Der nächste Mars-Lander der NASA wird tief in die Geschichte des Roten Planeten blicken: So geht's

InSight Mars Lander liefert Bohrer 2

Ein Standbild aus einer Animation zeigt, wie der neue InSight Mars Lander der NASA einen Bohrer auf den Mars absenkt, um das Innere des Planeten zu analysieren. (Bildnachweis: NASA/JPL)



DENVER – Der nächste Mars-Lander der NASA, der sich derzeit im Bau befindet, wird das Innenleben und die frühen Stadien der Entwicklung des Roten Planeten vor Milliarden von Jahren untersuchen.



Die InSight-Mission (kurz für Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), eine Raumsonde des NASA Discovery Program, wurde gebaut, um hoch fokussierte wissenschaftliche Ziele zu erreichen.

'Die Dinge kommen zusammen', sagte Stu Spath, InSight-Programmmanager hier bei Lockheed Martin Space Systems Company, dem Luft- und Raumfahrtunternehmen, das die Mars-Raumsonde für ihren Start im Jahr 2016 baut. [ Die kühnsten Marsmissionen der Geschichte ]



Abstieg mit Antrieb

InSight ist in vielerlei Hinsicht ein technologischer Kuss-Cousin des NASA-Phoenix-Mars-Landers von 2008, der ausgestattet war, um Eis und Boden in der nördlichen Region des Mars zu untersuchen.

InSights wird die Phoenix-Mission in ihrem glühenden Eintritt in die Marsatmosphäre widerspiegeln; Fallschirmeinsatz; selbstgesteuerter, angetriebener Abstieg; und sanfte Begegnung mit der Planetenoberfläche auf drei ausgestreckten Landebeinen.

'Der Lander sieht Phoenix strukturell sehr ähnlich', sagte Spath gegenüber demokratija.eu. Die interne Elektronik des neuen Raumschiffs, wie die Stromverteilungseinheit und die Befehls- und Datenverarbeitungshardware, wurde jedoch aktualisiert.



Die Avionik von InSight basiert auf anderen Raumfahrzeugen, die von Lockheed Martin gebaut wurden, sagte Spath. Insbesondere nimmt es Hinweise auf die Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission (MAVEN) auf dem Weg zum Roten Planeten, das Juno-Raumschiff auf dem Weg zum Jupiter und die jetzt fertiggestellten Zwillingssonden Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL), die an geschickt wurden der Mond.

Stu Spath, InSight-Programmmanager bei Lockheed Martin Space Systems Company, in der Nähe der hinteren Schale für die Erkundung des Mars-gebundenen Inneren mit der Raumsonde Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight).

Stu Spath, InSight-Programmmanager bei Lockheed Martin Space Systems Company, in der Nähe der hinteren Schale für die Erkundung des Mars-gebundenen Inneren mit der Raumsonde Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight).(Bildnachweis: Lockheed Martin)



Zwei Hauptinstrumente

Die InSight-Mission wird ein Marsjahr oder ungefähr zwei Erdenjahre dauern. Das sind 630 Tage länger als die Phoenix-Mission dauerte, was bedeutet, dass der Lander in der Marslandschaft eine größere Bandbreite an Umweltbedingungen ertragen muss, sagte Spath.

InSight wird einen anderen Aspekt der Planetengeschichte mit Instrumenten untersuchen, die noch nie zuvor auf dem Mars verwendet wurden, sagte Spath.

Die wissenschaftliche Nutzlast des Marslanders besteht aus zwei Hauptinstrumenten:

  • Das seismic Experiment for Interior Structure, bereitgestellt von der französischen Weltraumorganisation.
  • Ein Paket für Wärmefluss und physikalische Eigenschaften der Deutschen Weltraumorganisation.

Darüber hinaus wurde das Rotations- und Innenstruktur-Experiment (RISE) unter der Leitung des Labor für Strahlantriebe (JPL) wird das X-Band-Funksystem des Landers verwenden, um ultrapräzise Messungen der Planetenrotation durchzuführen.

Wind- und Temperatursensoren des spanischen Centro de Astrobiologia sowie ein Drucksensor werden das Wetter am Landeplatz überwachen. Ein Lander-Magnetometer misst magnetische Störungen, die durch die Mars-Ionosphäre verursacht werden.

NASA

Die InSight-Landermission der NASA würde die Zahl der erfolgreichen Landungen auf dem Roten Planeten erhöhen.(Bildnachweis: NASA/JPL)

Kommt zusammen

'Es ist sehr aufregend zu sehen, wie die Flughardware zusammenkommt', sagte Bruce Banerdt, der Hauptforscher der InSight-Mission zum Mars am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien.

„Gleichzeitig ist dies eine sehr nervenaufreibende Phase im Projekt, da beim Testen unserer Instrumente und Raumfahrzeug-Subsysteme subtile Konstruktions- und Herstellungsprobleme aufgedeckt werden, die unweigerlich auftreten und in der kurzen Zeit von etwas mehr als einem Jahr behoben werden müssen.“ ein halbes Jahr vor dem Start“, sagte Banerdt per E-Mail gegenüber demokratija.eu.

Die Kosten der InSight-Mission, ohne die Trägerrakete und die damit verbundenen Dienstleistungen, sind auf 425 Millionen US-Dollar (2010) begrenzt.

Kalifornien zum Mars

Ein bevorstehender Meilenstein für das Projekt in der Luft- und Raumfahrtsprache ist Assembly, Test and Launch Operations (ATLO), sagte Spath. Diese Auswertung beginnt Anfang November. Im kommenden Juni werde sich die InSight-Raumsonde einer Reihe kritischer Tests stellen, mit Schiffs- und Aufnahmeterminen im Dezember 2015 bzw. März 2016, sagte Spath.

Nach diesen Tests wird InSight keine schnelle Verabschiedung aus Florida sehen.

Stattdessen wird der Lander zur Vandenberg Air Force Base in Kalifornien reisen, wo eine Atlas 5-Rakete der United Launch Alliance dem Flugzeug Auftrieb verleihen wird. Dies wird die erste interplanetare Mission sein, die jemals von Kalifornien aus gestartet wurde – obwohl 1994 die gemeinsame Raumsonde der Ballistic Missile Defense Organization/NASA Clementine, die den Mond und einen Asteroiden untersuchte, von diesem Startgebiet aus startete. [ Sehen Sie sich Bilder der InSight-Landermission an ]

Sobald InSight auf dem Mars ist, fliegt InSight eine kurze Reise. Nach etwa 6,5 ​​Monaten Transitzeit wird das Raumschiff im September 2016 in der südlichen Elysium-Region des Mars landen.

Die spezifische Aufsetzzone wird noch diskutiert, wobei Marsforscher superscharfe Bilder aus dem High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) des NASA Mars Reconnaissance Orbiter verwenden, um das genaue Ziel von InSight zu bestimmen.

Arbeitsbereich

Logo der InSight-Mission.

Logo der InSight-Mission.(Bildnachweis: JPL/NASA)

Im August letzten Jahres reduzierten die Forscher die Zahl der in Frage kommenden Landeplätze für InSight von 22 auf vier.

Banerdt vom JPL sagte, dass der NASA jetzt viele HiRISE-Bilder vorliegen, die weitgehend bestätigen, dass die Kandidatenstandorte sicher für die Landung sind.

Die NASA sucht nach den gleichen Landefunktionen wie Phoenix. „Wir verwenden die gleichen Gesteinsabundanzmessungen wie bei Phoenix. Dasselbe gilt für die Anforderungen an die Steigung“, sagte Spath. 'Also nicht zu schräg, nicht zu steinig, dann ist es in Ordnung, dort zu landen und die Wissenschaft zu betreiben.'

Einmal unten auf März , nach einigen Tagen der Überprüfung der Raumsonden beginnt der Lander mit der Zusammenstellung von Bildern des 'Arbeitsraums', des verfügbaren Geländes, das für die Aufstellung wissenschaftlicher Geräte geeignet ist.

Dann beginnt die eigentliche Beinarbeit von InSight: der Einsatz des Roboterarms des Landers.

'Der Roboterarm ist entscheidend für den Erfolg der Mission', sagte Spath. Dieser mit einer Kamera ausgestattete Arm nimmt die seismische und Wärmefluss-Hardware vom Deck des Landers auf und setzt sie dann auf die Marsoberfläche.

Mars wird gehämmert

Das erste Messwerkzeug, das auf der Marsoberfläche platziert wird, wird das Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS)-Gerät sein.

'Es hat oberste Priorität. Wir suchen uns einen schönen, ebenen Platz aus. Es hat einen selbstnivellierenden Mechanismus im Inneren, aber wir möchten es auf einer ebenen Fläche platzieren“, sagte Spath. Nach der Überprüfung des Seismometers platziert der Lander einen von JPL gebauten Wind- und Wärmeschutz über dem Gerät, um es vor Umwelteinflüssen zu schützen.

»Wir wollen nicht, dass das Seismometer im Wind schlägt«, sagte Spath. Solche Windeffekte würden dazu führen, dass das Gerät Beben oder sogar Meteoriteneinschläge auf der Marsoberfläche fälschlicherweise aufzeichnet.

Dann setzt der Roboterarm des Landers das Paket für Wärmefluss und physikalische Eigenschaften (HP3) ein. Dieses Gerät besteht aus einem sogenannten 'Maulwurf', der einige Wochen damit verbringt, sich 3 bis 5 Meter tief in das Marsgelände zu hämmern. [ Quiz: Mythen und Missverständnisse über den Mars ]

'Wir haben ungefähr 30 bis 40 Tage Zeit, um bis zur endgültigen Tiefe zu bohren', sagte Spath.

Von dort aus überwacht das Gerät die Wärme, die aus dem Inneren des Planeten kommt. Der Maulwurf zieht eine instrumentierte Leine hinter sich, ein Band, das mit Temperatursensoren ausgestattet ist, um den Temperaturgradienten im Boden herauszufinden – die Temperaturänderung mit der Entfernung. Ein zweites Kabel stellt eine elektrische Verbindung zum Lander her.

Mischung von Untersuchungen

Die Innenerkundung mit der Raumsonde Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight) auf dem Mars, nach dem Roboterarmeinsatz des Heat Flow and Physical Properties Package (links) und dem Seismic Experiment for Interior Structure Device (rechts).

Die Innenerkundung mit der Raumsonde Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport (InSight) auf dem Mars, nach dem Roboterarmeinsatz des Heat Flow and Physical Properties Package (links) und dem Seismic Experiment for Interior Structure Device (rechts).(Bildnachweis: NASA/JPL)

InSight wird eine Mischung aus Vitalfunktionen des Roten Planeten untersuchen, einschließlich seismischer, geodätischer und thermischer Merkmale. Dies wird Wissenschaftlern helfen, die Marskruste und den Marsmantel sowie die Eigenschaften des Marskerns zu charakterisieren.

Aber die Ergebnisse werden mehr als nur den Roten Planeten beleuchten, sagte Spath.

'Obwohl wir zum Mars fliegen, ist dies keine Mars-Mission ... genauso wie eine terrestrische Planetenmission', sagte Spath. 'Diese Mission gilt für Quecksilber , Venus, Erde, der MondundMärz.

Der Mars ist groß genug, um die meisten der frühen Prozesse durchlaufen zu haben, die die Erdkörper im Sonnensystem grundlegend geformt haben, aber klein genug, um die Signatur dieser Prozesse für die nächsten 4 Milliarden Jahre zu behalten, Zeichen dafür, dass die Erde verloren gegangen ist.

Tatsächlich ist InSight in diesem Sweet-Spot-Sinn eine Mission zu einem „Goldlöckchen“-Planeten, sagte Spath. „Es ist eine Welt, nicht zu groß, nicht zu klein. Es ist genau richtig.'

Leonard David berichtet seit mehr als fünf Jahrzehnten über die Raumfahrtindustrie. Er ist ehemaliger Forschungsdirektor der National Commission on Space und Co-Autor von Buzz Aldrins 2013 erschienenem Buch „Mission to Mars – My Vision for Space Exploration“, das von National Geographic herausgegeben wurde. Folge uns @spacedotcom , Facebook und Google+ . Originalartikel zu demokratija.eu .