Mars InSight Mission: ETH misst den Puls des roten Planeten

Seit 30 Monaten misst die ETH Zürich dem Mars den Puls: mit dem Seismometer SEIS - Abkürzung für Seismic Experiment for Interior Structure. Die Auswertung der Marsbeben-Daten enthüllt ganz neue Einsichten in das Innenleben und die Geschichte des Roten Planeten. Das Gerät ist Teil von NASAs Mars InSight Mission.

Die Kruste des Mars ist beispielsweise dünner als angenommen und enthält einen unerwartet hohen Anteil an radioaktiven Elementen. Der Marsmantel ähnelt zwar demjenigen der Erde, enthält aber viel mehr Eisen. Der Kern ist grösser, als bisher gemutmasst wurde. Sein Radius beträgt rund 1840 Kilometer, das sind gut 200 Kilometer mehr, als man vor 15 Jahren vermutet hatte.

Gewonnen wurden diese und weitere Erkenntnisse aus der Aufzeichnung und Analyse von seismischen Wellen. Aus der Art ihrer Ausbreitung konnte kalkuliert werden, wie dick und dicht die Materialschichten sind, auf die die Wellen trafen.

Die Datenerfassungs- und Steuerungselektronik von SEIS wurde an der ETH entwickelt. Es ist das wichtigste der drei Messgeräte, welche der Lander der Mission Mars InSight Ende 2018 geladen hatte. Das hochempfindliche Gerät wird von der ETH Zürich aus gesteuert. Die gesammelten Daten werden vom Zürcher «Marsbebendienst» – bestehend aus Teams der ETH und des Schweizer Erdbebendiensts – ausgewertet.

Wie wichtig diese Einsichten sind, zeigt sich daran, dass die Fachzeitschrift «Science» aktuell drei Artikel zum Thema als Titelgeschichte bringt. Die Nasa überträgt ausserdem am (morgigen) Freitag live eine Diskussion darüber auf ihrer Website.

«Schon früher konnten wir bei den Daten on Mars InSight die unterschiedlichen Wellen sehen. Deshalb wussten wir, wie weit weg von der Sonde diese Bebenherde auf dem Mars waren». Dies erklärt Domenico Giardini, Professor für Seismologie und Geodynamik an der ETH und Leiter des SEIS-Projekts.

Um etwas über die innere Struktur sagen zu können, brauche es Bebenwellen, die näher am Kern des Planeten reflektiert würden. Nun sei es erstmals gelungen, solche auf dem Mars zu messen und zu analysieren.

Die Mission InSight sei eine einmalige Gelegenheit gewesen, diese Daten zu erfassen. In einem Jahr werden die Solarzellen des Landers zwar nicht mehr genügend Strom produzieren, um weitere Aufzeichnungen zu übermitteln.

«Doch wir sind mit der Auswertung aller Daten noch lange nicht zu Ende», sagt Giardini. «Der Mars gibt uns noch viele Rätsel auf. Darunter vor allem die Frage, ob er sich zur gleichen Zeit und aus demselben Material wie unsere Erde gebildet hat.»

Besonders wichtig sei, zu verstehen, wie die innere Dynamik des Mars zum Verlust des aktiven Magnetfeldes und des Oberflächenwassers führte. Das ermögliche, zu erahnen, ob und wie diese Prozesse auf der Erde ablaufen könnten. «Deshalb sind wir auf dem Mars, um seine Anatomie zu untersuchen.»