Das glaube ich nicht
Es sind nur knapp sieben Minuten Flug von der Außengrenze der Marsatmosphäre bis zu seiner Oberfläche – doch die hatten es in sich. Denn in dieser kurzen Zeitspanne musste die NASA-Raumsonde Mars InSight von fast 20.000 Kilometer pro Stunde auf fast Schrittgeschwindigkeit abbremsen. Doch es gelang: Pünktlich um 20:53 Uhr unserer Zeit setzte die Marssonde am 26. November 2019 auf dem Roten Planeten auf. Damit kann nun eine Marsmission der ganz besonderen Art beginnen. Denn InSight ist die erste Sonde, die bis zu fünf Meter tief in die Kruste eines fremden Planeten bohren wird. Ihre Messungen sollen entscheidende Informationen über das bis heute rätselhafte Innenleben des Roten Planeten liefern.
Obwohl der Mars unser Nachbar ist und schon seit Jahren von Raumsonden erkundet wird, gibt er Planetenforschern noch immer Rätsel auf. So ist bis heute unklar, ob sich Mars und Erde in ihrer Frühzeit ähnlich entwickelten oder ob es entscheidende Unterschiede gab. „In gewisser Weise ist InSight eine wissenschaftliche Zeitmaschine, die uns Informationen über die frühesten Stadien der Marsentstehung liefern kann – Daten aus einer Zeit vor 4,5 Milliarden Jahren“, erklärt NASA-Forscher Bruce Banerdt vom JPL. „Das hilft uns zu verstehen, wie sich terrestrische Himmelskörper bilden – Erde, Mars, Mond, aber auch Planeten um andere Sterne.“ Ebenfalls weitgehend unbekannt ist, wie das Innere des Roten Planeten aufgebaut ist: Wie heiß ist es dort und wie stark ist das Gestein des Marsmantels durchmischt?
Gefährliche Landung
All diese Fragen soll die NASA-Raumsonde Mars-InSight beantworten helfen. Doch dafür musste sie erst einmal erfolgreich auf dem Roten Planeten landen – keine ganz einfache Aufgabe. Denn in den knapp sieben Minuten zwischen Atmosphäreneintritt und Landung muss Mars InSight von einer Geschwindigkeit von fast 20.000 Kilometer pro Stunde auf wenig mehr als Schrittgeschwindigkeit abgebremst werden. Weil die Mars-Atmosphäre sehr viel dünner ist als die irdische, erfordert dies eine Kombination mehrerer Bremsmethoden. Als erstes sorgt der Hitzeschild der Sonde für eine abbremsende Reibung. Dann, rund elf Kilometer über der Marsoberfläche, öffnet sich ein Spezialfallschirm, der die Sonde auf nur wenige hundert Kilometer pro Stunde abbremst. Während dieser Zeit sprengt InSight seinen vorderen und hinteren Schild ab und aktiviert dann schließlich rund einen Kilometer über der Marsoberfläche die Bremsdüsen.
Weil die Bodenstation in dieser Zeit nur abwarten und zusehen kann, nennen die NASA-Teams diese Wartezeit vor der Landung auch die „sieben Minuten des Schreckens“. Doch es gab ein frohes Ende: Wenige Minuten nach dem Eintritt von Mars InSight in die Atmosphäre des roten Planeten kam das erlösende Signal von der Landesonde. „Die gesamte Sequenz vom Atmosphäreneintritt bis zum Aufsetzen dauerte nur sechseinhalb Minuten. In dieser kurzen Zeitspanne musste InSight Dutzende von Operationen autonom durchführen und das fehlerfrei – und alles deutet darauf hin, dass ihm das gelungen ist“, sagt InSight Projektmanager Tom Hoffman vom JPL. Rund zweieinhalb Stunden später übermittelte InSight die zweite Erfolgsmeldung: Die Sonde hat ihre Solarsegel ausgeklappt und damit seine Stromversorgung gesichert.
Mit dem „Maulwurf“ in die Tiefe
Damit hat Mars Insight nun erfolgreich sein Ziel erreicht: Ein flaches, eher eintöniges Gebiet am westlichen Rand der Ebene Elysium Planitia, die knapp nördlich des Marsäquators liegt. Diese Eintönigkeit wäre für eine Oberflächenerkundung eher ungünstig, für die Messungen im Marsuntergrund aber ist dies perfekt. Denn als erste menschengemachte Sonde wird InSight bis zu fünf Meter tief in den Untergrund eines fremden Himmelskörpers bohren. Dafür nutzt sie die „Heat Flow and Physical Properties Probe“ (HP3), kurz „Maulwurf“ genannt. Diese wird sich im Laufe mehrerer Wochen in kleinen Schritten in bis zu fünf Meter Tiefe vorarbeiten. Dabei zieht der „Maulwurf“ ein mit Temperatursensoren bestücktes Flachkabel hinter sich her, mit dem er die Wärmeleitfähigkeit des Marsuntergrunds misst. „Wir wollen mit diesen Messungen die Temperatur des Marsinneren bestimmen und seine heutigen geologischen Aktivitäten im Inneren charakterisieren“, erklärt Tilman Spohn vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Um einen geeigneten Ort für die Bohrung zu finden, wird Mars InSight in den kommenden Tagen seinen 1,80 Meter langen Roboterarm entpacken und die an ihm befestigte Kamera nutzen, um Fotos der Marsoberfläche in seiner Umgebung zu machen. Auf Basis dieser Aufnahmen werden die Wissenschaftler ein räumliches Modell der Oberfläche erstellen und entscheiden, wo die Sonde ihre Instrumente absetzen und die Bohrung durchführen soll. „Ideal wäre für unseren Marsmaulwurf HP3 eine Stelle, die möglichst sandig ist und keine Steine aufweist“, sagt HP3-Operationsmanager Christian Krause vom DLR. Neben der Bohrsonde wird InSight aber noch weitere wissenschaftliche Instrumente nutzen, um das Marsinnere zu erkunden. Zu diesen gehört ein Seismometer, das auf der Marsoberfläche platziert wird – eines der sensibelsten, die je gebaut wurden. Mit seiner Hilfe wollen die Planetenforscher herausfinden, ob es Beben auf dem Roten Planeten gibt und falls ja, mithilfe dieser seismischen Wellen weitere Erkenntnisse über die Struktur des Marsinneren gewinnen.
Quellen: NASA/JPL, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
