Naar Mars via het Zwarte Woud

Net zoals aardbevingen voorkomen op aarde en ook op de maan bevingen zijn vastgesteld, verwachten onderzoekers ook bevingen op onze buurplaneet Mars, die qua grootte tussen maan en aarde in ligt. Seis moet deze ‘Marsbevingen’ registreren en is daarmee een centraal instrument in de missie ‘InSight’ (dit staat voor Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport).

Aan de hand van de registraties moet worden geprobeerd uitspraken over de opbouw van Mars te maken, bijvoorbeeld hoe groot de kern is, hoe dik de korst is en of de kern vloeibaar is.

Kennis over Mars

Veruit het grootste deel van onze kennis over de eigenschappen van de aardmantel en aardkern is verkregen uit analyse van seismische golven. Deze techniek moet nu ook worden gebruikt voor het onderzoek van de inwendige structuur van Mars. Aardbevingsgolven verspreiden zich namelijk door de totale aarde.

Analoog aan de röntgentomografie in de medische wetenschap kan vanuit aardbevingsgolven een tomografische afbeelding van het inwendige van de aarde worden afgeleid. Daarom is de hoop groot dat Seis veel nieuwe kennis over het inwendige van Mars zal leveren.

In het instrumentenpakket zullen zich zes seismometers bevinden, waarmee de bodembeweging in verticale en twee horizontale richtingen kan worden bepaald. Met minutieus handwerk stellen de wetenschappers de seismometers op aarde af, justeren ze en schermen ze af tegen storingen. Op Mars moet de landingsrobot dat zelfstandig bewerkstelligen. Alleen vereist dat een technisch meesterwerk.

Testen

Momenteel ondergaat het kwalificatiemodel, het ‘zusterapparaat’ van deze seismometer uitgebreide testen aan het Geowetenschappelijk Gemeenschappelijk Observatorium van het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) en de Universität Stuttgart (Black Forest Observatory – BFO). De wetenschappers testen hier hoe de verschillende componenten uit Frankrijk, Duitsland, Groot-Brittanië, Zwitserland en de Verenigde Staten samenwerken.

In het observatorium is sprake van uitstekende meetcondities. De onrust in de bodem van de stilgelegde ertsmijn bij Schiltach in het Zwarte Woud is bijzonder gering. De gebruikte seismometers leveren data die wereldwijd tot de meest ruisarme behoren. Bovendien beschikt het BFO over een goede meetinfrastructuur en is het een van de weinige seismologische observatoria waarbij de wetenschappers ter plaatse werken. Zo kan bij de testen van instrumenten steeds op ondersteuning worden gerekend.

Het tunnelsysteem ligt volledig in graniet. Het inwendige van de tunnel die de meetkamers voor de instrumenten bevat, is door twee druksluizen afgeschermd van de buitenwereld. Dit deel van de tunnel ligt ongeveer 150 m onder het aardoppervlak. De hierdoor bereikte afscherming van de instrumenten voor de invloed van directe verschillen in luchtdruk en temperatuur en de afstand van meer dan 5 km tot door mensen gegenereerde stoorbronnen (industrie, verkeer) maken het BFO tot een buitengewoon rustige locatie voor metingen.

bron: Karlsruher Institut für Technologie