Seismogramm des im Dezember 2021 aufgezeichneten Marsbebens mit Mars-Seismogrph der NASA-Sonde InSight im Hintergrund. (Foto: IMAGO, IMAGO / piemags)

Ende der NASA-Mission InSight

Erfolgreiche Marsbeben-Warte muss in Rente

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Uwe Gradwohl
Uwe Gradwohl, Leiter der Redaktion SWR Wissen Aktuell. (Foto: SWR, Christian Koch)
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Lilly Zerbst

Seit 2018 steht die NASA-Sonde InSight auf der Marsoberfläche und lauert auf Beben, deren Erschütterungen sie mit einem Seismometer aufzeichnet und zur Erde schickt. Jetzt muss sie den Betrieb einstellen – aus Energiemangel. Letzte Kontaktversuche der NASA waren erfolglos geblieben.

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Der Mars ist ein ungeheuer staubiger Ort und so sind die Solarzellen der NASA-Sonde InSight inzwischen mit einer so dicken Staubschicht überzogen, dass die Stromproduktion in den vergangenen Wochen gewaltig abnahm. Nun hat die NASA mitgeteilt, dass die Sonde aus Energiemangel ihre Arbeit endgültig einstellen musste – die Mission von Mars InSight ist zu Ende. Begonnen hatte sie aber unter anderem in einem Bergwerksstollen im Nordschwarzwald.

NASA testete Bebenmessungen im Schwarzwald

Die Technik, die vier Jahre lang Beben auf dem Mars aufgezeichnet hat, wurde zuvor an einem der erschütterungsärmsten Orte der Erde getestet: In einem Bergwerksstollen in Schiltach im Nordschwarzwald. Früher ein Bergwerk, heute ein geophysikalische Observatorium das so ruhig ist, dass dort noch das kleinste Zittern der bebenden Erde gemessen werden kann.

Für die NASA war es der ideale Ort, um die Messtechnik ihrer Marsbeben-Warte durchzuchecken. Das genau nach der Vorlage des in Schiltach getesteten Geräts gebaute Seismometer hat nun in den vergangenen vier Jahren die Marsforschung revolutioniert. Denn es ist ziemlich sagenhaft, was man aus dem bloßen Messen des Zitterns der Oberfläche eines Planeten über das Innere eines Himmelskörpers herausfinden kann.

SWR Wissen Erklärvideo vom Mai 2018: Seismometer-Test im Black Forest Observatory BFO Schiltach, Geowissenschaftliches Gemeinschaftsobservatorium des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Stuttgart.

Der Mars: Harte Schale – weicher Kern

Klar ist jetzt: Der Mars hat einen flüssigen Kern. Der ist viel größer als gedacht. Er nimmt den Raum vom Mittelpunkt des Planeten bis zur Hälfte des Marsradius ein.

Illustration des Marsinneren mit flüssigem Kern, festem Mantel, dünner Kruste und Atmosphäre. (Foto: IMAGO, IMAGO / Science Photo Library)
Wie die Erde hat der Mars einen eisenreichen, flüssigen Kern umhüllt von einem festen, siliziumreichen Mantel. Die Kruste des Mars is durchschnittlich 37 Kilometer Dick. An seiner Oberfläche umhüllt den Mars eine dünne Atmosphäre, die hauptsächlich aus Kohlendioxid besteht. IMAGO / Science Photo Library

Gleichzeitig zeigten die InSight-Messungen aber, dass dem Mars ein bestimmte wärmeisolierende Gesteinsschicht fehlt. Das scheint sich zunächst zu widersprechen: Ein warmer flüssiger Kern trotz fehlender Isolation?

Die Lösung ist, dass der flüssige Kern wohl sehr viel leichte Elemente enthält, die den Schmelzpunkt der Gesteinsmasse absinken lassen. Daraus lässt sich wiederum ableiten, dass der Mars ein sehr alter Planet ist, der zu den ersten gehörte, die sich in unserem Sonnensystem gebildet haben.

Überraschendes Ergebnis: InSight misst starkes Mars-Magnetfeld

Aus dem aufgezeichneten Zittern des Mars konnten die Forschenden ganze Kapitel aus der Geschichte dieses Planeten ableiten. Überraschendes brachten auch die Magnetfeldmessungen zu Tage: Das Magnetfeld des Mars ist stärker als es Satellitenmessungen aus der Marsumlaufbahn vermuten ließen. Vor circa drei bis vier Milliarden Jahren war es wahrscheinlich so stark wie jenes der Erde – und hätte einen guten Schutz vor kosmischer Strahlung für entstehendes Leben geboten.

Schemtische Darstellung der NASA-Sonde InSight auf dem Mars mit Wärmeflusssonde, Seismometer und Funktransponder und -empfänger. (Foto: IMAGO, IMAGO / StockTrek Images)
Die NASA-Sonde Insight trägt drei Messinsallationen an Bord: Ein Seismometer zur Messung der Oberflächenbewegung (vorne links), eine Wärmemesssonde, die sich in den Boden graben sollte (vorne rechts) – daher auch die Bezeichnung als "Maulwurf – und Funkantennen, die Funksignale senden und empfangen und unter anderem auf den Zustand des Marskerns hinweisen (innenseitig der Solarpanele auf der Sonde). IMAGO / StockTrek Images

Enttäuschung: DLR-"Maulwurf" blieb stecken

Was nicht ganz so gut funktionierte, war der an der Marsbeben-Warte mit Datenkabel angeleinte Mars-Maulwurf: Das vom Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) entwickelte Gerät sollte sich von selbst fünf Meter in die Oberfläche eingraben. Es blieb jedoch bereits bei knapp 40 Zentimetern stecken, lieferte aber immerhin ein paar Daten zur Wärmeleitfähigkeit des Gesteins.

Wissenschaftler:innen warteten lange auf starkes Beben

Dass der Marsbeben-Warte die Energie ausgeht, war bereits vor Monaten erwartet worden. Zu dick lag der Staub schon auf den Solarzellen. Dass es sich aber bei der Planetenerkundung lohnt, um jeden Tag zu kämpfen, den eine Sonde auf dem Mars überleben kann, hat sich bei Mars InSigth gezeigt.

Denn das stärkste und für die Forschung ergiebigste Marsbeben mit Stärke 5 ereignete sich nach langem Warten erst vergangenen Mai 2022. Es hat den ganzen Mars sechs Stunden lang zum Zittern gebracht. Zum Jahresende hat die NASA nun Mars InSight endgültig aufgegeben. Das aber mit großer Zufriedenheit, denn ihren Auftrag hat die Mars-Insight-Sonde mehr als erfüllt: Sie registrierte in den vier Jahren über 1300 Marsbeben.

Seismogramm des größten aufgezeichneten Marsbebens der Stärke 5 am 4. Mai 2022. (Foto: IMAGO, IMAGO / piemags)
Seismogramm des größten aufgezeichneten Marsbebens der Stärke 5 am 4. Mai 2022. IMAGO / piemags

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