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Autor: Ralph-Mirko Richter / 01. Oktober 2012, 22:46 Uhr

Curiosity entdeckt altes Flussbett auf dem Mars

Der Marsrover Curiosity ist offensichtlich in einem uralten, vor Milliarden von Jahren ausgetrockneten Flussbett gelandet. Diese Schlussfolgerung ergibt sich aus der Auswertung von Bildern, welche die Kameras des Rovers während der letzten Wochen angefertigt haben.

Quelle: JPL, EPSC 2012
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NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems, PSI

Bild vergrößernLinks im Bild eine Detailaufnahme der auf dem Mars gelegenen Gesteinsformation "Link". Rechts eine vergleichbare Ablagerung auf der Erde. Bei der irdischen Ablagerung handelt es sich um ein Konglomerat, welches sich unter der Einwirkung von schnell fließendem Wasser gebildet hat. Gleiches hat auch zur Bildung der Ablagerungen auf dem Mars geführt.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems, PSI)
Während unseres letzten ausführlicheren Statusupdates am 11. September 2012 befand sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity in der "Calibration Activity Phase 2". Hierbei wurden über einen Zeitraum von neun Tagen der Roboterarm des Rovers und die daran montierten Instrumente ausführlich getestet und kalibriert.

Nach dem erfolgreichen Abschluss dieser Arbeiten setzte Curiosity seine Fahrt am 13. September fort und bewegte sich in mehreren Etappen in östliche Richtung zu einem mit dem Namen "Glenelg" bezeichneten Geländeabschnitt im Inneren des Gale-Kraters. Neben verschiedenen kurzen Untersuchungen einzelner Oberflächenbereiche, bei denen neben den verschiedenen Kamerasystemen unter anderem auch das DAN-Instrument eingesetzt wurde, konnte Curiosity in den vergangenen Wochen mehrere Transits der beiden Marsmonde Phobos und Deimos beobachten (Raumfahrer.net berichtete).

Am 28. September, dem Sol 52 der Curiosity-Mission, erreichte der Rover schließlich mit einer weiteren Fahrt über 37,3 Meter den westlichen Rand von Glenelg. In den kommenden Wochen wird Curiosity diese Gegend, bei der es sich laut den an der Mission beteiligten Geologen um eine Schnittstelle von drei verschiedenen Geländetypen handelt, ausführlich untersuchen. Neben diversen Untersuchungen mit der Mikroskopkamera MAHLI und dem APX-Spektrometer sollen hier bei einem noch auszuwählenden Oberflächenziel erstmals der am Ende des Roboterarmes montierte Gesteinsbohrer und das Probenentnahmesystem eingesetzt werden.

Obwohl Curiosity seine Kommissionierungsphase erst vor Kurzem beendet hat, konnten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler bereits während der vergangenen Woche erste Ergebnisse der Mission verkünden. Auf verschiedenen Nahaufnahmen der Mast Camera, der Hauptkamera des Rovers, sind Details der Marsoberfläche erkennbar, welche nach der Ansicht der Wissenschaftler zweifelsfrei belegen, dass in diesem Bereich des Gale-Kraters einstmals Wasser über die Marsoberfläche geflossen ist. Die Bilder der Kamera dokumentieren dabei Kieselsteine und Sedimente, welche sich zu einem Konglomerat verfestigt haben.

NASA, JPL-Caltech, Arizona State University

Bild vergrößernEine Übersichtskarte von Curiositys Landegebiet. Das Kreuz markiert die Landestelle. Weiter nördlich dehnt sich ein Schwemmfächer aus. Thermaldaten deuten darauf hin, dass durch Wasser transportierte Sedimente noch weiter südlich aufzufinden sind.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Arizona State University)
Die abgerundete Form der Steine ist dabei ein eindeutiger Hinweis darauf, dass diese einstmals am Grund eines mittlerweile ausgetrockneten Flusslaufes gelegen haben und durch das darin fließende Wasser sowohl über größere Distanzen als auch über längere Zeiträume hinweg von diesem transportiert wurden. Aufgrund der Größe der Steine - manche sind nur so groß wie ein Sandkorn, andere erreichen hingegen den Umfang eines Golfballs - kann ein Transport durch Wind mit Sicherheit ausgeschlossen werden.

Die Form und Größe der Kieselsteine vermittelt den Geologen zudem eine Vorstellung von der Fließgeschwindigkeit des Gewässers und von dessen Tiefe. Demzufolge hat sich das Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,9 Metern pro Sekunde bewegt, wobei es eine Tiefe von mindestens 10 Zentimetern bis hin zu einem Meter erreicht haben muss. Die Abrundung der Steine legt zudem nahe, dass diese über erhebliche Distanzen und über längere Zeiträume hinweg transportiert wurden.

Über die Bedeutung dieser Entdeckung äußerte sich William Dietrich von der University of California/Berkeley folgendermaßen: "Über die Talsysteme auf dem Mars und darüber, was darin transportiert wurde, wurden in der Vergangenheit eine Vielzahl von Publikationen mit verschiedenen Hypothesen verfasst. Dies ist das erste Mal, dass wir wirklich sehen, dass dort Kies durch Wasser transportiert wurde. Dies stellt den Übertritt aus der Spekulationsphase über die transportierten Materialien hin zu deren direkter Beobachtung dar."

Die Konglomerate konnten bisher an zwei Stellen im Inneren des Gale-Kraters ausgemacht werden, welche der Marsrover Curiosity am 1. und am 13. September 2012 erreichte. "Link" und "Hottah" - so die vorläufigen Bezeichnungen dieser beiden Oberflächenbereiche - befinden sich beide am südlichen Ende eines Schwemmfächers, welcher seinen Ursprung in einem mit dem Namen "Peace Vallis" belegten Talsystem hat.

Die durch dieses den nördlichen Kraterwall durchschneidendes Talsystem transportierten Kieselsteine bilden eine Gesteinssammlung, welche eventuell einen Querschnitt durch die gesamten dort befindlichen Gesteinstypen darstellt. Durch zukünftig vorgesehene, eingehendere Untersuchungen von vergleichbaren Gesteinsablagerungen sollte es den Marsforschern somit möglich sein, sich auch einen Einblick in die nördlich des Gale-Kraters befindlichen Gesteine zu beschaffen.

NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems

Bild vergrößernDie Gesteinsformation Hottah. Auch hier hat offensichtlich über längere Zeiträume hinweg fließendes Wasser zur Formung der erkennbaren Kiesel geführt.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems)
Allerdings sind seit der Bildung der Konglomerate offensichtlich bereits mehrere Milliarden Jahre vergangen. Diese Annahme basiert zum einen auf den allgemein anerkannten Klima- und Atmosphärenmodellen des Mars, welche nur in dessen Frühzeit vor mehr als etwa 3,8 Milliarden Jahren das längerfristige Vorhandensein von flüssigem Oberflächenwasser denkbar machen. Zum anderen zeigen auch die bisherigen Messungen des DAN-Instrumentes, dass der Untergrund des Gale-Kraters zumindestens bis zu einer Tiefe von etwa einem Meter extrem trocken ausfällt.

"Frühere Messungen mit dem HEND-Spektrometer an Bord des Marsorbiters Mars Odyssey [dieses Instrument ist vom Aufbau und von der Funktionsweise her mit dem DAN vergleichbar, operiert allerdings an Bord des Marsorbiters in einer Höhe von etwa 300 Kilometern über der Marsoberfläche] führten zu dem Schluss, dass sich im Untergrund des Gale-Kraters bis zu sechs Prozent Wasser befinden sollten. Die bisherigen - allerdings nur vorläufigen - Messdaten unseres DAN-Instrumentes zeigen jedoch nur einen Bruchteil dieses Wertes", so Maxim Mokrousov vom Russian Space Research Institute auf einer am 28. September in Madrid abgehaltenen Pressekonferenz.

Diese Diskrepanz könnte daraus resultieren, dass das HEND-Spektrometer seine Daten nur in einem relativ großen Areal mit einer Abmessung von 300 x 300 Kilometern sammeln kann und somit keine gute Auflösung einzelner, räumlich relativ eng begrenzter Oberflächenbereiche erreicht. Curiosity hat dagegen bisher nur einen Bereich der Marsoberfläche durchquert, welche über eine Breite von etwa 450 Metern verfügt. Weitere Messungen des DAN-Instrumentes, so Maxim Mokrousov, sind nötig, um eine wissenschaftlich korrekte Aussage über die Wasserverteilung im Untergrund tätigen zu können. Eventuell könnten sich dann auch höhere Wasserstoffkonzentrationen zeigen.

Auch von einem weiteren Instrument an Bord des Rovers, von der Wetterstation REMS, liegen erste Daten vor. Unmittelbar nach der Landung des Rovers am 6. August 2012 lagen die durch die REMS ermittelten Tageshöchsttemperaturen in der Landezone bei knapp 0 Grad Celsius beziehungsweise sogar unter dem Gefrierpunkt. Seitdem stieg die Lufttemperatur kontinuierlich an und erreicht gegenwärtig in der Mittagszeit gegen 14:00 lokaler Marszeit Werte von bis zu sechs Grad Celsius. Während der Marsnacht sank die Temperatur dagegen kontinuierlich auf Werte von -70 bis -75 Grad Celsius ab.

Dieser Effekt beruht auf dem gegenwärtig auf dem Mars erfolgenden Wechsel der Jahreszeiten (auf der südlichen Hemisphäre beginnt gerade der Frühling) und hat auch eine Veränderung der Luftdruckwerte zur Folge. Lag der Luftdruck während der ersten etwa drei Wochen im Mittel noch bei Höchstwerten von etwa 730 Pascal, so werden mittlerweile bis zu 750 Pascal erreicht. Die über Curiosity hinwegziehenden Winde verfügen dabei über ausreichend Kraft, um kleinere Sandpartikel, welche sich im Laufe der letzten Wochen auf der Oberseite des Rovers abgelagert haben, zu verfrachten.

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