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Autor: Ralph-Mirko Richter / 20. Mai 2013, 15:51 Uhr

Marsrover Opportunity ist auf Südkurs

Der Marsrover Opportunity hat seine Untersuchungen am Cape York zu Beginn der letzten Woche beendet und befindet sich mittlerweile auf dem Weg zu einer rund zwei Kilometer entfernten Geländeerhebung namens Cape Tribulation. Hier soll der Rover ab dem August 2013 den nächsten Winter auf dem Mars verbringen.

Quelle: JPL, The Planetary Society, Unmanned Spaceflight, Malin Space Science Systems
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NASA, JPL-Caltech, University of Arizona, Eduardo Tesheiner (UMSF-Forum)

Bild vergrößernDer von Opportunity während der letzten Monate zurückgelegte Weg. Die bisher letzte Fahrt erfolgte am Sol 3312, dem 19. Mai 2013.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona, Eduardo Tesheiner (UMSF-Forum))
Bereits am 9. August 2011, dem Sol 2.681 seiner Mission, erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity die Südspitze des Cape York. Hierbei handelt es sich um eine mehrere hundert Meter lange und nur wenige Meter über die Umgebung herausragende Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand des etwa 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters befindet. Vorherige Untersuchungen des NASA-Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) deuteten zweifelsfrei darauf hin, dass sich am Westrand dieses Kraters an verschiedenen Stellen Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert haben. Dies, so die Wissenschaftler der NASA, ist ein eindeutiger Hinweis auf eine früher erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser.

Die folgenden Monate verbrachte Opportunity damit, den Bereich des Cape York ausführlich mit seinen Kameras abzubilden und mit seinen wissenschaftlichen Instrumenten zu analysieren (Raumfahrer.net berichtete mehrfach). Seit dem Oktober 2012 konzentrierten sich die wissenschaftlichen Aktivitäten des Rovers dabei auf die im östlichen Bereich des Cape York gelegene Region "Matijevic Hill". Dort konnte das CRISM-Spektrometer an Bord des MRO zuvor die höchste Konzentration von Smektiten registrieren.

Eingehende Analysen verschiedener Formationen von offen zutage liegenden Grundgestein zeigten den an den Untersuchungen beteiligten Wissenschaftlern, dass diese Region tatsächlich einstmals über längere Zeiträume hinweg mit Wasser interagiert haben muss.

Messungen durch das vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelte APX-Spektrometer zeigten zum Beispiel, dass die zuletzt untersuchte Gesteinsformation "Esperance" einen deutlich höheren Anteil an Aluminium- und Siliziumoxiden aufweist als andere Gesteine, welche der Rover während seiner mittlerweile über neunjährigen Erforschung der Marsoberfläche untersuchte. Dagegen fällt der gemessene Anteil von Kalzium und Eisen hier niedriger aus.

NASA, JPL-Caltech, Cornell University, Arizona State University

Bild vergrößernEine Falschfarbenaufnahme der Gesteinsformation Esperance. Die drei verwendeten Einzelbilder wurden am 28. März 2013 mit der Panoramakamera des Rovers aufgenommen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Cornell University, Arizona State University)
Vorläufige Interpretationen dieser Daten gehen davon aus, dass sich Esperance aus Tonmineralen zusammensetzt, welche in der Vergangenheit durch eine intensive, durch Wasser verursachte Veränderung der dortigen Oberfläche erzeugt wurden.

"Es scheint so, als ob es umfangreiche, aber schwache Veränderungen bei 'Whitewater Lake' [einer weiteren Gesteinsformation in diesem Bereich] gegeben hat. Bei 'Esperance' kam es dagegen besonders entlang von verschiedenen Rissen, durch welche einstmals Wasser geströmt sein könnte, zu intensiven Veränderungen", so Dr. Steve Squyres von der Cornell University, der leitende Wissenschaftler der Opportunity-Mission.

Ein neuer Streckenrekord

Die Untersuchungen im Bereich des Cape York wurden schließlich am 13. Mai, dem Sol 3307der Mission, beendet und am darauffolgenden Tag absolvierte der Rover eine Fahrt über 24,9 Meter in die südliche Richtung. Hierauf folgten in schneller Folge drei weitere Fahrten, bei denen am 15., 16. und 19. Mai insgesamt weitere 270 Meter in die südwestliche Richtung zurückgelegt werden konnten. Am 15. Mai stellte Opportunity dabei nach einer Fahrt über 80 Meter und mit einer bis dahin zurückgelegten Strecke von 35.760 Metern einen neuen NASA-internen Rekord auf. Kein von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebenes Fahrzeug konnte bisher auf einem fremden Himmelskörper eine größere Entfernung überbrücken (Raumfahrer.net berichtete).

Auch in den kommenden Tagen soll sich der Rover weiter zügig in die südliche Richtung bewegen. Das dabei angepeilte Ziel ist eine weitere, derzeit noch etwa 2,2 Kilometer entfernt liegende Geländeerhebung namens Solander Point. Wie auch bei dem zuvor untersuchten Cape York handelt es sich bei Solander Point um einen Teilbereich vom Westrand des Endeavour-Kraters. An der Nordseite dieser etwa 80 Meter hohen Geländeerhebung soll Opportunity dann den kommenden Marswinter verbringen.

Ein Quartier für den nächsten Winter

NASA, JPL-Caltech, University of Arizona

Bild vergrößernOpportunity soll möglichst bis Anfang August 2013 die nördliche Flanke der Formation Solander Point erreichen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona)
Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf die Sonnenenergie angewiesen. Aufgrund des Fortschreitens der Jahreszeiten - am 31. Juli 2013 beginnt auf der südlichen Hemisphäre des Mars der Herbst und Opportunitys gegenwärtiges Operationsgebiet befindet sich bei 2,3 Grad südlicher Breite - wird die Sonne in der zweiten Hälfte des Jahres von Tag zu Tag eine immer niedrigere Höhe über dem Horizont erreichen, was letztendlich zu einer immer geringeren täglichen Energieausbeute der Solarzellen führen wird.

Dieser Effekt kann teilweise ausgeglichen werden, indem der Rover die "dunkle Jahreszeit" auf einem nach Norden ausgerichteten Berghang verbringt. Dabei werden die Solarpaneele des Rovers automatisch in Richtung auf die Sonne ausgerichtet, was wiederrum eine höhere Energieausbeute zur Folge haben wird. Ein solches "Parken" in einem Winterquartier war in den vergangenen Jahren bei dem weiter südlich operierenden, mittlerweile aber nicht mehr aktiven Zwillingsrover von Opportunity, dem Rover Spirit, üblich. Und auch Opportunity verbrachte seinen bisher letzten Marswinter "stationär" am Nordhang des Cape York (Raumfahrer.net berichtete).

"Basierend auf unseren aktuellen Berechnungen bezüglich der zu erwartenden Bedeckung der Solarpaneele des Rovers mit Staubablagerungen sind wir bemüht, noch vor dem Einsetzten des mittlerweile sechsten Winters, den Opportunity auf dem Mars verbringen wird, ein Gebiet zu erreichen, welches eine Neigung von mindestens 15 Grad in die nördliche Richtung aufweist", so Scott Lever, einer der Projektmanager der Mars Exploration Rover-Mission vom JPL. "Solander Point bietet uns diese Neigung."

NASA, JPL-Caltech, Animation: Raumfahrer.net

Bild vergrößernSeit Anfang Mai 2013 konnte über dem Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity, eine Zunahme des Staubanteils in der Atmosphäre beobachtet werden. Die erste Aufnahme der vorderen rechten HazCam wurde am Sol 3296, dem 2. Mai 2013 um 14:02 lokaler Marszeit angefertigt. An diesem Tag lag der Tau-Wert, welcher die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen beschreibt, bei einem Wert von 0,85. Das zweite Bild vom Sol 3301 wurde am 7. Mai 2013 um 13:51 lokaler Marszeit angefertigt. An diesem Tag lag der Tau-Wert bereits bei 1,53. Deutlich erkennbar ist, dass der von dem Rover geworfene Schatten aufgrund des verminderten Sonnenlichtes in der Aufnahme vom Sol 3301 weniger stark ausgeprägt ist als noch einige Tage zuvor. Mittlerweile ist der Staubanteil jedoch wieder deutlich gesunken.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Animation: Raumfahrer.net)
Im Gegensatz zum letzten Marswinter wird Opportunity in diesem Jahr aufgrund der deutlich größeren Anzahl von steileren Hängen im Bereich des Solander Point aller Wahrscheinlichkeit auch dazu in der Lage sein, seine Positionen während des etwa sechs Monate andauernden Marswinters zu verändern und dabei immer wieder neue Ziele anzusteuern, welche dann in Form von weiteren Fotoaufnahmen und spektroskopischen Messungen untersucht werden sollen.

Auf dem Weg zu seinem nächsten Winterquartier wird der Rover jedoch zunächst eine flache, etwa 200 Meter breite Ebene namens Botany Bay durchqueren und sich dabei zwei weiteren Geländeerhebungen namens "Sutherland Point" und "Nobby's Head" nähern. Abhängig von der aktuellen Situation beim Erreichen dieser Formationen besteht hier ein gewisser Spielraum für weitere, diesmal aber nur kurz andauernde Untersuchungen.

Staubsturmsaison auf dem Mars

Neben dem technischen Zustand, und dieser kann trotzt des hohen Einsatzalters immer noch als gut bezeichnet werden, muss bei der Durchführung der Mission jedoch immer auch ein Auge auf die aktuelle Energiesituation des ausschließlich mittels Sonnenergie betriebenen Rovers geworfen werden.

Während der letzten Wochen haben sich auf dem Mars verschiedene Staubstürme entwickelt, welche Opportunity jedoch nicht direkt getroffen haben. Trotzdem führte der dabei in Marsatmosphäre beförderte Staub zu einer deutlich erkennbaren Eintrübung der Luft und einer daraus resultierenden Abnahme der täglich zur Verfügung stehenden Energiemenge. Diese allgemeine Entwicklung, welche in den vergangenen Jahren immer wieder beobachtet werden konnte, ist jedoch in Anbetracht der gegenwärtigen Jahreszeit auf dem Mars normal und hat sich auch in diesem Jahr nicht weiter negativ auf den operativen Betrieb des Rovers ausgewirkt.

Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

  • 15.05.2013: 0,431 kWh/Tag , Tau-Wert 1,210 , Lichtdurchlässigkeit 57,60 Prozent
  • 08.05.2013: 0,385 kWh/Tag , Tau-Wert 1,450 , Lichtdurchlässigkeit 58,40 Prozent
  • 30.04.2013: 0,506 kWh/Tag , Tau-Wert 0,672 , Lichtdurchlässigkeit 57,30 Prozent
  • 09.04.2013: 0,557 kWh/Tag , Tau-Wert 0,677 , Lichtdurchlässigkeit 61,70 Prozent
  • 01.04.2013: 0,559 kWh/Tag , Tau-Wert 0,741 , Lichtdurchlässigkeit 63,60 Prozent
Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3313 seiner Mission, hat der Rover Opportunity insgesamt rund 35.950 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei fast 179.500 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des "Roten Planeten" aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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