Science
29.04.2018

ETH-Forscher wollen das Innere des Mars erkunden

Bereits im Mai soll eine Rakete die in der Schweiz entwickelten Instrumente zum Roten Planeten bringen.

Mit einer weiteren Mars-Erkundung will die NASA dem Roten Planeten seine innersten Geheimnisse entlocken. Im Mai soll eine Trägerrakete von der Vandenberg-Airforce-Basis in Kalifornien abheben und mehrere Instrumente zum Mars bringen. Darunter ein Seismometer, das mehrere europäische Forschungsanstalten unter der Leitung der französischen Raumfahrtagentur CNES zusammen entwickelt und gebaut haben.

Die ETH Zürich hat etwa die hochempfindliche Elektronik beigesteuert. Nach der Landung am 26. November wird ein Roboterarm des Landers die Instrumente auf der Marsoberfläche platzieren. Das Seismometer, das etwa dreißig Kilogramm wiegt, erhält eine Schutzhülle und hat damit einen Durchmesser von etwa sechzig Zentimetern. Wenige Wochen später soll es bereits brauchbare Daten zur Erde senden.

Erdbeben als "Röntgen"

Die Erdbebenforscher der ETH Zürich werden als Erste einen Blick auf diese Daten werfen. Anhand der Erschütterungen, die ihr Instrument auf dem Mars misst, wollen sie die innere Struktur des Planeten ergründen. Ihre Hoffnungen setzen sie dabei hauptsächlich in Marsbeben, wie Domenico Giardini, Professor für Seismologie und Geodynamik an der ETH Zürich erklärte: "Die Wellen eines Bebens, die das Seismometer registriert, gehen wie Röntgenstrahlen durch alles durch, sodass wir davon beispielsweise auf die Dichte des Gesteins oder die Temperatur im Marsinneren schließen können."

Was die Forschenden auf der Erde perfektioniert haben, ist allerdings auf dem Mars etwas schwieriger. So müssen sie, weil sie nur eine einzige Messstation haben, zuerst errechnen, wo genau das Beben stattgefunden hat. Auf der Erde, wo tausende Stationen zur Verfügung stehen, ist die Lokalisation ungleich einfacher.

Giardini rechnet während der rund ein Marsjahr (oder zwei Erdjahre) dauernden Mission mit etwa fünfzig Ereignissen. Durch die verschiedenen Orte, Stärken und Distanzen zum Messgerät dürfte sich eine "sehr gute Datenstruktur" für die seismologische Forschung ergeben.

Neue Skala für Mars entwickelt

Eine Frage ist dabei, wie gut sich die Modelle von der Erde auf den Mars übertragen lassen. Giardinis Team hat für den Mars eine neue Magnituden-Skala geschaffen, die an der Richterskala angelehnt ist. Anders als auf der Erde gibt es auf dem Mars aber weniger Lärm, wie der ehemalige Leiter des Schweizerischen Erdbebendiensts weiter sagt: Keine von Menschen, Fahrzeugen oder Ozeanen ausgelösten Vibrationen, die die Messungen verzerren.

Neben dem Seismometer bringt die Atlas V-401-Rakete ein Instrument zum Mars, das den Hitzefluss in einer Tiefe von bis zu fünf Metern erfassen kann. Es soll darüber Aufschluss geben, wie heiß es im Innern des Roten Planeten ist und ob dessen Kern flüssig ist oder nicht. Mithilfe des Kommunikationssystems des Landers sind zudem Rotationsmessungen geplant.

Start am 5. Mai

Hauptziel der Mission ist es, endlich auch das Marsinnere zu erforschen, nachdem vergangene Missionen bereits viele Daten über die Oberfläche und die Atmosphäre des Planeten gesammelt haben. "Wir brauchen diese Informationen, um zu verstehen, wie der Planet vor vier Milliarden Jahren entstanden ist", sagte Giardini. Dies werde auch wertvolle Erkenntnisse über andere erdähnliche Planeten ermöglichen.

Der Start der Trägerrakete ist offiziell für den 5. Mai vorgesehen. Sollten die Bedingungen nicht optimal sein, kann der Start aber auch verschoben werden. Das Startfenster bleibt bis zum 8. Juni für jeweils rund zwei Stunden täglich geöffnet.