ist."
Die ideale Betriebstiefe für die Sonde beträgt fünf Meter. In dieser Tiefe ist die Sonde gut von Schwankungen der Oberflächentemperatur isoliert. Die Sonde kann ihre Aufgabe jedoch in einer Tiefe von nur drei Metern erledigen. Die Daten erfordern lediglich mehr Verarbeitung und „Reinigung“. Bei dieser zweiten Begegnung mit dem Gestein ist der Maulwurf jedoch bei weitem nicht in der Nähe der erforderlichen Betriebstiefe von drei Metern.
Mit dem Maulwurf in einem Winkel von 15 Grad und gegen einen zweiten Stein plante das DLR, ihn ein paar Tage abkühlen zu lassen und dann eine weitere vierstündige Hammersequenz einzuleiten. Zumindest war das ihr Plan am 1. März. Aber jetzt sieht es so aus, als hätten sie ihre Meinung geändert.
"Das Team hat daher beschlossen, das Hämmern für etwa zwei Wochen zu unterbrechen, um die Situation genauer analysieren zu können und gemeinsam Strategien zur Überwindung des Hindernisses zu entwickeln."
Tilman Spohn, HP3 Principal Investigator, DLR.
Das DLR-Team hat nun beschlossen, sich ein paar Wochen Zeit zu nehmen, um die Situation gründlich zu analysieren und eine Vorgehensweise zu finden.
„Das Team hat daher beschlossen, das Hämmern für etwa zwei Wochen anzuhalten, um die Situation genauer analysieren zu können und gemeinsam Strategien zur Überwindung des Hindernisses zu entwickeln“, schreibt Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung, Principal Investigator des HP3-Experiment in seinem InSight-Missionsblog.
InSight ist kein Rover. Es ist ein Lander. Es kann sich nicht auf der Marsoberfläche bewegen, um einen Punkt für den HP3 auszuwählen. Der Landeplatz wurde ausgewählt, weil er an der Oberfläche steinfrei zu sein scheint, und die Missionsplaner hofften, dass dies auf einen relativ steinfreien Untergrund hinweisen würde. Das InSight-Team verbrachte auch Wochen nach der Landung damit, den besten Ort für den Einsatz des HP3 auszuwählen und die unmittelbare Umgebung auf den steinfreiesten Ort zu untersuchen. Aber es gab nie eine Garantie.
Es ist schwer zu wissen, ob diese jüngste Entwicklung ein ernstes Hindernis für die HP3-Mission darstellt oder nur die Art von Schluckauf, die die Planer erwartet haben. Wie bereits erwähnt, kann der Maulwurf kleine Steine aus dem Weg schieben, wie Tests auf der Erde gezeigt haben. Aber das braucht Zeit, und wenn sich der Maulwurf an diesem Hindernis vorbei arbeiten kann, könnte er leicht auf einen anderen Felsen treffen. Vielleicht eine unbewegliche.
Bisher funktionieren der Maulwurf und der HP3 trotz der felsigen Hindernisse wie vorgesehen. Während der vierstündigen Hammerphase erwärmte sich der Maulwurf um 28 Grad Celsius und maß dann, wie schnell der umgebende Boden diese Wärme absorbierte. Dies wird als Wärmeleitfähigkeit bezeichnet. Durch Messen dieser Leitfähigkeit kann der HP3 den Wärmefluss aus der Tiefe des Planeten messen. Aber Tiefe ist wichtig.
Obwohl es wie beabsichtigt funktioniert, ist es noch nicht tief genug, um Wissenschaftlern viel zu erzählen. Es ist entscheidend, dass der Maulwurf mindestens drei Meter tief ist. Und je tiefer desto besser, wobei die maximale Tiefe von fünf Metern das beste Szenario ist und die besten wissenschaftlichen Ergebnisse liefert.
Es wäre ein schwerer Schlag für die InSight Lander-Mission, wenn der HP3 nicht in die richtige Tiefe eindringen könnte. Es wäre jedoch nicht katastrophal, solange die anderen Instrumente des Landers noch ihren Job machen können.
