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Die nächste Mission der NASA zum Mars, der InSight-Lander, wird am Montag, dem 26. November, gegen Mittag PST landen. Während einige Leute nach Cyber ​​Monday-Angeboten suchen, werden Wissenschaftler und Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory der NASA ihre Bildschirme auf etwas überwachen sonst: Signale vom Raumschiff, dass es erfolgreich auf dem Roten Planeten landet.

›Am 26. November ab 11 Uhr PST online anschauen
Informieren Sie sich über den gesamten Sendeplan von InSight Landing. (Beginnt am 21. November.)

InSight hat fast sieben Monate im Weltraum verbracht, angefangen mit dem ersten interplanetarischen Start von der Westküste der USA. Sobald der InSight am Roten Planeten ankommt, muss InSight seinen Einstieg, seinen Abstieg und seine Landung (EDL) durchführen, um sicher aufsetzen zu können auf der Marsoberfläche. Dies ist möglicherweise der gefährlichste Teil der gesamten Mission, da das Raumfahrzeug Temperaturen von etwa 1.500 Grad Fahrenheit standhalten muss, indem es die Atmosphäre zum Bremsen bremst, einen Überschallfallschirm auslöst, dann einen Überschallschirm löst und sich schließlich mit Hilfe der Oberfläche auf die Oberfläche absenkt 12 retrorockets.

Wenn InSight der NASA am 26. November 2018 auf den Roten Planeten stürzt, ist dies garantiert ein Ereignis, bei dem es sich um einen weißen Knöchel handelt. Rob Manning, Chefingenieur des Jet Propulsion Laboratory der NASA, erklärt die kritischen Schritte, die in perfekter Reihenfolge erfolgen müssen, um den Roboter-Landefahrzeug sicher an die Oberfläche zu bringen. | Auf YouTube anschauen

Aber selbst nach dieser erschütternden Reise an die Oberfläche muss InSight noch eine weitere Herausforderung meistern, bevor es zum wichtigsten Teil der Mission, der Wissenschaft, gelangen kann. Nach einer gründlichen Untersuchung des Landegebiets muss InSight jedes seiner wissenschaftlichen Instrumente sorgfältig auf der Marsoberfläche ausbringen. Das hört sich nach einer einfachen Aufgabe an, erfordert aber Präzision und Geduld.

Es ist auch eine großartige Gelegenheit für Pädagogen, Studenten für die Erkundung des Mars durch die NASA und die Bedeutung der Planetenwissenschaft zu gewinnen, während sie reale Verbindungen zu Unterricht in Wissenschaft, Programmierung und Ingenieurwesen herstellen. Lesen Sie weiter, um herauszufinden, wie.

Funktionsweise: InSight-Instrumente bereitstellen

InSight verfügt über drei wissenschaftliche Untersuchungen, mit denen erstmals das tiefe Innere des Mars untersucht werden kann. Das seismische Experiment für innere Strukturen (SEIS) ist ein Seismometer, das seismische Wellen aufzeichnet, die durch das Innere des Mars wandern.

Diese Wellen können durch Marsbeben oder sogar Meteoriten erzeugt werden, die die Oberfläche treffen. Das Wärmefluss- und physikalische Eigenschaftenpaket oder HP3wird untersuchen, wie viel Wärme noch vom Mars abfließt. Dazu wird eine Sonde bis zu einer Tiefe von bis zu 5 Metern unter der Erde gehämmert. Das Experiment Rotation and Interior Structure (RISE) wird das Telekommunikationssystem von InSight verwenden, um die Bewegung des Mars durch den Weltraum genau zu verfolgen. Dies gibt Aufschluss über die Zusammensetzung des eisernen Kerns von Mars.

Um jedoch einen Großteil dieser wissenschaftlichen Daten zu erfassen, muss InSight SEIS und HP zunächst vorsichtig verschieben3 Instrumente aus ihrem Ablagebereich auf dem Landedeck und platzieren sie an genauen Stellen auf dem Boden. InSight wird das erste Raumschiff sein, das mit einem Roboterarm Instrumente auf der Marsoberfläche platziert. Obwohl jedes Instrument nur einen Meter mehr als einen Meter auf den Boden abgesenkt werden muss, ist es ein heikles Manöver, das das Team proben wird, um sicherzustellen, dass es richtig liegt.

Der Roboterarm von InSight ist fast 2 Meter lang. Am Armende befindet sich ein Fünf-Finger-Greifer, der sich für SEIS und HP eignet3 Legen Sie sie vom Deck des Landers ab und legen Sie sie auf eine ähnliche Weise auf den Boden vor dem Lander, als würde ein Klauenspiel Preise gewinnen und sie in den Sammelschacht legen. Aber auf dem Mars muss es jedes Mal funktionieren.

InSight wird die erste Mission auf einem anderen Planeten sein, die einen Roboterarm verwendet, um Instrumente zu ergreifen und sie an der Oberfläche zu platzieren. Diese Space-Klaue kann zwar wie eine Arcade-Maschine aussehen, aber jedes Mal einen Preis gewinnen. | Auf YouTube anschauen

Bevor die Instrumente abgesetzt werden können, muss der Bereich, in dem sie eingesetzt werden – im Allgemeinen als Arbeitsbereich bezeichnet – von SEIS und HP bewertet werden3 können an den bestmöglichen Stellen positioniert werden, um ihre wissenschaftlichen Ziele zu erreichen. InSight ist so konzipiert, dass die Sonnenkollektoren in Ost-West-Ausrichtung und der Roboterarm nach Süden ausgerichtet sind. Die Arbeitsfläche beträgt etwa drei Quadratmeter südlich des Rovers. Da es sich bei InSight um einen Dreibeiner und nicht um einen sechsrädrigen Rover handelt, müssen Wissenschafts- und Entwicklungsteams die besten Bereiche finden, um die Instrumente innerhalb des begrenzten Arbeitsbereichs am Landeplatz von InSight einzusetzen. Aus diesem Grund ist es wichtig, den besten Landeplatz zu wählen (was für InSight ein Land ist, das sehr flach ist und nur wenige Felsen hat).

So wie wir mit zwei Augen Tiefe wahrnehmen können, verwendet InSight eine Kamera an seinem Roboterarm, um so genannte Stereopaarbilder aufzunehmen. Diese Bildpaare werden erstellt, indem Sie ein Foto machen und die Kamera für ein anderes Bild leicht zur Seite bewegen. Sie liefern 3D-Höheninformationen, die von Wissenschafts- und Ingenieurteams verwendet werden. Mit diesen Informationen können sie Geländekarten erstellen, die Rauheit und Neigung zeigen, und eine sogenannte Gütekarte erstellen, um den besten Standort für jedes Instrument zu ermitteln. Die Auswertung der Arbeitsfläche wird voraussichtlich einige Wochen dauern.

Nachdem das Team die Orte ausgewählt hat, an denen die Instrumente eingesetzt werden sollen, greift der Roboterarm zuerst mit dem Greifer nach SEIS und senkt es an die Oberfläche. Wenn das Team bestätigt, dass sich das Instrument auf dem Boden befindet, wird der Greifer freigegeben und Bilder aufgenommen. Wenn das Team entscheidet, wo das Instrument platziert werden soll, wird es nivelliert und der seismische Sensor wird neu zentriert, damit er kalibriert werden kann, um wissenschaftliche Daten zu sammeln. Wenn der Standort als ungeeignet erachtet wird, verwendet InSight den Roboterarm, um SEIS neu zu positionieren.

Aber warte, es gibt noch mehr! SEIS reagiert empfindlich auf Änderungen des Luftdrucks, Windes und sogar auf lokale Magnetfelder. Tatsächlich ist es so empfindlich, dass es Bodenbewegungen bis zum halben Radius eines Wasserstoffatoms erkennen kann! Damit das Instrument nicht durch Wind und Temperaturschwankungen beeinträchtigt wird, muss der Roboterarm SEIS mit dem Wind- und Wärmeschutzschild abdecken.

Nachdem sich SEIS auf dem Boden befindet und vom Schild bedeckt ist und das Einsatzteam mit seiner Platzierung zufrieden ist, greift der Roboterarm die HP3 Instrument und legen Sie es auf der Oberfläche. Genau wie bei SEIS erhält das Team die Bestätigung, dass HP3 auf dem Boden ist, wird der Greifer gelöst und die Stabilität des Instruments wird bestätigt. Der letzte Schritt beim Einsatz der wissenschaftlichen Instrumente ist die Freigabe des HP3 Maulwurf aus dem Instrument heraus hämmern, so dass es sich selbst in den Boden treiben kann. Der gesamte Prozess von der Landung bis zum endgültigen Einsatz wird voraussichtlich zwei bis drei Monate dauern.

Warum es wichtig ist

Damit die wissenschaftlichen Instrumente funktionieren und die Mission erfolgreich sein kann, ist es wichtig, dass die Instrumente sicher eingesetzt werden. Während das Senden einer Mission zu einem anderen Planeten eine enorme Leistung ist und Bilder von anderen Welten zu machen, ist inspirierend, ist es wichtig zu wissen, dass die Wissenschaft der Motor für diese Missionen ist. Mit fortschreitender Technologie werden neue Techniken entdeckt und neue Ideen formuliert. Es ergeben sich Möglichkeiten, neue Welten zu erkunden und scheinbar vertraute Welten mit neuen Werkzeugen zu überdenken.

Mit seinen wissenschaftlichen Instrumenten SEIS und HP3sowie das Radio-Science-Experiment (RISE), mit dem untersucht wird, wie viel Mars auf der Umlaufbahn der Sonne wackelt, wird InSight Wissenschaftlern dabei helfen, den Mars auf eine völlig neue Art und Weise zu betrachten: von innen.

SEIS wird Wissenschaftlern dabei helfen zu verstehen, wie der tektonisch aktive Mars heute ist, indem er die Leistung und Häufigkeit von Marsquakes misst und misst, wie oft Meteoriten auf die Marsoberfläche einwirken.

HP3 und RISE wird den Wissenschaftlern die Informationen geben, die sie benötigen, um die Größe des Mars-Kerns zu bestimmen und ob er flüssig oder fest ist. die Dicke und Struktur der Kruste; die Struktur des Mantels und woraus er besteht; und wie warm der Innenraum ist und wie viel Wärme noch durchfließt.

Die Beantwortung dieser Fragen ist wichtig für das Verständnis des Mars und in einem größeren Maßstab ist es wichtig, ein besseres Bild von der Entstehung unseres Sonnensystems einschließlich der Erde zu erhalten.

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Nutzen Sie diese Ressourcen, um die aufregende NASA-Mission Mars und die damit verbundene wissenschaftliche Entdeckung in den Unterricht zu bringen.

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TAGS: InSight, Landing, Mars, K-12-Pädagogen, Informelle Pädagogen, Technik, Wissenschaft, Missionsereignisse

  • Lyle Tavernier

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