Erklärt: Was uns InSight bisher über den Mars erzählt hat
Diese Woche veröffentlichte die NASA eine Reihe von sechs Artikeln – fünf in der Zeitschrift Nature, eine in Nature Geoscience – um einen Planeten zu enthüllen, der von Beben, Staubteufeln und seltsamen magnetischen Impulsen lebt.
Künstlerische Konzeption des InSight-Landers der NASA auf dem Mars. (Quelle: IPGP/Nicolas Sarter über die NASA) Es ist nun mehr als ein Jahr her, dass die NASA-Landermission InSight am 26. November 2018 auf dem Mars landete. Welche Lehren hat die Mission in ihrem ersten Jahr auf dem Roten Planeten gezogen? In dieser Woche, Die NASA hat eine Reihe von sechs Artikeln veröffentlicht – fünf in der Zeitschrift Nature, einer in Nature Geoscience – um einen Planeten zu enthüllen, der von Beben, Staubteufeln und seltsamen magnetischen Impulsen lebt.
Was ist InSight?
InSight ist die erste Mission, die sich dem Blick tief unter die Marsoberfläche widmet. Zu seinen wissenschaftlichen Werkzeugen gehören ein Seismometer zur Erkennung von Beben, Sensoren zur Messung von Wind und Luftdruck, ein Magnetometer und eine Wärmeflusssonde, die die Temperatur des Planeten messen soll.
Die InSight-Mission ist Teil des Discovery-Programms der NASA. Es wird von einer Reihe europäischer Partner unterstützt, darunter das französische Centre National d’Études Spatiales (CNES), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die United Kingdom Space Agency (UKSA).
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Untergrund: rumpelt
Der Mars zittert häufiger als erwartet, aber auch milder. Dies ging aus den Messwerten des ultra-empfindlichen Seismometers hervor, das als Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) bezeichnet wird. Das Instrument ermöglicht es Wissenschaftlern, mehrere zitternde Ereignisse aus Hunderten bis Tausenden von Kilometern Entfernung zu hören.
Der Mars hat keine tektonischen Platten wie die Erde, aber er hat vulkanisch aktive Regionen, die Grollen verursachen können. SEIS hat bisher mehr als 450 seismische Signale gefunden, von denen man annimmt, dass es sich bei den meisten um Beben handelt (im Gegensatz zu Datenrauschen, die durch Umweltfaktoren wie Wind verursacht werden). Das größte Beben hatte eine Stärke von knapp 4,0.
Seismische Wellen werden durch die Materialien beeinflusst, durch die sie sich bewegen. Als solche helfen sie Wissenschaftlern, die Zusammensetzung der inneren Struktur des Planeten zu untersuchen. Der Mars kann dem Team helfen, besser zu verstehen, wie sich alle Gesteinsplaneten – einschließlich der Erde – zuerst gebildet haben.
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Die Oberfläche: Magnetismus
Vor Milliarden von Jahren hatte der Mars ein Magnetfeld. Obwohl es nicht mehr vorhanden ist, hat es das hinterlassen, was die NASA als Geister bezeichnet – magnetisierte Gesteine, die sich jetzt zwischen 61 m und mehreren Kilometern unter der Erde befinden. InSight ist mit einem Magnetometer ausgestattet, das magnetische Signale erfasst hat.
An einem Marsstandort namens Homestead Hollow sind die magnetischen Signale zehnmal stärker als zuvor vorhergesagt (basierend auf Daten von umlaufenden Raumfahrzeugen). Da die Messungen von InSight lokaler sind, sind sie präziser.
Am Standort von InSight sind die meisten Oberflächengesteine zu jung, um durch das ehemalige Magnetfeld magnetisiert zu werden. Dieser Magnetismus muss von uralten unterirdischen Gesteinen stammen, sagte Catherine Johnson, Planetenwissenschaftlerin der University of British Columbia und des Planetary Science Institute, in einer Erklärung der NASA. Wissenschaftler verwenden nun diese Daten und das, was bisher bekannt war, um die magnetisierten Schichten unter InSight zu verstehen.
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Darüber hinaus sind Wissenschaftler auf der Erde davon fasziniert, wie sich diese Marssignale im Laufe der Zeit verändern. Die Maße variieren je nach Tag und Nacht; sie neigen auch dazu, gegen Mitternacht zu pulsieren. Es werden immer noch Theorien gebildet, was solche Veränderungen verursacht.
Im Wind: Staubteufel
InSight misst nahezu kontinuierlich Windgeschwindigkeit, Richtung und Luftdruck. Wettersensoren haben Tausende von vorbeiziehenden Wirbelstürmen erkannt, die als Staubteufel bezeichnet werden, wenn sie Sand aufnehmen und sichtbar werden. An diesem Ort gibt es mehr Wirbelstürme als an jedem anderen Ort, an dem eine Landung auf dem Mars mit Wettersensoren durchgeführt wurde.
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Trotz all dieser Aktivität im Wind und der häufigen Bildgebung haben die Kameras von InSight noch keine Staubteufel gesehen. Aber SEIS kann spüren, wie diese Wirbelstürme an der Oberfläche ziehen. Wirbelwinde sind perfekt für die seismische Erkundung des Untergrunds, sagte Philippe Lognonné vom Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Hauptforscher von SEIS.
Der Kern: kommt noch
InSight verfügt über zwei Funkgeräte. Einer dient zum regelmäßigen Senden und Empfangen von Daten. Das andere leistungsstärkere Radio misst das Wackeln des Mars, während er sich dreht. Dieses X-Band-Radio, auch bekannt als Rotations- und Innenstruktur-Experiment (RISE), kann schließlich aufdecken, ob der Kern des Planeten fest oder flüssig ist. Ein fester Kern würde den Mars weniger wackeln lassen als ein flüssiger.
Dieses erste Jahr der Daten ist nur ein Anfang, sagte die NASA in der Erklärung. Wenn er zwei Jahre auf der Erde ist, wird der Mars ein Jahr vollendet haben. Ein volles Marsjahr wird Wissenschaftlern eine viel bessere Vorstellung von der Größe und Geschwindigkeit des Wobbelns des Planeten geben, sagte die NASA.
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