Es ist immer ein trauriger Tag, wenn eine Mission zu Ende geht. Und noch trauriger ist es, wenn die Mission gar nicht erst richtig in Gang kam.
Hier sind wir bei der NASA InSight-Lander . Die ganze Mission ist noch nicht vorbei, aber der sogenannte Maulwurf, das Instrument, das entworfen und gebaut wurde von Deutschlands DLR , wurde für tot erklärt.
Der Maulwurf ist natürlich der Paket für Wärmefluss und physikalische Eigenschaften (HANDY3). Es ist ein Instrument, das entwickelt wurde, um die Wärme zu messen, die vom Marsinneren zur Oberfläche fließt. Die gesamte InSight-Mission (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy, and Heat Transport) konzentrierte sich darauf, mehr über das Innere des Mars zu erfahren.
Handy3ist wahrscheinlich das wichtigste und komplizierteste Instrument auf dem Lander. Es zu verlieren ist also ein schwerer Schlag für die Wissenschaft. Aber die Implementierung war immer schwierig, und die Missionsdesigner wussten das.
„Deshalb gehen wir bei der NASA Risiken ein – wir müssen die Grenzen der Technologie verschieben, um zu lernen, was funktioniert und was nicht.“
Thomas Zurbuchen, Assoziierter Administrator für Wissenschaft, NASA.
Die Aufgabe des Maulwurfs bestand darin, sich bis zu einer Tiefe von 5 Metern in die Marsoberfläche einzugraben. Ein Halteseil würde den Maulwurf mit dem Lander verbinden, und entlang dieses Halteseils befinden sich gleichmäßig verteilte Wärmesensoren. Durch das Studium der thermischen Eigenschaften des Inneren des Planeten hätten Wissenschaftler viel über seine geologische Geschichte erfahren können.
Aber es war immer schwierig, das Instrument in den Boden zu bekommen. Der Maulwurf ist ein selbsthämmerndes Instrument, das entwickelt wurde, um sich langsam in die Oberfläche vorzuarbeiten. Aufgrund der Gewichts- und Energiebeschränkungen der Mission war eine kraftvollere und kraftvollere Methode, das Instrument in den Boden zu treiben, nicht möglich.
Der Maulwurf wurde entwickelt, um sich langsam unter die Marsoberfläche zu bewegen. Von DLR, CC-BY 3.0, CC BY 3.0 de, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=87348555
Seit Beginn seines Einsatzes im März 2019 hatte der Maulwurf Probleme. Zuerst machte es einige Fortschritte, aber nachdem es einige Zentimeter eingedrungen war, hörte es auf. Anfangs dachte das Missionspersonal, es sei von einem Felsen blockiert.
Universe Today hat die Saga des Maulwurfs in einer Reihe von Artikeln behandelt. Auf dem Weg gab es Zeichen des Fortschritts und Zeichen der Verzweiflung. Aber im Laufe der Zeit wurde klar, was den Maulwurf daran hinderte, sein Potenzial auszuschöpfen.
Die Oberfläche des Mars, auf der sich der InSight-Lander befindet, ist mit einem Bodentyp namens Duracrust bedeckt. Es ist eine verdichtete Erdschicht, die nicht in das Loch des Maulwurfs zurückfällt, wenn es sich nach unten vorarbeitet. Das ist ein Problem.
Der Maulwurf ist auf Reibung zwischen ihm und seiner Umgebung angewiesen. Da Duracrust jedoch zu fest ist und nicht in das Loch fließt, bietet es nicht die erforderliche Reibung.
Das Missionspersonal versuchte alles, um die fehlende Reibung zu liefern. Sie benutzten die Schaufel des Instrumentenarms, um auf den Maulwurf zu drücken. Sie benutzten es, um seitlichen Druck auf den Maulwurf auszuüben. Und sie versuchten damit, die benötigte Erde in das Loch zu schaufeln. Jede Methode gab etwas Hoffnung, aber am Ende konnte der Maulwurf nicht tief genug eindringen, um Wissenschaft zu betreiben.
Dieses Bild vom Mai 2020 zeigt die Schaufel am Ende des Roboterarms von InSight, um den Maulwurf sanft zu drücken, während er sich in den Boden einarbeitet. Bildquelle: NASA/JPL/DLR
Jetzt wurde der Maulwurf für tot erklärt, nach 500 letzten und letztlich vergeblichen Hammerschlägen im Januar.
„Wir haben alles gegeben, was wir haben, aber Mars und unser heroischer Maulwurf bleiben unvereinbar“, sagte HP3, Tilman Spohn vom DLR.
Aber nicht alles ist verloren.
Die letzte Ruhestätte des Maulwurfs nach 500 Hammerschlägen Anfang Januar. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Die anderen Instrumente des Landers, einschließlich seines Seismometers, funktionieren noch. Die Mission hat also immer noch wissenschaftlichen Wert. Und obwohl der Maulwurf trotz aller Bemühungen der NASA und des DLR gescheitert ist, kann ein Scheitern die Saat für zukünftigen Erfolg legen.
„Glücklicherweise haben wir viel gelernt, was zukünftigen Missionen zugute kommt, die versuchen, in den Untergrund zu graben“, sagte Spohn.
In der Prüfstandsanlage für InSight-Lander am JPL formen Ingenieure ein kiesähnliches Material in eine Nachbildung des Landeplatzes von InSight auf dem Mars. Das Holz markiert die Grenzen der Instrumentenplatzierungszone des Landers. Die Ingenieure wählten den am besten aussehenden Ort, um den Maulwurf einzusetzen, aber es gab keine zweite Chance. Einmal eingesetzt, konnte der Maulwurf nicht entfernt und woanders eingesetzt werden. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/IPGP
Dies ist das erste Mal, dass eine Mission versucht hat, so in die Marsoberfläche einzudringen, also befand sich das gesamte Unterfangen auf unbekanntem Terrain. Es gab keine Möglichkeit, mit Sicherheit zu wissen, was mit dem Maulwurf passieren würde. Aber es war eine faszinierende Episode, als Mitglieder des Teams des Maulwurfs versuchten, einen Weg nach vorne zu finden.
„Wir sind so stolz auf unser Team, das hart daran gearbeitet hat, den Maulwurf von InSight tiefer in den Planeten zu bringen. Es war erstaunlich zu sehen, wie sie Fehler aus Millionen von Kilometern Entfernung beheben“, sagte Thomas Zurbuchen, stellvertretender Administrator für Wissenschaft am Hauptsitz der Agentur in Washington. „Deshalb gehen wir bei der NASA Risiken ein – wir müssen die Grenzen der Technologie verschieben, um zu lernen, was funktioniert und was nicht. Insofern waren wir erfolgreich: Wir haben viel gelernt, was zukünftigen Missionen zum Mars und anderswo zugute kommt, und danken unseren deutschen Partnern vom DLR für die Bereitstellung dieses Instruments und die Zusammenarbeit.“
Das Konzept dieses Künstlers vom August 2015 zeigt den Mars-Lander InSight der NASA, der vollständig für die Untersuchung des tiefen Inneren des Mars eingesetzt wird. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Andere Missionen haben uns klare Einblicke in die Marsoberfläche gegeben. Missionsdesigner dachten, dass das Hammerdesign des Maulwurfs ihm die besten Chancen geben würde, seine Mission zu erfüllen. Dem Anschein nach war es die richtige Entscheidung. Aber die Duricrust war eine Überraschung und erwies sich als zu großes Hindernis, um es zu überwinden. Obwohl es scheiterte, war das ganze Unternehmen von Anfang an beispiellos.
„Der Maulwurf ist ein Gerät ohne Erbe. Was wir versucht haben – mit einem so kleinen Gerät so tief zu graben – ist beispiellos“, sagte Troy Hudson, Wissenschaftler und Ingenieur am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, der sich bemüht hat, den Maulwurf tiefer in die Marskruste zu bringen. 'Die Möglichkeit zu haben, dies bis zum Ende durchzuhalten, ist die größte Belohnung.'
Die anderen Teile der Mission von InSight laufen weiter. Das SEIS (Seismic Experiment for Internal Structure) ist immer noch damit beschäftigt, Marsbeben und andere Ereignisse zu messen, und das RISE (Rotation and Interior Structure Experiment)-Instrument arbeitet noch daran, die Größe des eisenreichen Kerns des Mars herauszufinden. Auch die Wetterstation des Landers funktioniert noch.
InSight wurde im Mai 2018 gestartet und landete am 26. November 2018 auf dem Mars. Der Maulwurf wurde am 12. Februar 2019 eingesetzt. Die Mission wurde bis Dezember 2022 verlängert.
