Einblicke ins Innere des Roten Planeten
Im Mai soll die neue Nasa-Mission "InSight" zum Mars starten, um dessen Aufbau zu erforschen.
Auf der Oberfläche und im Orbit des Mars haben sich schon einige irdische Besucher getummelt: von der US-amerikanischen Sonde Mariner 4, der 1965 der erste Vorbeiflug gelang, bis zu den derzeit aktiven Nasa-Rovern „Opportunity“ und „Curiositiy“ oder dem europäisch-russischen ExoMars-Orbiter, der in der Atmosphäre nach Spurengas sucht. Noch nie jedoch hat
eine Sonde das Innere des Mars erkundet – das anders als die Oberfläche dementsprechend immer noch völlig unerforscht ist.
Das soll sich nun ändern: Voraussichtlich im Mai wird eine neue Mission der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa zum Mars fliegen, um den inneren Aufbau zu untersuchen. Der geplante Starttermin von „InSight“ ist der 5. Mai, sollte es an diesem Tag nicht klappen, besteht noch ein Zeitfenster bis zum 8. Juni. Die Sonde wird von der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien an Bord einer Atlas-V, einer der größten und leistungsstärksten Raketen für interplanetare Flüge, starten und wenn alles gut geht am 26. November in der Region Elysium Planitia nahe des Äquators aufsetzen. Der Lander selbst ist fast baugleich mit der Phoenix-Sonde, die 2008 die Polarregion des Mars besuchte.
Auf der Oberfläche soll dann für die nächsten eineinhalb Jahre ein geophysikalisches Labor seine Arbeit aufnehmen, um das Innenleben des Planeten zu ergründen. Die Ergebnisse sollen nicht allein Aufschluss über die Beschaffenheit und die Entwicklung des Mars geben, sondern auch neue Erkenntnisse über die Entstehung aller Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem liefern.
Wichtige Instrumente des Labors stammen aus Deutschland: So hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt das seismische Experiment zur Untersuchung der inneren Strukturen gestellt, eine Wärmestromsonde, die hämmernd bis zu einer Tiefe von fünf Metern in den Boden getrieben wird und herausfinden soll, welche Menge an Wärme aus dem Kern des Mars strömt.
Ebenfalls an Bord ist das „Seismic Experiment for Interior Structure“, ein Seismometer des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen. Es soll die seismische Aktivität auf dem Mars messen, denn auch unseren Nachbarn erschüttern wie die Erde immer wieder Beben, wenn auch in geringerem Ausmaß.
Was erwartet sich die Wissenschaft vom Blick ins Innere des Mars? So unterschiedlich die Erde und ihr Nachbar äußerlich auch erscheinen – hier das blühende Leben, dort die kalte, rote Gesteinswüste –, so gibt es doch wichtige Gemeinsamkeiten: Wie auch Merkur und Venus bestehen die beiden Planeten aus einem eisenreichen Kern, einem silikat-haltigen Mantel und einer festen Gesteinskruste. Wie dick und wie genau aufgebaut diese Schichten sind, das ist bislang allerdings nur von der Erde bekannt.
„Wir vermuten, dass der Mars eine etwas andere Entwicklung durchlaufen hat als die Erde“, sagt Ulrich Christensen, Direktor des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung und Mitglied des Seismometer-Teams der „InSight“-Mission. Das habe unter anderem damit zu tun, dass der Mars deutlich kleiner sei und in seinem Inneren ein geringer Druck herrsche. Mineralien, die unter hohem Druck entstünden und einen großen Teil des Erdmantels ausmachten, kämen im Mars wahrscheinlich erst in größeren Tiefen oder gar nicht vor.
Kruste aus der Frühzeit
Ebenfalls sei ungeklärt, ob es auf dem Roten Planeten früher einmal für eine kurze Zeit Plattentektonik gab; sie ist auf der Erde für die Trennung von Kontinenten, die Entstehung von Gebirgen, für Vulkanismus und Beben verantwortlich. Heute jedenfalls besteht die Oberfläche des Mars aus nur einer zusammenhängenden Platte.
Heiße Ströme aus dem Inneren konzentrieren sich nach Vermutung der Forscher wahrscheinlich allein auf die beiden vulkanischen Regionen Tharsis und Elysium. Auf der Erde hingegen steige überall heißes Material aus dem Inneren auf, kühle ab und sinke wieder in die Tiefe. Die Kontinentalplatten, die sich stetig gegeneinander verschieben, sind eine Folge dieser Prozesse. „Gerade das Fehlen der Plattentektonik in den vergangenen vier Milliarden Jahren erlaubt uns einen Blick zurück“, sagt Ulrich Christensen. Denn so seien große Teile der Marskruste aus der Frühzeit der Planetenentwicklung erhalten geblieben, während es auf der Ede so gut wie keine Kruste aus dieser Epoche mehr gebe. Die Forscher erhoffen sich deshalb am Beispiel des Mars, grundsätzliche Erkenntnisse zur Entstehung aller erdähnlichen Planeten zu gewinnen.