Den Marsbeben auf der Spur

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung sind am Seismometer der Marsmission InSight der NASA beteiligt.

22. August 2012

Wie auch die Erde ist der Mars ein unruhiger Planet. Immer wieder erschüttern Beben seine Oberfläche - und könnten Forschern wichtige Hinweise auf den inneren Aufbau unseres Nachbarn bieten. Diese inneren Eigenschaften zu entschlüsseln, ist Hauptziel der Landemission InSight, welche die amerikanische Weltraumagentur NASA jetzt im Rahmen ihres Discovery-Programms ausgewählt hat. Zu dem Seismometer SEIS an Bord der Landeeinheit, die ab Oktober 2016 erste wissenschaftliche Daten liefern soll, tragen Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Katlenburg-Lindau bei: Ihre Vorrichtung sorgt für einen sicheren Stand im roten Marssand und richtet das empfindliche Messgerät exakt waagerecht aus.

Die Marsmission InSight soll 2016 zum ersten Mal einen Blick tief ins Innere des roten Planeten werfen.

„Das Instrument SEIS wird das erste funktionstüchtige Seismometer auf dem Mars sein und uns Informationen über den inneren Aufbau des Mars liefern, die auf anderem Wege unzugänglich wären“, sagt Prof. Ulrich Christensen, Geschäftsführender Direktor und Leiter der Abteilung „Planeten und Kometen“ am MPS, der die freudige Botschaft von seinen Kollegen in den USA und Frankreich erhielt. „Wir freuen uns darauf, nun endlich ein bereits weitgehend entwickeltes Instrument auf einem anderen Planeten abzusetzen und Marsbeben zu studieren“, so Christensen weiter. Das MPS soll die Vorrichtung entwickeln, welche die seismischen Sensoren von SEIS aufnimmt, an die Marsoberfläche ankoppelt und in einer waagerechten Position ausrichtet.

Das Instrument ist eine gemeinsame Entwicklung unter der Leitung der französischen Weltraumagentur CNES in Zusammenarbeit mit dem Institute de Physique du Globe de Paris, dem MPS, dem Imperial College London, der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und dem Jet Propulsion Laboratory in Pasadena. SEIS soll die seismische Aktivität des Mars ermitteln und die Häufigkeit von Meteoriteneinschlägen detektieren. Aus der Ausbreitung der Marsbebenwellen lassen sich Rückschlüsse auf die innere Struktur und Beschaffenheit des Planeten ziehen und vielleicht die Anwesenheit eines flüssigen Kerns im tieferen Untergrund nachweisen.

Der Prototyp des am MPS entwickelten SEIS Leveling Systems im „Sandkasten“ des JPL.

Das bereits im Rahmen der Mission ExoMars entwickelte Seismometer besteht aus drei gegeneinander geneigten seismischen Breitbandsensoren und drei weiteren Kurzzeit-Mikrosensoren. Zusammengesetzt bildet dieses System im überlappenden Frequenzband von 10 Millihertz bis 100 Hertz einen Sensor, der die Bewegungen des Bodens in drei Dimensionen messen kann. Beide Sensorarten basieren auf einer definiert aufgehängten Masse, die durch äußere Einflüsse – wie etwa ein Marsbeben – ausgelenkt wird. Das Instrument ist für den dauerhaften Betrieb während der gesamten Mission ausgelegt. Für die Messungen ist eine gute mechanische Ankopplung an den Untergrund und die Nivellierung der Sensoren erforderlich. Dieses wird durch das am MPS entwickelte und konstruierte Leveling System erreicht.

Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung war seit 1996 an fünf Marsmissionen der amerikanischen und europäischen Weltraumbehörden beteiligt. Derzeit tragen MPS-Wissenschaftler zur Mission Mars Science Laboratory der NASA bei, die am 6. August dieses Jahres die Landeeinheit Curiosity auf dem Mars abgesetzt hat.

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