Seismische Untersuchungen mit dem CASSE-Messaufbau

Abstract

Die Mission Rosetta wurde 2004 gestartet und soll im November 2014 den Kometen Churyumov-Gerasimenko erreichen. Zum ersten mal soll eine Mission auf einem Kometen landen. Auf dem Lander Philae befinden sich insgesamt neun Experimente, die die Oberfläche des Kometen und die darunter liegenden Schichten näher untersuchen sollen. Eines der Experimentenkomplexe ist das Surface Electrical Sounding and Acoustic Monitoring Experiment (SESAME), das aus drei Unterexperimenten besteht. Dem Dust Impact Monitor (DIM), der Permittity Probe (PP) und dem Cometary Acoustic Surface Sounding Experiment (CASSE). Der Lander wird später auf drei Beinen stehen, dessen Füße in einem etwa gleichseitigen Dreieck angeordnet sind. An den Füßen befinden sich immer zwei Sohlen, in denen ein Teil des CASSE Experiments untergebracht ist. Es befinden sich jeweils in einer Sohle ein Transmitter (links, von außen betrachtet) und in einer Sohle ein Receiver (rechts), zum generieren und aufnehmen von akustischen Wellen. Mit diesem Aufbau wir die Ausbreitung von Wellen im Kometenmaterial untersucht. Mithilfe der Wellenausbreitungsgeschwindigkeiten, die mit CASSE bestimmt werden sollen, können elastische Parameter des Materials, wie zum Beispiel die Poissonzahl oder der Elastizitätsmodul, bestimmt werden. Zusätzlich kann während stetigen Aufnahmen die Aktivität des Kometen untersucht werden, wobei aktive Spots, die durch thermische Aktivität oder Einschläge entstehen, lokalisiert werden sollen (Seidensticker et al., 2007). In dieser Arbeit wurden verschiedenen Tests mit der Dreiecks-Anordnung von dem CASSE-Experiment durchgeführt, um die Daten, die später auf dem Kometen aufgenommen werden, besser interpretieren zu können. Es wurden Messungen mit der gleichen Anordnung und den gleichen Receivern wie später auf dem Kometen auf einer Wiese in Berlin Adlershof durchgeführt. Das Hauptziel war dabei, zu prüfen mit welcher Genauigkeit die Ausbreitungsgeschwindigkeit mit der Dreiecks-Anordnung bestimmt werden kann. Und ob die Auflösung der Geschwindigkeiten reicht um Änderungen mit der Bodenfeuchte und Bodentemperatur festzustellen. Zusätzliche Ziele waren die Orts- und Richtungsabhängigkeit auf der Wiese zu bestimmen und festzustellen, ob es mit dem Aufbau möglich ist weitere Einsätze neben dem Ersteinsatz zu registrieren beziehungsweise in den Daten zu erkennen. Die mit der Dreiecks-Anordnung gemessenen Geschwindigkeiten haben oft sehr große Fehler, was die einzelnen Werte nicht unterscheidbar macht. Trotzdem zeigen die Ergebnisse dieser Untersuchungen, unter Vernachlässigung der Fehler, Abhängigkeiten von der Bodenfeuchte und Bodentemperatur, die den richtigen Trend zeigen. Mit den bis zum Ende dieser Arbeit durchgeführten Messungen konnten weder eine Ortsabhängigkeit noch eine Richtungsabhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit festgestellt werden. Mithilfe von Refraktogrammen kann ein zweiter Einsatz bestimmt werden, der auch im Bereich der Entfernung der Landerfüße schon auftritt. Allerdings kann man diesen Einsatz in den Daten, die mit der Dreiecks. Anordnung aufgenommen wurden nicht eindeutig erkennen.