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Schweizer Qualität Seismograf entlockt dem Mars Geheimnisse

'Mars InSight' auf der Marsoberfläche (Fotomontage)

Fotomontage des "Mars InSight"-Landers auf der Oberfläche des Planeten. Der Seismograf befindet sich unter der kleinen Kuppel links unten im Bild, die Temperatursonde rechts.

(NASA)

Dank Sonden, Rovern und Satelliten haben Wissenschaftler schon viel über die Marsoberfläche und -atmosphäre gelernt. Doch das Innere des roten Planeten blieb bis heute ein Geheimnis. Ein Gerät, das zum Teil Schweizer Technologie an Bord hat, soll nun diese Wissenslücken schliessen.

Der kleine rote Planet Mars gleicht seinen Nachbarn Erde, Venus und Merkur relativ stark. Das Studium seiner Struktur soll helfen, besser zu verstehen, wie diese Art von Planeten entstanden ist. Dazu wird besonders mit den Erkenntnissen verglichen, die wir über die Erde haben.

485 Millionen Kilometer in 6 Monaten

Die Mission "Mars InSight"externer Link soll am 5. Mai 2018 von der US Air-Force-Basis Vandenberg, Kalifornien, in der Spitze einer Atlas V-401 Rakete starten.

Die Ankunft auf dem Mars ist für den 26. November 2018 vorgesehen. Die Landung wird gegen Ende des Abstiegs durch einen Fallschirm abgebremst, schliesslich durch Umkehrschub (eine Phase, die immer sehr heikel ist).

Der Lander und seine Instrumente sollen während eines Marsjahrs funktionieren, was etwa zwei Erdenjahren entspricht.

Die Mission kostet rund 1 Milliarde Dollar. Mitgearbeitet haben Institute und Wissenschaftler vor allem aus den USA, Frankreich, Deutschland, Österreich, Belgien, Kanada, Japan, Grossbritannien und der Schweiz.

Die ETHZ spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des Seismografen und dessen Elektronik. Dies unter der Leitung der Professoren Domenico Giardini, Leiter des Instituts für Geophysik, und Peter Zweifel, Leiter des Labors für Weltraumelektronik.

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Die Idee ist so alt wie die Marsforschung selber. Doch einen korrekt funktionierenden Seismografen auf der Marsoberfläche anzubringen, stellt die Wissenschaft vor grosse Herausforderungen. An der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürichexterner Link (ETH) arbeiteten Forschende während 20 Jahren an dieser Aufgabe.

Das nun entwickelte Gerät ist 30 Kilogramm schwer und soll auf der Marsoberfläche zu stehen kommen. Seine Metallkuppel soll es vor den starken Winden und Temperaturunterschieden (von -130 bis +15 Grad) sowie vor kosmischer Strahlung schützen.

Dank rund 200 zu Bändern zusammengeflochtenen Kabeln soll es seine Signale an den Lander senden können, der diese über Satelliten, die den roten Planeten umkreisen, zur Erde weiterleitet. Die ersten Analysen der Daten werden in Zürich durchgeführt.

Im Gegensatz zur Erdbebenforschung auf der Erde können die Forschenden aber nicht auf ein Netzwerk von Seismografen zählen, sondern nur auf eine einzige Messstation. Es wird daher besonders schwierig festzustellen sein, wo die 50 bis 200 Erdbeben pro Jahr genau stattgefunden haben.

Trotzdem sollten die Marsbeben Auskunft über die Beschaffenheit des Kerns, des Mantels und der Kruste des Planeten geben. Zudem wird die Arbeit dadurch erleichtert, dass der Mars weder über Ozeane noch die Anwesenheit von Menschen verfügt. Denn auf der Erde stören Vibrationen durch Industrie, Fahrzeuge, Flugzeug- oder Raketenstarts und besonders Wellen die Seismografen stark.

Um die Messungen zu verfeinern, verfügt das Gerät zudem über eine Wärmesonde, die sich selber fünf Meter tief in die Marsoberfläche hineinbohren soll. So wollen die Forschenden dem Marsinnern die Temperatur messen und bestimmen können, ob dessen Metallkern flüssig oder fest ist.


(Übertragung aus dem Französischen: Christian Raaflaub)

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