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Autor: Ralph-Mirko Richter / 09. Dezember 2013, 19:42 Uhr

Curiositys ChemCam: Über 100.000 Laserpulse

Seit der Landung des Marsrovers Curiosity auf unserem Nachbarplaneten hat dessen ChemCam-Instrument mittlerweile mehr als 100.000 Laserpulse auf dessen Oberfläche abgegeben. Durch die Analyse der dabei gewonnenen Daten ergibt sich ein Einblick in die chemische Zusammensetzung der Oberfläche und es werden Rückschlüsse über deren Entstehungsgeschichte ermöglicht.

Quelle: JPL
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NASA, JPL-Caltech, LANL, CNES, IRAP, UNM

Bild vergrößernDieses aus mehreren Einzelaufnahmen des Teleskops der ChemCam zusammengesetzte Mosaik zeigt die Gesteinsformation Ithaca und die Stelle, auf die der 100.000ste Laserimpuls abgegeben wurde. Die Entfernung zwischen ChemCam und Bodenziel lag in diesem Fall bei 4,04 Metern.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, LANL, CNES, IRAP, UNM)
Bereits seit dem August 2012 untersucht der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebene Rover Curiosity die Umgebung seines Landegebietes auf dem Mars. Bei einem der dabei eingesetzten zehn wissenschaftlichen Instrumenten handelt es sich um die ChemCam, so die Abkürzung für das "Chemistry and Camera Instrument".

Durch den "Beschuss" der Marsoberfläche mit einem Laser wird ein Teil der dort befindlichen Gesteine oder Böden verdampft. Die von dem so erzeugten Plasma ausgehenden Lichtemissionen werden von einer Teleskopoptik aufgefangen und über einen Lichtwellenleiter, es handelt sich hierbei um ein fast sechs Meter langes Glasfaserkabel, zuerst zu einem Demultiplexer und von dort aus zu drei Spektrometern weitergeleitet.

Diese Spektrometer analysieren die Lichtintensität der so empfangenen verschiedenen Emissionslinien, woraus die beteiligten Wissenschaftler direkt auf die in der untersuchten Bodenprobe enthaltenen chemischen Elemente schließen können. Dabei können die einfallenden Lichtwellen mit insgesamt 6.144 verschiedenen Spektralkanälen, welche über eine Auflösung von jeweils 0,09 bis 0,30 Nanometern verfügen, unterschieden werden.

Typischerweise werden die zu analysierenden Oberflächenbereichen bei diesen Untersuchungen gleich an mehreren Punkten "beschossen", wobei jeder einzelne Punkt der Marsoberfläche in der Regel mit 30 Laserpulsen bearbeitet wird.

Mittlerweile hat die ChemCam über 102.000 solcher Laserpulse abgesetzt. Insgesamt wurden im Rahmen dieser Arbeiten bisher mehr als 420 verschiedene Bodenziele untersucht. Mit einem in das Instrument integrierten Schmidt-Cassegrain-Teleskop wurden zudem bis zum heutigen Tag über 1.600 Aufnahmen der Marsoberfläche angefertigt.

NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems

Bild vergrößernEine durch die MastCam des Rovers erstellte Farbaufnahme von Ithaca. Der umrahmte Bereich zeigt die Stellen, an denen die ChemCam zum Einsatz kam.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems)
Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler können auf diese Weise die Vielfältigkeit der Gesteine und Böden dokumentieren, welche die Oberfläche des Mars im Operationsgebiet des Rovers bedecken und dadurch auch auf die geologischen Prozesse schließen, welche zu deren Bildung geführt haben.

"Diese Materialien bestehen aus Staub, durch den Wind verfrachtete Sandpartikel, durch Wassereinflüsse veränderte Sedimente, sulfathaltige Venen und magmatische Gesteine, bei denen es sich eventuell um Auswurfmaterial handelt, welches aus anderen Regionen des Mars stammen könnte", so Horton Newsom von der University of New Mexico in Albuquerque/USA.

Untersuchung von Ithaca

Der Laserpuls Nummer 100.000 wurde bereits am 30. Oktober 2013 abgegeben und war Bestandteil einer Serie von insgesamt 300 Pulsen, mit denen zehn verschiedenen Bereiche einer mit dem Namen "Ithaca" belegten Gesteinsformation untersucht wurden. Hierbei stellte sich letztendlich heraus, dass dieses Grundgestein offenbar vulkanischen Ursprungs ist.

NASA, JPL-Caltech, LANL, CNES, IRAP, UNM

Bild vergrößernEin durch die ChemCam-Analysen gewonnenes Spektrum von Ithaca, welches sich hierdurch als ein Basaltgestein zu erkennen gab. Die identifizierten Elemente zeigen eine für den Mars typische Zusammensetzung aus Silizium, Magnesium, Aluminium, Calcium, Natrium, Kalium, Sauerstoff und Titan. Zusätzlich wurden auch Chrom und Mangan nachgewiesen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, LANL, CNES, IRAP, UNM)
Bis zum heutigen Tag, dem "Sol" 478 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte vor etwa 13 Stunden und führte diesmal lediglich über eine Distanz von etwa sechs Metern. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity 105.101 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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