Bodenkunde im Weltraum

Soil science in outer space

Im Jahr 2007 entwickelten METER-Wissenschaftler eine Sonde für die thermische und elektrische Leitfähigkeit (TECP) für die Phoenix Scout Mission der NASA, die am 25. Mai 2008 auf dem Mars landete. Das solarbetriebene Landegerät sammelte fünf Monate lang Daten, bis das Sonnenlicht schwächer wurde, das Eis die Oberhand gewann und die Kommunikation abbrach.

An artistic rendering of the Pheonix Mars lander

A photograph of the surface of Mars

KLEINER SENSOR - GROSSE MISSION

Am 25. Mai erreichte der Phoenix Scout Lander der NASA den Mars, öffnete ein Bodenlabor und begann mit der Suche nach Wasser. Phoenix benutzte einen robotischen Schaufelarm, um Regolithproben zu den Instrumenten an Bord des Landers zu bringen - mit einer Ausnahme. Die Sonde für die thermische und elektrische Leitfähigkeit (TECP), die von einem Team von Forschern bei METER (ehemals Decagon Devices) entwickelt wurde, war an dem Roboterarm angebracht und hatte direkten Kontakt mit dem Regolith. Die TECP wurde am Handgelenk der Armschaufel angebracht, so dass der Roboterarm den Boden und die Wände des Grabens untersuchen konnte. Messungen der physikalischen Eigenschaften des Regoliths (Bodenfeuchtigkeit, Bodentemperatur, Wärmeleitfähigkeit, volumetrische Wärmekapazität, elektrische Leitfähigkeit und Windgeschwindigkeit) wurden entlang eines vertikalen Gradienten in der Wand des Grabens über mehrere Tageszyklen hinweg vorgenommen.

WARUM THERMISCHE EIGENSCHAFTEN MESSEN?

  • Um zu verstehen, wie tief die Schmelztemperaturen in den Regolith eindringen (Tiefe bis zum Eis)
  • Verstehen der Energiebilanz der Oberfläche und der Wasserbewegung in der Dampfphase
  • Um globale Klimamodelle einzuschränken

WARUM ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN MESSEN?

  • Dielektrische Dielektrizitätskonstante und elektrische Leitfähigkeit des Bodens stark abhängig von aufgetautem Wasser
  • Um die Frage zu beantworten: Kann im Marsboden gefrorenes Wasser entstehen?

WASSER FINDEN, KLIMAMODELLE ERSTELLEN

Phoenix nutzte das TECP, um nach Hinweisen auf Wasser auf dem Mars zu suchen und die thermischen Eigenschaften des Regoliths für die Verwendung in Klimamodellen zu bestimmen. Alle TECP-Messungen verliefen einwandfrei und das Gerät war in der Lage, die thermischen Eigenschaften des Bodens zu charakterisieren. TECP entdeckte den Transport von Wasser in der Dampfphase in den Boden im Tages- und Jahreszeitenbereich, aber es gab keine Hinweise auf flüssiges Wasser.

https://metergroup

EARTHSIDE VORTEILE

Die Ergebnisse des Mars-Projekts gehen jedoch über die Daten hinaus. Die Ideen, die die Mars-Mission ermöglicht haben, kommen allen METER-Instrumenten für thermische Eigenschaften zugute. "Die mathematischen Modelle, die wir für den Mars entwickelt haben, machen unsere Sensoren für thermische Eigenschaften viel genauer und effektiver", sagt Dr. Colin Campbell, "Das Mars-Projekt hat sowohl die Tiefe unseres Verständnisses als auch die Breite unserer Perspektive erweitert."

A photograph of Dr. Michael Hecht, NASA JPL

"Für ein Bodenmessgerät ist es viel sinnvoller, zu Leuten zu gehen, die mehr Fachwissen über Bodenkunde und Bodenmessungen haben, als wir es am JPL jemals hätten. Die Sonde für die thermische und elektrische Leitfähigkeit (hergestellt von METER) war wahrscheinlich das einzige Instrument auf dem Phoenix Lander, das von Anfang bis Ende perfekt funktionierte."

 - Dr. Michael Hecht, NASA JPL

Messungen der thermischen Eigenschaften für Erdlinge

Seit über einem Vierteljahrhundert verlassen sich Tausende von Wissenschaftlern und Ingenieuren auf unsere Analysatoren für thermische Eigenschaften um fast alles zu messen - und wir meinen wirklich alles. Wo auch immer Sie messen und was auch immer Sie messen, Sie können sich auf METER-Geräte verlassen, wenn es um Genauigkeit, Erschwinglichkeit und Einfachheit geht, die Ihre Messungen von thermischen Eigenschaften erleichtern.

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