Die Papers sind da: InSight, Yutu 2, New Horizons

Innerhalb zweier Februar-Wochen sind jede Menge Forschungsarbeiten zu den Erkenntnissen aktueller Raumsonden auf dem Mars, auf der Mondrückseite und beim Kuiper-Gürtel-Objekt Arrokoth erschienen: die ersten von InSight und seinem Seismometer sowie vom Bodenradar des Rovers Yutu 2, plus ein neues Paket zu den Beobachtungen von New Horizons vor 15 Monaten, der die ersten Veröffentlichungen ersetzt. Immerhin zwei der vielen InSight-Papers und das von Yutu 2 sind Open Access: So geht das!

Von den zwei wissenschaftlichen Instrumenten von InSight auf dem Mars hat bisher erst das Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) nebst diverser unterstützender Sensoren liefern können, da der ‚Maulwurf‘ HP3 immer noch mit dem widerspenstigen Marsboden kämpft. In den ersten 10 Monaten wurden 174 Marsbeben registriert, darunter 20 mit Momenten-Magnituden zwischen 3 und 4 (wie es auch öfters auf der Schwäbischen Alb gibt) aber keins stärker als 4: Der Mars zeigt sich als seismisch moderat aktiver Planet, den tektonische Effekte erzittern lassen, die – wie Vergleiche mit der Erde (Plots ganz oben) zeigen – für zumindest 24 der Beben verantwortlich waren. Die anderen Grafiken zeigen die kumulative Ereigniszahl pro Erdjahr gegen die Momenten-Magnitude unten bzw. das skalare Moment in Nm oben und wie sich aus der bisherigen Datenlage der Boden unter InSight darstellt. Zu frühen Nebenfunden des Landers zählt, dass das Magnetfeld auf der Oberfläche zumindest stellenweise 10-mal so stark ist wie aus dem Orbit gemessen und die Atmosphäre dynamischer als erwartet: Papers zu den Ergebnissen insgesamt und der Geologie der Landestelle (einem flachen 27-m-Krater voller angewehter Sedimente aus Auswurf anderer Impakt), ein News&Views-Artikel, Press Releases hier, hier (sehr detailliert!), hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier und hier und Artikel hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier und hier.

Das Bodenradar auf dem chinesischen Rover Yutu 2 auf der Rückseite des Mondes hatte zwar – wie ein identisches schon auf dem ersten Yutu – einige Probleme, Störeffekte durch das Fahrzeug selbst zu umgehen, aber am Ende drangen die Signale mit zwei Frequenzen und 60 und (Grafiken oben) 500 MHz mit 40 Metern weit tiefer in den Mondboden ein als beim Vorgänger auf der Vorderseite: Er besteht aus porösem Material mit eingelagerten Brocken unterschiedlicher Größe, wie in der 3D-Grafik unten unter der auch in der Mitte dargestellten Fahrtroute zu sehen. Die Struktur des Mond-Regoliths – der die Impakt- wie Vulkanismus-Geschichte des Erdbegleiters nachzeichnet – ist dank des Lunar Penetrating Radar erstmals greifbar geworden: das Paper, Artikel hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier und hier und ein Thread.

Die drei neuen Papers über New Horizons bei Arrokoth beschreiben die Eigenschaften des Kuiper-Kleinkörpers (KBO) mit der Asteroiden-Nummer 486958 (oben ein Farbbild, das Albedo-Muster und eine geologische Karte) präziser als ein Schnellschuss schon bald nach dem Vorbeiflug am Jahreswechsel 2018/2019 und revidieren manche Zahl: Wie unten dargestellt, besteht Arrokoth aus zwei etwa ellipsoidischen Körpern von 21 x 20 x 9 bzw. 15 x 14 x 10 km (weniger flach als anfangs vermutuet und mit einem Volumen-Verhältnis von 2:1), die zusammen einen 36 x 20 x 10 km großen Körper bilden, dessen Volumen dem einer Kugel von 18±1 km Durchmesser entspricht. Die Rotationsperiode beträgt 15.9 Stunden, die Achse ist um 99° gegen die Bahnebene geneigt, und beim Vorbeiflug war sie um 28° gegen die Sonnen- und 39° gegen die Anflugrichtung von New Horizons gekippt. Die globale Albedo beträgt für diese Art KBOs typische 23%, aber das Albedo-Muster ist komplex, aber die Chemie überall ziemlich gleich (Methanol-Eis mit diversem organischem Material aber keinem klar nachweisbaren Wassereis): Der Körper entstand bedächtig aus einem einheitlichen bzw. gut durchmischten Reservoir.

Arrokoths kleine (und geringfügig rötlichere) Hälfte wird von einer 6.7 km großen Senke dominiert, die informell Maryland genannt wird und ein Impaktkrater sein dürfte, während die größere offenbar aus mehreren diskreten Einheiten zusammengesetzt ist. Andere potenzielle Impaktkrater sind alle kleiner als 1 km, und verglichen etwas mit dem Marsmond Phobos ist die Kraterdichte gering: Die Oberfläche von Arrokoth erweist sich damit – wie erhofft für ein Cold Classical KBO mit einer großen Halbachse von 44 au – mit über 4 Mrd. Jahren (die Akkretion des Sonnensystems war da gerade fertig geworden) als die älteste, die je eine Raumsonde aus der Nähe inspizieren konnte. Während Körper im Asteroidengürtel stark verkratert sind, hat die Sublimation in Sonnennähe Kometenkerne völlig verändert: Arrokoth – entstanden durch sanftes Verschmelzen zweiter Körper – öffnet das bisher direkteste Fenster in die Urzeit des Sonnensystems! Mit wenig Veränderungen der Oberfläche und noch weniger im Inneren, zu dem es allerdings mangels auch nur eines frischen Impaktkraters keinen Zugang gibt: ein Press Release, eine Pressekonferenz mit 21 Slides und Artikel hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier und hier.

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