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Mars-Maulwurf hämmert sich in den Marsboden
Redaktion / Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
astronews.com
4. März 2019

Mit dem NASA-Lander InSight ist auch eine kleine, vom DLR entwickelte Rammsonde zum Mars gelangt, die sich bis zu fünf Meter in den Untergrund des Roten Planeten graben soll, um hier Temperaturmessungen vorzunehmen. In der vergangenen Woche hat sie ihre Arbeit aufgenommen und sich mit 4000 Hammerschlägen schon ein wenig in den Untergrund gegraben.

Der DLR-Marsmaulwurf HP3 auf dem Marsboden nach der Freigabe durch den robotischen Arm des InSight-Landers. Bild: NASA/JPL-Caltech/DLR  [Großansicht]

Am 28. Februar 2019 hat sich der Marsmaulwurf des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erstmals vollautomatisch in den Marsboden gehämmert. In einem ersten Schritt drang er über eine Phase von vier Stunden mit 4000 Hammerschlägen etwa 18 bis 50 Zentimeter in den Marsboden ein. "Bei seinem Weg in die Tiefe ist der Maulwurf anscheinend auf einen Stein getroffen, hat sich um etwa 15 Grad geneigt und diesen beiseite gedrückt oder sich an ihm vorbeigeschoben", sagt der wissenschaftliche Leiter des HP3-Experiments Prof. Tilman Spohn. "Anschließend hat er sich in fortgeschrittener Tiefe gegen einen weiteren Stein gearbeitet, bis die geplante vierstündige Betriebszeit der ersten Sequenz abgelaufen war."

Bei Tests auf der Erde zeigte sich, dass die stabförmige Rammsonde in der Lage ist kleinere Steine zur Seite zu schieben, was allerdings sehr zeitintensiv ist. Nach einer Abkühlpause wollen die Forscher den Maulwurf in einer zweiten Sequenz für erneut vier Stunden weiterhämmern lassen. In den Folgewochen mit weiteren Abschnitten wollen sie bei ausreichend porösem Untergrund eine Zieltiefe von drei bis fünf Metern erreichen. Dabei zieht der Maulwurf hinter sich ein mit Temperatursensoren bestücktes, fünf Meter langes Flachbandkabel in den Marsboden hinein. Das Kabel ist mit 14 Temperatursensoren bestückt, um nach Erreichen der Zieltiefe die Temperaturverteilung mit der Tiefe und ihre Änderung mit der Zeit und damit den Wärmefluss aus dem Marsinneren zu messen.

Die stabförmige Rammsonde nutzt einen vollautomatischen, elektrisch angetriebenen Hammerschlagmechanismus. Immer wieder spannt ein rotierendes Schneckengetriebe die Hauptfeder, die sich mit einem Hammerstoß entlädt. Eine zweite Feder dämpft den Rückstoß. "Man kann sich den Marsmaulwurf von der Funktion her vorstellen wie einen großen Nagel, der über einen eingebauten Hammer verfügt", erklärt Torben Wippermann vom DLR-Institut für Raumfahrtsysteme die Technik.

Die Sonde pausiert nach jedem Schritt für etwa drei Marstage (Sol), um nach dem mehrstündigen Hämmern mit Reibung und Hitzeentwicklung etwa zwei Tage abzukühlen und dann bei ausreichender Tiefe die Wärmeleitfähigkeit des Bodens zu messen. "Dazu wird eine Folie in der Hülle des Maulwurfs mit bekannter elektrischer Leistung für einige Stunden geheizt", erklärt DLR-Planetenforscher Dr. Matthias Grott. "Der gleichzeitig gemessene Anstieg der Temperatur der Folie gibt uns dann ein Maß für die Wärmeleitfähigkeit des unmittelbar umgebenden Bodens."

Ergänzend misst das am InSight-Lander angebrachte Radiometer (Infrarotstrahlungsmesser) die Temperatur des Marsbodens an der Oberfläche, die von leichten Plusgraden bis fast minus hundert Grad Celsius schwankt. Später, nach Erreichen der Zieltiefe, sollen die Daten der Temperatur- und Wärmeleitfähigkeitsmessungen und die Radiometerdaten am Kontrollzentrum beim DLR in Köln empfangen, aufbereitet und dann von den Wissenschaftlern des DLR-Instituts für Planetenforschung ausgewertet werden.