Insight-Mission hebt ab

Diesem Moment haben sie lange entgegengefiebert: Domenico Giardini, Professor für Seismologie und Geophysik der ETH Zürich, John Clinton vom Schweizerischen Erdbebendienst und Peter Zweifel, der das Ingenieurteam leitete, welches die Elektronik für ein Mars-Seismometer entwickelte. Um 4.05 Uhr Ortszeit hob eine Atlas-Rakete von der Luftwaffenbasis Vandenberg in Kalifornien ab. Eine Stunde später katapultierte sich die Rakete mit ihrer letzten Zündstufe über die Grenze der Anziehungskraft der Erde hinaus. Danach koppelte sich die Raumkapsel mit dem Insight-Lander von der Rakete ab, und das Raumschiff folgt nun seiner vorausberechneten Flugbahn in Richtung Mars. Dort wird es nach einer mehr als sechsmonatigen Reise eintreffen.

Früchte einer 20 Jahre dauernden Arbeit

Erleichtert sind die drei ETH-Forscher deshalb, weil mit der Rakete ihr «Baby» mitfliegt: eine hochspezialisierte an der ETH Zürich entwickelte Steuerungs- und Datenerfassungselektronik, die im Seismometer SEIS des Landers zum Einsatz kommt. Mit Hilfe von SEIS wollen Wissenschaftler seismische Aktivitäten und Meteoriteneinschläge erfassen. Dies wird es ihnen erlauben, den inneren Aufbau des Mars’ zu untersuchen.

«Wir freuen uns sehr über den geglückten Start, denn wir haben fast 20 Jahre auf diesen Moment hingearbeitet», sagt Giardini. Er leitet den an der ETH angesiedelten Teil dieser Marsmission. «Wenn alles gut geht, empfangen wir Anfang 2019 vielleicht bereits erste Testdaten. Darauf sind wir extrem gespannt».

Weile und Eile

Bis dahin brauchen die ETH-Forscher allerdings weiterhin Geduld. Nach der 485 Millionen Kilometer langen Reise durchs All wird es am 26. November 2018 schnell gehen: In nur sechs Minuten wird der Lander in die dünne Mars-Atmosphäre eintauchen. Gebremst wird er vorerst von einem grossen Fallschirm, und 12 Landetriebwerke sorgen am Ende für eine sanfte Landung auf der ausgedehnten Marsebene Elysium Planitia.

Nach der Landung wird ein Roboterarm das Seismometer auf den Boden neben dem Lander absetzen und es mit einem Schutzschild bedecken. Bis alle Geräte aufgestellt und ihre Funktionen geprüft sind, wird es zirka zwei Monate dauern.

«Wir werden noch einige bange Momente überstehen müssen, bis wir die Sicherheit haben, dass die wissenschaftlichen Instrumente heil auf dem Mars angekommen sind und funktionieren», sagt Peter Zweifel. Zwar wurde die Elektronik unter den Bedingungen, die während des Flugs und auf dem Mars herrschen, eingehend getestet. Die letzte Sicherheit gibt es aber erst dann, wenn die Geräte auf dem roten Planeten stehen.

ETH-Forscher werten Daten als Erste aus

Die Messdaten werden täglich zur Erde übermittelt. Wegen der grossen Distanz zwischen Mars und Erde brauchen sie rund 20 Minuten, bis sie eintreffen. Nachdem sie durch das Nasa Deep Space Network gesammelt und von der französischen Raumfahrtagentur CNES vorausgewertet werden, wird der Marsbebendienst an der ETH Zürich täglich die Daten untersuchen, um Beben und Meteoriteneinschläge auf dem Mars aufzuspüren und zu lokalisieren. Der Marsbebendienst wird auch die erste Stelle sein, welche die Daten interpretiert.

«Erst wenn die Daten routinemässig bei uns im Rechenzentrum eingehen, und wir seismische Signale erkennen und lokalisieren können, darf man die Mission als erfolgreich bezeichnen», sagt John Clinton. Ab Frühjahr 2019 rechnen die Forscher damit, dass sie gewohnheitsmässig seismische Daten analysieren können. Diese Datenanalyse wird mindestens ein Marsjahr (was zwei Erdjahren entspricht) weitergeführt. Die täglichen Analysen werden die Grundlage sein für zahlreiche weitere wissenschaftlichen Untersuchungen und für den Abruf zusätzlicher Daten aus der Marsstation.

Die Kernaufgabe des Seismometers ist, die seismischen Wellen zu messen, welche Meteoriteneinschläge oder Beben auf dem Mars hervorrufen. Das hochempfindliche Gerät zeichnet die Signaturen von Wellen auf, die im Marsinneren an unterschiedlichen Schichten zurückgeworfen oder abgelenkt werden. Dies erlaubt es den Forschenden, Rückschlüsse über den Aufbau und die Zusammensetzung des Mars zu ziehen. Die Wissenschaftler erhoffen sich zudem neue Erkenntnisse über vergleichbare Vorgänge auf der Erde sowie über den Ursprung und die Entwicklung der Planeten in unserem Sonnensystem.