Quelle: ESA, NASA, Caltech, Wikipedia

Die Erkenntnisse der berühmten Viking-Sonden, die im Jahr 1976 am Mars gelandet waren, waren nicht angetan Euphorie zu entfachen, und so dauerte es lange bis nach diesen der Mars wieder in den Fokus der Forschung gelangte. Im Rahmen des Planetary Observer Programms der NASA, einem Programm mit welchem nach den teuren Viking Missionen mit günstigeren Sonden die Planetenforschung wieder aufgenommen werden sollte, wurde 1992 Mars Observer gestartet. Jedoch wurde zu diesem schon 3 Tage vor Erreichen eines Marsorbits der Kontakt verloren, und das gesamte Programm fand damit ebenfalls gleich sein Ende.
1993 wurde das Mars Exploration Programm der NASA initiiert, ein weit in die Zukunft gerichtetes Programm zur Erforschung des Mars. Die Zielsetzungen waren weitreichend:

• Gibt oder gab es jemals Leben auf dem Mars?
• Wie läßt sich das Klima am Mars charakterisieren?
• Welche Geologie herrscht am Mars vor?
• Wie ist eine menschliche Präsenz am Mars möglich?

Dies alles sollten die zukünftigen Sonden, die man Richtung Mars senden wollte, klären. Die Programme wechselten in der Zukunft, die Zielsetzung im Grunde nicht.

Mars Global Surveyor (MGS)

MGS markierte somit die Wiederaufnahme der Erforschung des Mars durch die NASA. Am 7. November 1996 stand eine Delta II am LC-17A des Capes und hievte MGS mit einer Startmasse von 1062 kg in Richtung Mars. Als Erstes sah man es als erforderlich an den Mars zu kartieren. Dazu verfügte MGS über einige Instrumente, darunter auch eine Kamera und ein Laseraltimeter. Denn das Programm sah ja auch Lander und Rover vor, und um geeignete Landestellen festlegen zu können, musste man den Mars etwas besser kennen. Und damit ergab sich eine weitere Anforderung an MGS. Die Oberflächeneinheiten würden aufgrund von Massenbudgets, Stromversorgung und Orbitalmechanik niemals in der Lage sein die anfallenden Datenmengen Richtung Erde zu schicken. Die Orbiter konnte man jedoch mit ausreichenden Sendeanlagen versehen, so dass nur der kurze Datenverkehr von der Oberfläche in den Orbit verblieb, welcher von leichten, trotzdem breitbandigen, aber energiesparsameren Funkeinrichtungen bewerkstelligt werden konnte.
Auch MGS war damit von Beginn an als Relaisstation im Marsorbit ausgelegt. Eine 1,5 m durchmessende Hochgewinnantenne (HGA) stellte mit nur 25 Watt Sendeleistung im X-Band bei 8,4 GHz den Datenverkehr mit der Erde her. Die Datenrate ändert sich dabei natürlich mit dem Abstand von Erde und Mars und konnten bei kurzer Entfernung 85,3 kbit/s erreichen. Zur Sicherheit war auch eine Niedriggewinnantenne vorhanden. Die Mars Relais Antenne stellte im UHF-Band bei 437.1 MHz die Verbindung Richtung Marsoberfläche her. Nur einen Monat nach MGS wurde die Mars Pathfinder Mission gestartet, mit dem der Rover Sojourner auf den Mars gebracht wurde. Da wurden diese Fähigkeiten von MGS bereits benötigt.
Am 2. November 2006 wurde der Kontakt zu MGS verloren. Anhand eines schwachen Signales konnte festgestellt werden, dass sich die Sonde im sogenannten „safe mode“ befindet. Da durch einen Irrtum beide Kopien der Bordsoftware fehlerhaft waren, war der Orbiter verloren.
MGS steht nicht mehr zur Verfügung.

Mars Climate Orbiter (MCO)

Praktisch jedes Programm der NASA hat mit den selben Problemen zu kämpfen. Mit Budgetüberschreitungen oder Kürzungen von Budgets. Unter der Prämisse „cheaper, better, faster“ wurde diese, sowie auch die Mission Mars Polar Lander (MPL), durchgeführt. Ob sie „schneller“ oder „billiger“ waren sei dahingestellt. „Besser“ waren sie allerdings nicht. Mit 638 kg Startmasse war sie auch „leichter“, ganz im Sinne der Prämisse. MCO hatte auch über eine 1,3 m durchmessende HGA für das X-Band und über eine UHF Funkeinrichtung zur Bodenkommunikation verfügt.
Am 11. Dezember 1998, nur gut 2 Jahre nach MGS, wurde MCO gestartet. Die Flugbahn, in die MCO nach der Ankunft am Mars kommandiert wurde, war jedoch zu tief über der Oberfläche. Das konnte die Sonde nicht überstehen. Als Ursache konnte festgestellt werden, das Lockheed Martin imperiale Einheiten statt der von der NASA geforderten SI Einheiten verwendete, und die Diskrepanz und Missinterpretation der Zahlenwerte führten zu der fehlerhaften Kursänderung.

Der ebenfalls stattgefundene Verlust von Mars Polar Lander wurde übrigens nie endgültig geklärt. Als warscheinlichste Ursache nahm man an, dass durch ein Softwareproblem die Landetriebwerke bereits in einer Höhe von ca. 40 m deaktiviert wurden und MPL zerschellte.
Durch die beiden Misserfolge zerschellte aber auch der „cheaper, better, faster“ Ansatz gleich mit.
MCO stand also nie zur Verfügung.

2001 Mars Odyssey (ODY)

Bereits am 7. April 2001, also keine zweieinhalb Jahre nach MCO, startete die NASA ihren nächsten Orbiter. Die Startmasse von ODY betrug 758 kg. Ein Schwerpunkt der Aufgaben von ODY war die Suche nach Wassereis und die globale Kartierung von Mineralien am Mars. Zu diesem Zweck hat sie unter anderem eine Multispektralkamera, einen Strahlungsdetektor und ein Gammastrahlenspektrometer an Bord. Wassereis konnte übrigens klar nachgewiesen werden. 2012 musste eines der Reaktionsräder abgeschaltet und durch ein Reserverad ersetzt werden. Das Partikelspektrometer ist bereits seit 2003 inaktiv.
Eine sehr wichtige Aufgabe fiel ODY aber auch mit der Weiterleitung der Daten der beiden Marsrover Spirit und Opportunity zu.
Die ebenfalls 1,3 m durchmessende HGA sendet wiederum im X-Band bei 8,4 GHz, mit der simultan Daten empfangen und gesendet werden können. Es stehen weiter eine Mittelgewinn- und eine Niedriggewinnantenne zur Verfügung. Zur Kommunikation mit den Bodeneinheiten wird wiederum ein UHF System benutzt.
2015 wurde der noch verfügbare Treibstoffvorrat auf ODY als ausreichend für einen Betrieb bis ins Jahr 2025 bewertet. Vielleicht konnte noch sparsamer mit diesem umgegangen werden, das Problem bleibt allerdings dass wir schon bald im Jahr 2026 stehen.
ODY ist nach wie vor im Einsatz, und gehört zum sogenannten Mars Relais Netzwerk, mit dem Daten der Marsrover zum Deep Space Network der NASA und an ESTRACK weitergeleitet werden. Mit 170,4Mbit/tag transferiert ODY einen relativ kleinen Teil der Gesamtdatenmenge.

Mars Express (MEx)

Nun wurde auch die ESA aktiv. MEx wurde am 25. Dezember 2003 bei einer Startmasse von 1120 kg von einer Sojus-FG/Fregat von Baikonur aus gestartet. An Board befand sich auch der Lander Beagle 2. Die Aufgaben solcher Orbiter sind immer vielfältig.
Die MARSIS-Antennen sollten bis in eine Tiefe von 5 Kilometer unter der Oberfläche nach Wasser suchen. Die hochauflösende HRSC Stereokamera kann den Mars mit einer Auflösung bis zu 10 m kartografieren; mit der Optik des Super Resolution Channel bis zu 2 m, was aber recht problematisch ist. Weitere Instrumente sind vorhanden um Atmosphäre und Mineralogie des Mars zu untersuchen.
Zur Kommunikation mit der Erde verfügt MEx über eine 1,6 m durchmessende HGA mit der im S-Band (2.1 GHz) und im X-Band (8,4 GHz) gesendet werden kann. Zur Sicherheit ist auch eine Niedriggewinnantenne vorhanden.
Um mit Beagle 2, und zukünfigen Bodeneinheiten kommunizieren zu können verfügt MEx über die Melacom UHF Sendeeinrichtung. Aber auch zu und von Bodeneinheiten der NASA, wie dem Rover Curiosity, können damit Daten transferiert werden. Auch MEx gehört zum Mars Relais Netzwerk, ist aber nur als Reserve vorgesehen.

Beagle 2 konnte übrigens gelandet werden, „gemeldet“ hat er sich nie. Der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA konnte ihn später lokalisieren und feststellen daß sich eines der Solarpanele nicht geöffnet hatte.

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Mit MRO plante die NASA wieder größer und leistungsfähiger. Am 12. August 2005, also bereits gut 4 Jahre nach ODY, stemmte eine Atlas 5 die 2180 kg von MRO vom SLC-41 der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) nach oben.
Glanzstück des MRO ist wohl sein „High Resolution Imaging Science Experiment“, die HiRISE Camera die Auflösungen der Marsoberfläche mit bis zu 0,3 m pro Pixel ermöglicht. Natürlich verfügt er aber über ein ganzes Bündel an Sensorik, z. B. um Mineralien, wie etwa Hämatit, zu lokalisieren, Staub und Wasserdampf in der Atmosphäre zu untersuchen, Wasservorkommen zu lokalisieren und einiges mehr.
Der Datenmenge die durch die umfangreiche wissenschaftliche Tätigkeit anfällt, und jener die von Bodeneinheiten weiterzuleiten ist, musste auch Rechnung getragen werden. MRO verfügt über eine 3 m durchmessende HGA um im X-Band mit bis 100 W Sendeleistung Daten mit 500 kBit/s bis 4 Mbit/s zu transferieren. Auch das Ka Band bei 32 GHz für noch höhere Datenraten wurde erprobt, wird aber nicht mehr weiter genutzt, um es im Falle eines Ausfalles des X-Band Senders, der nicht mehr auf den Reserveverstärker umschalten kann, zur Verfügung zu stehen. Niedriggewinnantennen für Notfälle sind auch vorhanden. Die UHF Verbindung zu den Bodeneinheiten wurde weiterentwickelt und in das Electra Proximity Link Payload Package integriert. Datenraten von bis zu 2 Mbit/s zu den Bodeneinheiten können damit erzielt werden.
Auch MRO ist Teil des Mars Relais Netzwerks, und transferiert durchschnittlich 447.5 Mb/tag.

Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN)

Diesmal dauerte es etwas länger bis zur nächsten großen Mars Mission. Am 18 November 2013, diesmal also gut 8 Jahre nach MRO, hob der 2454 kg schwere Orbiter wiederum auf einer Atlas 5 vom SLC-41 der CCAFS ab. Forschungsziel von MAVEN ist herauszufinden, warum und wie Mars seine Atmophäre an das Weltall verloren hat und Daten über die Entwicklung des marsianischen Klimas zu sammeln. Dafür sind eine Reihe von Instrumenten vorhanden. Die HGA hat 2 m Durchmesser, gesendet wird wieder im X-Band. Für die Bereitstellung der UHF Verbindung Richtung Mars kam wieder das Electra Package zum Einsatz.
Zwischen 19. und 28. November 2014 befand sich MAVEN im „Safe Mode“. Grund waren Synchronisationsproblem zwischen zwei Rechnern an Bord.
Im Jahr 2019 wurde der elliptische Orbit von MAVEN abgesenkt, um öfter und besser mit den Rovern am Mars in Kontakt treten zu können. MAVEN ist also sowohl als Wissenschaftsmission als auch als Teil des Mars Relais Netzwerks von Bedeutung. Über MAVEN werden durchschnittlich 897.5 Mb/tag an Daten transferiert.
Auch am 22. Februar 2022 versetzte sich MAVEN in den Safe Mode. Die Trägheitsnavigationseinheiten lieferten keine verwertbaren Daten mehr. Zur Behebung wurden nur noch Daten der Sternsensoren zur Lagebestimmung genutzt. Mit 28. Mai 2022 konnte MAVEN den Betrieb wieder aufnehmen.

Nun vermeldete die NASA dass von MAVEN am 6. Dezember, nach der Funkstille beim Umrunden der abgewandten Seite des Mars, kein Signal mehr empfangen werden konnte. Die Telemetrie von MAVEN hatte gezeigt, dass alle Subsysteme normal arbeiteten, bevor MAVEN in den Funkschatten des Mars eingetreten ist. Die Operationsteams untersuchen den Vorfall.

Die Frage ist nun, ob die NASA tatsächlich über „kein“ Signal, oder nur über keine regulären Signale, sondern nur über Signale welche der Safe Mode sendet, verfügt. Auch im Safe Mode kann die Sonde über die HGA Statusdaten versenden, bzw. Kommandos erhalten. Sollte die HGA nicht verfügbar sein, so müssten über eine Niedriggewinnantenne zumindest schwache Lebenszeichen der Sonde empfangbar sein. Auch dann besteht Hoffnung. Ohne jeglichen Kontakt zur Sonde wäre diese auf alle Fälle verloren. Nicht übersehen kann man jedoch die Tatsache, das die NASA seit nunmehr 12 Jahren keine Erneuerung der Orbiterinfrastruktur am Mars durchführt. Auch wenn der Treibstoff anscheinend noch über das Jahr 2030 reicht, so ist es trotzdem so, dass die Orbiterflotte altert. Raumfahrzeuge altern auch durch äußere Einflüsse wie Strahlung oder hohe Temperaturschwankungen, was irgendwann zu Ausfällen führen kann.
Außerdem müssten, selbst wenn man Anfang der dreißiger Jahre einen neuen Orbiter Richtung Mars schicken wollte, wegen der langen Projektlaufzeiten, bereits Maßnahmen eingeleitet worden sein. Sehr vielversprechend sieht es da nicht aus.
Bau und Start des Mars Telecommunications Orbiter wurden bereits 2005 abgesagt. Am 4. July 2025 wurde beschlossen das Projekt wieder aufzuehmen. Wann und ob überhaupt er sich wieder aus der Asche erhebt, bleibt abzuwarten.
Die International Mars Ice Mapper Mission sollte ursprünglich 2026 gestartet werden. 2022 wurde die Finanzierung des Projekts von der NASA eingestellt. Ob er nun wie geplant im Zeitraum 2031-2033 gestartet werden kann, bleibt angesichts des frühen Entwicklungsstadiums ebenfalls abzuwarten.

Sollte MAVEN nicht mehr aktivierbar sein, so müßte ca. das doppelte der Datenmenge welche MRO durchschnittlich transferiert, zusätzlich auf ihn selber und andere Orbiter umverteilt werden, falls das möglich ist. Ein Ausfall von MAVEN ist also durchaus schwerwiegend.

Zukünftig wird ja vom größten Startserviceprovider der USA beabsichtigt eigene Raumfahrzeuge, in der Folge sogar in bemannter Form, zum Mars zu schicken. Auch da wird man sich fragen müssen, inwieweit man sich da noch auf die bestehenden Orbiter stützen kann.

Ein Orbiter ist jedoch noch unerwähnt, da er erst nach MAVEN zum Mars aufgebrochen ist:
ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)

TGO ist ein Mars Orbiter der ESA. Am 14. März 2016 wurde TGO mit einer Proton-M/Briz-M von Baikonur Richtung Mars gestartet. Es war ein Schwergewicht mit 4332 kg Masse. Darin enthalten war jedoch auch das Landeexperiment Schiaparelli mit 577 kg.
Die Landung von Schiaparelli ist im übrigen nicht geglückt, zumindest nicht in einem Stück.
Die Aufgabe von TGO war die Untersuchung der Atmosphäre des Mars, insbesondere das Aufspüren von Spurengasen wie Methan, da man dieses auch als Biomarker in Betracht zieht. Weiter sollte TGO auch als Relaisstation für den Rosalind Franklin Rover dienen. Der befindet sich weiter auf der Erde und der Einsatz erscheint ungewiss. Die HGA von TGO misst 2,2 m und wird im X-Band mit 65 W betrieben. Richtung Mars wird wiederum per UHF gesendet. Sehr sinnvollerweise steuerte die NASA das Electra Package bei. Dies erleichert nun die Interoperabilität mit den derzeitlich am Mars befindlichen NASA Rovern Curiosity und Perserverance.
Auch der ESA Orbiter TGO ist Teil des Mars Relais Netzwerks. TGO transferiert zusätzlich auch Daten zu russischen Bodenstationen. Mit 1562.7 Mb/tag fließt über TGO der größte Anteil am Datenaufkommen des Mars Relais Netzwerks.

Die angeführten Datentransferraten entstammen Angaben der NASA von September 2025.

Nur als Ergänzung: Die kürzlich gestarteten EscaPADE Sonden, welche auch für den Marsorbit bestimmt sind, können keinerlei Relaisfunktionen übernehmen.

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• MAVEN – Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN

Der Beitrag Kontaktverlust zu MAVEN und alternde Orbiter am Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Die am 7. April 2001 von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat unmittelbar darauf in eine sonnensynchrone Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein, welche fast genau über die Pole des Planeten führt. In den folgenden Monaten reduzierte die Raumsonde mit Hilfe eines komplizierten Aerobreaking-Manövers zunächst ihre Geschwindigkeit und senkte dabei zugleich die Höhe der Umlaufbahn über der Planetenoberfläche immer weiter ab (Raumfahrer.net berichtete).

Während der ersten Jahre der Mission war der Orbit von Mars Odyssey so gewählt, dass die Raumsonde auf ihrem Weg vom Nord- zum Südpol die von der Sonne beleuchtete Hemisphäre des Mars immer zu einer Zeit überflog, welcher in etwa 17:00 Uhr lokaler Marszeit entsprach. Auf ihrem „Rückweg“ vom Südpol zum Nordpol war es auf der „Nachtseite“ dann 5:00 Uhr morgens. Dieser Verlauf der Umlaufbahn bot ideale Voraussetzungen für den Einsatz einer Mehrzweckkamera (THEMIS) und eines Gammastrahlen-Spektrometers (GRS) an Bord der Raumsonde. Während die THEMIS-Kamera eine Vielzahl von Aufnahmen der Marsoberfläche anfertigte, konnte mit dem GRS-Instrument unter anderem oberflächennahes Wassereis in den Polarregionen des Mars nachgewiesen werden. Außerdem gelang mit diesen beiden Instrumenten die Bestimmung der Verteilung von verschiedenen chemischen Elementen wie zum Beispiel Eisen, Silizium und Kalium auf der Marsoberfläche.

Ab dem 30. September 2008 wurde die Umlaufbahn von Mars Odyssey so verändert, dass die Tagseite der Marsoberfläche jetzt bereits in den Nachmittagsstunden überflogen wurde. Der Grund hierfür war die zu dieser Tageszeit noch vorherrschende größere Wärme auf der Planetenoberfläche, welche eine bessere Detektierung der Infrarotsignaturen von Mineralien auf der Oberfläche ermöglichte. Der Nachteil der neuen Umlaufbahn bestand allerdings darin, dass jetzt ein größerer Teil des Orbits der Raumsonde im Schatten des Planeten lag, so dass die Solarpaneele des Marsorbiters weniger Energie gewinnen konnten.

Ein neuer Orbit zeigt den Mars zukünftig in den Morgenstunden

„“Wir bringen einer alten Raumsonde gerade ein paar neue Tricks bei“, so Jeffrey Plaut vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, Projektwissenschaftler für die Mars Odyssey-Mission. „Mars Odyssey wird künftig in der Lage sein, den Mars in einem ganz anderen Licht zu betrachten als zuvor“.

Nachdem die Raumsonde Mars Odyssey im August 2012 bei der Landung des Marsrovers Curiosity als Relaisstation für die Kommunikation zwischen dem Rover und der Erde eingesetzt wurde (Raumfahrer.net berichtete über die hierfür notwendige Orbitveränderung und über die Kommunikation bei der Landung) wurde durch ein weiteres Manöver zunächst erneut eine allmähliche Verschiebung der Umlaufbahn eingeleitet. Durch die jetzt wieder etwas späteren Überflugzeiten sollte die zu gewinnende Energiemenge wieder schrittweise erhöht werden, wodurch unter anderem die Batterien des Orbiters geschont werden sollen.

Philip Christensen von der Arizona State University (ASU) in Tempe/USA, der wissenschaftliche Leiter des THEMIS-Kameraexperiments, unterbreitete schließlich den Vorschlag, diese Veränderung der Umlaufbahn erst dann zu beenden, wenn Mars Odyssey einen Orbit erreicht hat, welcher Beobachtungen ermöglicht, die gegen 06:45 lokaler Marszeit erfolgen. Aus diesem Orbit heraus könnte der Marsorbiter die Oberfläche unseres Nachbarplaneten dann unmittelbar nach dem dortigen Sonnenaufgang beobachten. Das Ziel dieser vorgeschlagenen Beobachtungen besteht in der Dokumentation von in den Morgenstunden auftretenden Bodennebel, Wolken und Bodenfrostablagerungen und deren jeweilige durch saisonale Effekte bedingten Veränderungen.

Entsprechende Daten wurden über längere Zeiträume hinweg bisher lediglich durch die beiden Orbiter der Viking-Mission Ende der 1970er Jahre gesammelt. Seitdem hat nur die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express unseren Nachbarplaneten gelegentlich in den frühen Morgenstunden abgebildet und dabei unter anderem spektakuläre Aufnahmen von zu den sich zu dieser Tageszeit bildenden Dunstschichten geliefert. Durch den jetzt angestrebten neuen Orbit könnte Mars Odyssey weitere und vor allem regelmäßig gewonnene Daten liefern.

„Wir wissen nicht genau, was wir zu sehen bekommen werden, wenn wir erst einmal auf einer Umlaufbahn sind, von wo aus wir die Landschaft kurz nach Sonnenaufgang untersuchen können“, so Philip Christensen. „Wir könnten aber nach saisonal bedingten Veränderungen Ausschau halten. Findet zum Beispiel die Bildung von Nebel im Winter häufiger statt als im Frühjahr? Wir wollen das zukünftig systematisch verfolgen und außerdem Wolken im sichtbaren Bereich beobachten sowie die Temperatur auf der Oberfläche im Infrarotbereich bestimmen.“

Orbitmanöver

Um den neuen Orbit noch schneller zu erreichen erfolgte bereits am vergangenen Dienstag, dem 11. Februar 2014 ein entsprechendes Kurskorrekturmanöver, welches um 21:03 MEZ erfolgreich abgeschlossen wurde. „Der Weltraumveteran hat genau das durchgeführt, was wir von ihm verlangt haben“, so der Mars Odyssey-Projektmanager David Lehman vom JPL.
Im Rahmen des Manövers wurden die vier Triebwerke von Mars Odyssey über einen Zeitraum von insgesamt 29 Sekunden gezündet. Der finale „06:45-Orbit“ soll jetzt schrittweise bis zum November 2015 erreicht werden. Sofern keine Komplikationen auftreten, welche zusätzliche Aktivierungen der Triebwerke zur Folge haben, sollte die Raumsonde laut den Berechnungen der Techniker und Ingenieure der NASA nach dem Erreichen dieses Orbits immer noch über genügend Treibstoff verfügen, um die Mission anschließend für weitere neun bis zehn Jahre erfolgreich fortzusetzen.

Dabei muss allerdings auch bedacht werden, dass es sich bei Mars Odyssey um den mit Abstand dienstältesten Orbiter handelt, den die Menschheit bisher in eine Umlaufbahn um dem Mars gebracht hat. Bereits am 15. Dezember 2010 löste diese Raumsonde den vorherigen Rekordhalter, den ebenfalls von der NASA betriebenen und zwischen den Jahren 1997 und 2006 über einen Zeitraum von 3.340 Tagen aktiven Marsorbiter Mars Global Surveyor ab.

Mars Odyssey erwies sich bisher als eine überaus erfolgreiche Mission, in deren Verlauf sich das Wissen der Menschheit um den Mars ungemein erweitert hat (Raumfahrer.net berichtete). Zudem ist diese Raumsonde ein wichtiger Bestandteil des Kommunikationsnetzwerkes, mit dem Daten zwischen der Erde und den beiden derzeit aktiven Marsrovern Opportunity und Curiosity ausgetauscht werden.

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• 2001 Mars Odyssey

Der Beitrag Orbitänderung bei der Raumsonde Mars Odyssey erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Am 5. November 2012 wurde die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Raumsonde Mars Odyssey planmäßig in einen Sicherheitsmodus versetzt, um einen notwendig gewordenen Wechsel auf das redundante Backup-Computersystem durchzuführen (Raumfahrer.net berichtete). Das für den Betrieb des Marsorbiters verantwortliche Jet Propulsion Laboratory (JPL) teilte jetzt in einer Presserklärung mit, dass dieser Wechsel erfolgreich verlief und dass die Raumsonde sich wieder im regulären Betrieb befindet.

„Die Umschaltung des Bordcomputers verlief erfolgreich. Alle jetzt erstmals eingesetzten Subsysteme arbeiten wie geplant“, so Gaylon McSmith, der für die Mars Odyssey-Mission verantwortliche Missionsmanager des JPL.
Nach der Beendigung des Sicherheitsmodus leitete Mars Odyssey bereits in der Nacht zum Montag Daten an die Erde weiter, welche zuvor von dem Marsrover Opportunity via UHF-Telekommunikationsverbindung empfangen wurden. Im Rahmen der für diese Woche geplanten Aktivitäten soll die Raumsonde auch für den zweiten derzeit aktiven Marsrover Curiosity als Kommunikationsrelaisstation dienen und zudem die eigenen wissenschaftlichen Arbeiten fortsetzen.

„Die Tatsache, dass uns jetzt nach mehr als 11 Jahren im Marsorbit ein brandneues Computersystem zur Verfügung steht, ist ein Beweis für das exzellente Design dieser Raumsonde“, so Gaylon McSmith.

Die bisherigen Analysen der Techniker und Ingenieure des JPL führten zu dem Schluss, dass die mit dem bisher eingesetzten A-Side-Computer verbundene Inertial Measurement Unit (kurz „IMU“) immer noch voll funktionsfähig ist und gegebenenfalls noch über einen Zeitraum von mehreren Monaten verwendet werden kann. Sollten in Zukunft ernsthafte Probleme mit dem jetzt aktivierten Backup-Computer auftreten, so könnte Mars Odyssey wieder auf dieses A-Side-Computersystem zurückgreifen.

Die am 7. April 2001 an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat kurz darauf in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein. Anfang 2002 nahm die Raumsonde ihre reguläre wissenschaftliche Arbeit auf. Außerdem stellt sie seit dem Januar 2004 eine wesentliche Relaisstation für den Datentransfer zwischen den auf der Planetenoberfläche operierenden Marsrovern der NASA und deren Kontrollzentrum am JPL dar.

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• 2001 Mars Odyssey

Der Beitrag Mars Odyssey ist wieder im regulären Betrieb erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Wie die meisten Raumsonden verfügt auch der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsorbiter Mars Odyssey über zwei baugleiche Hauptcomputersysteme. Aufgrund dieser Redundanz kann die Raumsonde im Fall eines Ausfalls des einen Computersystems auf das Reservesystem umgeschaltet werden. Sowohl der A-Side-Computer als auch der als Backup vorgesehene B-Side-Computer verfügen dabei über verschiedene ebenfalls redundante Subsysteme, welche ausschließlich mit dem jeweiligen Computer verbunden sind.

Das für den Flugbetrieb des Orbiters Mars Odyssey verantwortliche Team des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien hat sich jetzt dafür entschieden, den seit dem Start der Raumsonde eingesetzten A-Side-Computer zu deaktivieren und Mars Odyssey bis auf weiteres mit dem B-Side-Computer zu betreiben.

Dieser Schritt hat zur Folge, dass die Lagekontrolle des Marsorbiters zukünftig durch die mit der „B-Side“ verbundene Inertial Measurement Unit (kurz „IMU“) erfolgen wird. Die IMU überprüft mittels eines Gyroskops regelmäßig die aktuelle Orientierung der Raumsonde im All. Der mit der IMU verbundene Computer kann mit den so gewonnenen Lagedaten wichtige Informationen über die gegebene Ausrichtung der für die Energieversorgung benötigten Solarpaneele, der für die Kommunikation mit der Erde eingesetzten Antennen und der an Bord befindlichen wissenschaftlichen Instrumente berechnen.

„Wir haben die Raumsonde jetzt seit mehr als 11 Jahren ausschließlich mit dem A-Side-Computer betrieben. Dieser Computer arbeitet nach wie vor einwandfrei, aber die mit ihm verbundene IMU zeigt langsam erste Abnutzungserscheinungen“, so Chris Potts, der für Mars Odyssey verantwortliche Missionsmanager des JPL. „Wir beabsichtigen, am 5. November auf die B-Side zu wechseln. Sollten mit diesem System in Zukunft Probleme auftreten, so haben wir dann die immer noch voll funktionsfähige A-Side in Reserve.“

In vielen potentiellen Problemsituationen würde die Raumsonde automatisch von dem gerade aktiven Computersystem automatisch auf das Reservesystem umschalten. Die jetzt vorgesehene Umschaltung auf den B-Side-Computer stellt sicher, dass die Raumsonde im Falle eines solchen automatischen Umschaltens auf den dann immer noch voll einsatzfähigen A-Side-Computer zugreift.

„Die IMU des B-Side-Computers befindet sich praktisch noch in einem fabrikneuen Zustand. Sie wurde zuletzt am Tag vor dem Start aktiviert“, so Chris Potts. Die am 7. April 2001 an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat unmittelbar darauf in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein. Anfang 2002 nahm die Raumsonde ihre reguläre wissenschaftliche Arbeit auf. Außerdem stellt sie seit dem Januar 2004 eine wesentliche Relaisstation für den Datentransfer zwischen den auf der Planetenoberfläche operierenden Marsrovern der NASA und deren Kontrollzentrum am JPL dar.

Im Rahmen der geplanten Computerumschaltung wird sich Mars Odyssey am 5. November in einen so genannten Sicherheitsmodus versetzen und dabei sowohl ihre regulären wissenschaftlichen Arbeiten als auch die Tätigkeit als Kommunikationsrelaisstation vorerst einstellen. Nach der erfolgten Umschaltung wird das für die Kontrolle der Raumsonde zuständige Team des JPL über einen Zeitraum von mehreren Tagen hinweg überprüfen, ob die Umschaltung erfolgreich war und ob Mars Odyssey fehlerfrei arbeitet. Erst danach wird die Raumsonde die entsprechenden Kommandos erhalten, um wieder in den Normalbetrieb zurückzukehren.

Während dieses Zeitraumes wird der zweite derzeit aktive Marsorbiter der NASA, die Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), neben ihren eigenen Aufgaben auch die Kommunikationstätigkeiten von Mars Odyssey übernehmen und den Kontakt mit den beiden Marsrovern Opportunity und Curiosity aufrecht erhalten. Diese erhöhte Kommunikationsaktivität des Mars Reconnaissance Orbiter wird allerdings zur Folge haben, dass in diesem Zeitraum nur eine verminderte Datenmenge von diesen beiden Rovern zur Erde transferiert werden kann.

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• 2001 Mars Odyssey

Der Beitrag Mars Odyssey wechselt auf das Backup-Computersystem erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Durch ein sechs Sekunden langes Brennmanöver wurde am Dienstag, dem 24. Juli, die Bahn des Mars-Orbiters, welcher sich seit mehr als 10 Jahren in einer Marsumlaufbahn befindet, angepasst. Dadurch wird sich Mars Odyssey, kurz MODY, während der Landung des neuen Rovers Curiosity über diesem befinden und kann so als Relais dienen.

Das Manöver war notwendig, da die Sonde sich aufgrund eines Problems mit einem Reaktionsrad in einen Sicherheitsmodus versetzte und dabei ein wenig die Bahn veränderte. Hieraus resultierte ein Orbit, in dem MODY erst zwei Minuten nach der Landung die Landestelle überflogen hätte und so die Daten der Landung nicht zur Erde hätte weiterleiten können.

Eine direkte Kommunikation mit der Erde ist auch nicht möglich, da nach dem Öffnen des Fallschirms und dem Einschweben in den Gale-Krater keine „Sichtverbindung“ zur Erde besteht. Die Kraterwände verhindern in diesem Fall die direkte Übertragung der Informationen.

Auch über die beiden anderen Orbiter, die Landedaten aufzeichnen, den europäischen Mars Express und der NASA-Sonde Mars Reconnaissance Orbiter, ist keine Echtzeitkommunikation möglich: Die beiden Raumschiffe beherrschen nur eine „Store and forward“-Kommunikation, können die Daten also nur zwischenspeichern und zu einem späteren Zeitpunkt zur Erde senden. Als direktes Relais kann nur der im Jahre 2001 gestartete MODY dienen.

Mit der Kurskorrektur steht einer Liveberichterstattung der Landung am Montag, dem 6. August, nichts mehr im Wege. Gegen 7.31 Uhr MESZ soll die frohe Botschaft, dass Curiosity erfolgreich die Marsoberfläche erreicht hat, die Erde erreichen.

Verfolgen Sie die Landung ab 6.30 Uhr MESZ live auf spacelivecast.de.

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• MSL Rover Curiosity
• 2001 Mars Odyssey
• Planet Mars

Der Beitrag Kurskorrektur für Mars Odyssey erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Die von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marssonde Mars Odyssey hatte sich nach dem Auftreten eines Problems mit einem der drei für die Lageorientierung im Raum benötigten Reaktionsräder bereits am 8. Juni 2012 in einen vorsorglichen Sicherheitsmodus versetzt (Raumfahrer.net berichtete). Nach einer ausführlichen Analyse des zugrunde liegenden Problems und der Aktivierung eines Reserve-Reaktionsrades konnte Mars Odyssey den Sicherheitsmodus am 16. Juni 2012 verlassen (Raumfahrer.net berichtete).

Mittlerweile befindet sich der dienstälteste Marsorbiter der NASA wieder in seinem normalen Betriebsmodus. Bereits am vergangenen Montag wurden die beiden noch einsatzfähigen Instrumente des Orbiters, das Thermal Emission Imaging System (THEMIS) und das Gammastrahlen-Spektrometer, reaktiviert und begannen mit der erneuten Sammlung von wissenschaftlichen Daten. Am Mittwoch nahm der Orbiter schließlich auch erneut seine Funktion als Datenrelaisstation zwischen dem auf der Marsoberfläche operierenden Marsrover Opportunity und dem Deep Space Network (DSN) der NASA auf.

Die am 7. April 2001 an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat unmittelbar darauf in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein. Die Mission wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC geleitet.

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• 2001 Mars Odyssey

Der Beitrag Mars Odyssey sendet wieder Daten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA/JPL.

An Bord von Mars Odyssey, der am 7. April 2001 gestartet wurde und seit dem 24. Oktober 2001 um den Mars kreist, finden sich vier Reaktionsräder. Drei von ihnen werden für das Standard-Lageregelungsverfahren benötigt, ein viertes steht als Reserve zur Verfügung.

Nach Angaben des Missionsmanagers Chris Potts vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) im kalifornischen Pasadena in den USA sieht es so aus, als beschränkten sich die Schwierigkeiten auf eines der Reaktionsräder. Das Raumfahrzeug befindet sich laut Potts in sicherem Zustand.

Man beabsichtigt jetzt, den Zustand der einzelnen Reaktionsräder genau zu analysieren und dann das weitere Vorgehen zu überlegen. In den kommenden Tagen will man einen Zeitplan zur vollständigen Wiederinbetriebnahme des Marsorbiters erarbeiten.

Weil der Auslöser des Sicherheitsmodus‘ das Fehlverhalten eines einzelnen Reaktionsrades war, hat sich das Computersystem von Mars Odyssey nicht neu gestartet, wie es in der Vergangenheit nach dem Auftreten verschiedener Probleme geschehen war. Ein Neustart war nicht erforderlich.

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• 2001 Mars Odyssey

Der Beitrag Mars Odyssey mit Reaktionsradproblem erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Die am 7. April 2001 von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA an Bord einer Delta-II-Trägerrakete gestartete Raumsonde Mars Odyssey erreichte den Mars am 24. Oktober 2001 und trat unmittelbar darauf in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten ein. In den folgenden Monaten reduzierte die Raumsonde mit Hilfe eines komplizierten Aerobreaking-Manövers ihre Geschwindigkeit und senkte so die Höhe der Umlaufbahn immer weiter ab (Raumfahrer.net berichtete).

Am 19. Februar 2002 – also vor mittlerweile über zehn Jahren – begann die THEMIS-Kamera, eines von drei wissenschaftlichen Instrumenten an Bord von Mars Odyssey, mit dem wissenschaftlichen Vollbetrieb. Seitdem hat der Orbiter den Mars fast 45.000 Mal umkreist. Im selben Zeitraum hat die THEMIS-Kamera mehr als 500.000 Bilder im infraroten und sichtbaren Wellenlängenbereich angefertigt und an das Mars Odyssey-Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt.
„THEMIS hat sich als ein wahres Arbeitstier erwiesen“, so Philip Christensen von der Arizona State University (ASU) in Tempe/USA, der Principal Investigator und Konstrukteur der Kamera. „Besonders erfreulich ist dabei die Bandbreite der Entdeckungen, welche mit dem Instrument gelangen.“

Besonders erwähnenswert sind hierbei die folgenden Entdeckungen:

• Bestätigung von Mineralablagerungen am Landeplatz des Marsrovers Opportunity
• Entdeckung von Kohlendioxid-Jets im Bereich der südlichen Polarkappe des Mars während des dortigen Frühlings
• Nachweis von Chloridsalzen in verschiedenen Regionen auf der Marsoberfläche
• Erstellung einer globalen Karte des Mars in hoher Auflösung
• Hilfestellung bei der Suche nach einem sicheren Landeplatz für den Marslander Phoenix
• Kontinuierliche Beobachtung von Staubaktivitäten in der Marsatmosphäre
• Nachweis, dass der Krater Aram Chaos einstmals einen See beherbergte
• Nachweis diverser durch Wassereinfluss geformter Talsysteme
• Nachweis von Dazit, einem zuvor nicht auf dem Mars bekannten magmatischen Gesteinstyp

Die THEMIS-Kamera erfasst die Marsoberfläche in fünf Spektralbereichen des sichtbaren Lichts und in zehn Spektralbereichen des infraroten Lichts.

Durch den Vergleich der Infrarot-Aufnahmen, welche während des Marstages angefertigt wurden, mit den Infrarot-Nachtaufnahmen der gleichen Region lässt sich aufgrund der gewählten Wellenlängenbereiche die Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche ermitteln (Raumfahrer.net berichtete). Weitere wissenschaftliche Missionsschwerpunkte sind die Messung der kosmischen Strahlung im niedrigen Marsorbit und die Erfassung der Verteilung von Wassereisvorkommen in den obersten Bodenschichten des Mars.

Das nebenstehende Foto wurde am 19. Februar 2012 – also auf den Tag genau 10 Jahre nach der Inbetriebnahme – mit der THEMIS-Kamera angefertigt. Die Aufnahme zeigt einen 19 x 52 Kilometer großen Teilausschnitt der Region Nepenthes Mensae im sichtbaren Licht. Die Nepenthes Mensae befinden sich südwestlich der Elysium-Vulkanregion und bilden eine Übergangszone zwischen dem südlichen Hochland und dem nördlichen Tiefland des Mars. Die Region ist durch steile Geländekanten und zahlreiche tafelbergartige Erhebungen – daher die Bezeichnung Mensae – charakterisiert.

Aufgrund des wissenschaftlichen Erfolges wurde die Mission, welche eigentlich laut den ursprünglichen Planungen bereits im August 2004 enden sollte, von der NASA bisher viermal verlängert – zuletzt bis zum September 2012. Laut Philip Christensen befinden sich sowohl die THEMIS-Kamera als auch der Orbiter in einem „exzellenten Zustand“ und können eventuell noch über mehrere Jahre erfolgreich weiter betrieben werden.

Dies würde nicht zuletzt auch den Rovermissionen auf der Marsoberfläche zugute kommen. Mars Odyssey fungiert seit der Landung des Rovers Opportunity im Januar 2004 als primäre Datenrelaisstation zwischen diesem und dem JPL-Kontrollzentrum in Pasadena, wobei über 90 Prozent der zwischen der Erde und Opportunity ausgetauschten Daten den „Umweg“ über Mars Odyssey nahmen. Der Orbiter könnte nach der Landung des Rovers Curiosity, welche am 6. August 2012 erfolgen wird, auch bei dessen Mission eine ähnlich wichtige Rolle einnehmen.
Die Mission Mars Odyssey wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, eine Abteilung des California Institute of Technology (Caltech), im Auftrag des Direktorats für wissenschaftliche Missionen der NASA in Washington, DC geleitet.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.

Wie das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/USA gestern bekanntgab, hat sich der von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Mars-Orbiter Mars Odyssey bereits am 14. Juli 2010 automatisch in einen Sicherheitsmodus versetzt. Ausführliche Analysen der für die Kontrolle des Orbiters zuständigen Techniker ergaben, dass das Versetzen in den Sicherheitsmodus eine folgerichtige Reaktion der Sonde auf ein unerwartetes Verhalten eines elektronischen Encoders war.

Dieser Encoder steuert die Bewegung einer Aufhängung, welche für die korrekte Ausrichtung der Solarzellen-Module der Sonde verantwortlich ist. Mars Odyssey nutzt zur Zeit ein Ersatzsystem und das Techniker-Team am JPL konnte keine Hinweise darauf finden, dass ein mechanischer Defekt vorliegt.

Bereits am 16. Juli wurden daraufhin erste Schritte eingeleitet, um die Raumsonde wieder in den regulären Betriebsmodus zu versetzen. Inzwischen erfolgt die Kommunikation mit dem Orbiter wieder über dessen Hochleistungsantenne, nachdem Mars Odyssey direkt nach dem Beginn des „Safe Mode“ zunächst nur mittels einer schwächeren LGA-Antenne mit der Erde kommuniziert hatte.

„Wir erwarten, dass wir noch im Laufe dieser Woche wieder vollkommen einsatzbereit sein werden“, so Phil Varghese, der für Mars Odyssey verantwortliche Projektmanager des JPL.

Die am 7. April 2001 gestartete Sonde befindet sich seit dem 24. Oktober 2001 in einer Umlaufbahn um den Mars. Im Rahmen der im Februar 2002 begonnenen Hauptphase der Mission wurde unter anderem eine globale Karte der Verteilung der chemischen Elemente auf der Marsoberfläche erstellt. Weitere Missionsschwerpunkte sind die Messung der kosmischen Strahlung im niedrigen Marsorbit und die Erfassung der Verteilung von Wassereisvorkommen in der oberen Bodenschicht des Mars. Des Weiteren stellt Mars Odyssey eine wichtige Relaisstation für den Transfer von Daten und Kommandosequenzen von und zu dem auf der Marsoberfläche aktiven NASA-Rover Opportunity dar.

Während sich die Sonde im Sicherheitsmodus befindet, sind keine wissenschaftlichen Untersuchungen möglich und Mars Odyssey kann auch nicht als Relaisstation genutzt werden. Deshalb ist der Marsrover gegenwärtig darauf angewiesen, die tägliche Kommunikation mit seinem in Pasadena/USA befindlichen Kontrollzentrum ohne die Unterstützung einer Funkrelaisstation ausschließlich auf direktem Weg durchzuführen.

Allerdings wird die zu übertragende Datenmenge bei einer ausschließlichen Direktkommunikation auf weniger als ein Zehntel reduziert. Dies hat zur Folge, dass die täglichen Aktivitäten des Rovers vorerst eingeschränkt werden mussten. Auch eine Weiterfahrt in Richtung Endeavour-Krater, dem nächsten Ziel von Opportunity, war aus diesem Grund in der letzten Woche nicht möglich.
Aufgrund des immer noch sehr guten technischen Zustandes der Sonde wurde die Mission von Mars Odyssey von der NASA bisher drei Mal verlängert, zuletzt bis zum September 2010.

Update: Laut einer Meldung des JPL wurde der Sicherheitsmodus von Mars Odyssey am 23. Juli 2010 beendet und der normale wissenschaftliche Betrieb konnte wieder aufgenommen werden. Die wissenschaftlichen Instrumente des Orbiters, eine Kamera und zwei Spektrometer, arbeiten seitdem fehlerfrei. Mittlerweile wird Mars Odyssey auch wieder als Kommunikationsrelais zwischen dem Marsrover Opportunity und dessen Kontrollzentrum eingesetzt.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: JPL, Universetoday.

Zwischen dem 5. und dem 9. April 2010 überflog NASAs Mars Odyssey weitere sechzig Mal das Landegebiet von Phoenix, und lauschte auf Signale des Landers vom Marsboden. Empfangen wurde dabei erneut nichts.

Während dieser dritten und zunächst letzten Suchkampagne stand die Sonne im Landegebiet dauerhaft über dem Horizont, und man hoffte, dass so möglicherweise etwas wahrscheinlicher einen Neustart der Landersysteme zu Stande kommen würde.

An sich erwartete man nicht, dass die Solarzellenausleger und weitere wesentliche Anlagen und Geräte von Phoenix den Marswinter einigermaßen betriebsfähig überstehen würden, und bisher fand man dafür auch keine Anzeichen. Phoenix war für die Bedingungen des Marswinters nicht ausgelegt worden. Nach fünf Monaten wissenschaftlicher Untersuchungsarbeit auf dem Mars und zwei Monate nach dem Überschreiten seiner vorgesehenen Lebensdauer auf dem Mars verstummte Phoenix im November 2008.

Eventuell wird es eine vierte Suchkampagne geben. Chad Edwards, der leitende Kommunikationsingenieur für das Marserkundungsprogramm am JPL, wird in der Mitteilung des JPL vom 13. April 2010 zitiert: „Dies war die letzte der von uns geplanten drei Suchkampagnen. Innerhalb des Mars-Programms werden die Ergebnisse hinsichtlich der Frage, ob weitere Maßnahmen angezeigt sind, untersucht.“ Zuvor hatte Universetoday am 31. März 2010 im Internet berichtet, dass man innerhalb der NASA ernsthaft über eine Fortsetzung und Ausdehnung der Suche nach Signalen von Phoenix bis Mai 2010 nachdenke.

Am 13. Mai 2010 erreicht die Sonne über dem Landegebiet von Phoenix wieder ihren Höchststand, was eine weitere Suchkampagne rund um dieses Datum lohnend erscheinend lässt.

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• kompletter Phoenix-Thread (seit Dezember 2006)

Der Beitrag Kein Piep von Phoenix erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Nach seiner Landung am 25. Mai 2008 untersuchte der Marslander Phoenix fünf Monate lang die Umgebung seines Landegebietes in der nördlichen Tiefebene des Mars. Neben dem direkten Nachweis von Wassereis bestanden seine Aufgaben in der chemischen Analyse von Bodenproben und der Studie der meteorologischen Verhältnisse in der Nordpolarregion des Mars. Die Landestelle bei 68,22 Grad nördlicher Breite hatte allerdings für den ausschließlich mit Solarenergie betriebenen Lander den Nachteil, dass mit dem Einsetzen des Herbstes auf der Nordhälfte des Mars und der damit verbundenen immer geringeren täglichen Einstrahlung von Sonnenlicht nicht mehr genügend Energie generiert werden konnte. Als dann im Oktober 2008 zusätzlich auch noch ein Sandsturm das einfallende Sonnenlicht abdämpfte, brach die Energieversorgung von Phoenix zusammen. Am 2. November 2008 gelang es zum letzten Mal, eine Funkverbindung zu Phoenix herzustellen. Da alle weiteren in den folgenden Tagen erfolgenden Kontaktversuche erfolglos verliefen, erklärte die NASA die Phoenix-Mission am 10. November 2008 offiziell für beendet.
In den folgenden Monaten sanken die Temperaturen in der Umgebung von Phoenix auf unter minus 125 Grad Celsius ab. Im April 2009 setzte zusätzlich die Polarnacht ein und der Lander war für die folgenden Monate in vollständige Dunkelheit gehüllt. Unter diesen Bedingungen lagerte sich das in der Marsatmosphäre enthaltene Kohlendioxid als Eis auf der Oberfläche des Planeten ab. Dadurch wurde auch Phoenix von einer bis zu 30 Zentimeter dicken Schicht aus Kohlendioxid-Eis bedeckt. Dies waren mechanische und thermale Bedingungen, die weit über das hinausgehen, wofür Phoenix einst konzipiert, gebaut und getestet wurde.

Trotzdem gab man bei der amerikanischen Weltraumbehörde die Hoffnung nicht auf und begann Anfang dieses Jahres mit einer Suche nach Lebenszeichen von dem Lander (Raumfahrer.net berichtete). Allerdings blieben die bisherigen zwei Horchkampagnen des NASA-Orbiters Mars Odyssey erfolglos. Bei 30 Überflügen im Januar und weiteren 60 Überflügen im Februar konnte der Orbiter keine Funksignale von Phoenix auffangen. Eine dritte und letzte Suchkampagne wird am kommenden Montag beginnen. Zwischen dem 5. und 9. April 2010 wird Mars Odyssey den Landeplatz von Phoenix erneut 60 Mal überfliegen und dabei nach Signalen des Landers horchen.

Mittlerweile herrschen in den nordpolaren Regionen wieder meteorologische Bedingungen, wie sie auch zum Zeitpunkt der Landung von Phoenix am 25. Mai 2008 gegeben waren. Die Schicht aus Kohlendioxid-Eis ist wieder in die Atmosphäre sublimiert und die Sonne steht den ganzen Marstag über dem Horizont und somit sollten sich auch die Batterien des Landers wieder ausreichend aufgeladen haben, um genügend Energie für den Betrieb seiner Kommunikationsanlage zur Verfügung zu stellen. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass sowohl die Lithiumbatterien als auch die fast zwei Meter weit ausladenden Solarpaneele des Landers den Winter unbeschadet überstanden haben.

Allerdings sind die Erwartungen bezüglich einer erfolgreichen Kontaktaufnahme eher gering. Neben den Gefahren einer Tiefentladung der Batterie und den sehr wahrscheinlich erfolgten kältebedingten Beschädigungen der elektronischen Bauteile stellen die beiden Solarpaneele von Phoenix einen Unsicherheitsfaktor dar. Es ist nicht auszuschließen, dass diese durch das Gewicht des darauf abgelagerten Eises beschädigt wurden. Sollte dieser Fall eingetreten sein, so wäre Phoenix unabhängig von der Höhe des Sonnenstandes und der täglichen Sonnenscheindauer definitiv nicht in der Lage, Energie zu erzeugen.

Um den Zustand der Solarpaneele besser beurteilen zu können, hat der NASA-Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter in den letzten Monaten mehrmals Aufnahmen von Phoenix angefertigt. Allerdings konnte man bei der Analyse diesen Aufnahmen aufgrund der nicht optimalen Lichtverhältnisse keine eindeutigen Aussagen über den Zustand der Paneele tätigen.

Sollte es Mars Odyssey in den nächsten Tagen nicht gelingen, trotz der gegenwärtigen optimalen Bedingungen in der Nordpolarregion des Mars ein Lebenszeichen von Phoenix zu empfangen, so muss man diese Marsmission endgültig für beendet betrachten. Chad Edwards vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), der leitende Telekommunikations-Ingenieur für die Mars-Missionen der NASA, äußerte sich dazu folgendermaßen : „Wir werden eine ausreichende Anzahl von Kontaktversuchen durchführen und wenn es dabei nicht gelingt, eine Übertragung von Phoenix aufzufangen, dann können wir mit großer Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, dass der Lander nicht mehr aktiv ist.“

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• Aktuelle Diskussion zu Phoenix

Der Beitrag Die Suche nach Phoenix wird fortgesetzt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: JPL.

Zwischen dem 22. und dem 26. Februar 2010 überflog NASAs Mars Odyssey sechzig Mal das Landegebiet von Phoenix, und lauschte auf Signale des Landers vom Marsboden. Empfangen wurde dabei nichts.

Die dritte und letzte Suchkampagne soll zwischen dem 5. und 9. April 2010 stattfinden. Da die Sonne im Landegebiet dann dauerhaft über dem Horizont steht, ist es möglicherweise etwas wahrscheinlicher, dass die Solarzellenausleger von Phonix einen Neustart der Landersysteme auslösen, wenn sie und weitere wesentliche Anlagen und Geräte von Phoenix den Marswinter einigermaßen betriebsfähig überstanden haben.

Wirklich erwartet wird ein Erwachen des Landers nicht, er war für die Bedingungen des Marswinters nicht ausgelegt worden. Nach fünf Monaten wissenschaftlicher Untersuchungsarbeit auf dem Mars und zwei Monate nach dem Überschreiten seiner vorgesehenen Lebensdauer auf dem Mars verstummte Phoenix im November 2008.

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• kompletter Phoenix-Thread (seit Dezember 2006)

Der Beitrag Phoenix schweigt weiter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Mars Odyssey hat am 22. Februar 2010 mit der zweiten Kampagne zur Suche nach einem Lebenszeichen von Phoenix begonnen. Dessen Solarzellenausleger könnten theoretisch einen Neustart der Landersysteme auslösen, wenn sie und weitere wesentliche Anlagen und Geräte von Phoenix den Marswinter einigermaßen betriebsfähig überstanden haben.

Bis zum 23. Februar 2010 überflog Mars Odyssey bereits zehn Mal in der zweiten Kampagne das Landegebiet von Phoenix und empfing dabei vom Marsboden keinerlei Signale. Bis zum 26. Februar 2010 sind zusätzliche fünfzig Überflüge vorgesehen, während derer versucht werden soll, Signale von Phoenix zu empfangen.

Eine dritte Kampagne ist für den Zeitraum vom 5. bis 9. April 2010 geplant, wenn die Sonne im Landegebiet dauerhaft über dem Horizont steht. Eventuell reicht die größere Sonneneinstrahlung dann für ein Erwachen von Phoenix aus. Der Lander, der seine vorgesehene Lebensdauer auf dem Mars um zwei Monate übertraf, war für die Bedingungen des Marswinters nicht ausgelegt worden.

Raumcon:

• kompletter Phoenix-Thread (seit Dezember 2006)

Der Beitrag Phoenix bleibt wie erwartet stumm erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: JPL.

Mars Odyssey suchte zwischen dem 18. und dem 21. Januar 2010 nach einem Lebenszeichen von Phoenix, dessen Solarzellenausleger theoretisch einen Neustart der Landersysteme auslösen könnten, wenn sie und weitere wesentliche Anlagen und Geräte von Phoenix den Marswinter einigermaßen betriebsfähig überstanden haben.

Dreißigmal überflog Mars Odyssey das Landegebiet von Phoenix und empfing dabei vom Marsboden keinerlei Signale. Im Februar und März 2010 sind weitere Versuche, Signale von Phoenix zu empfangen, vorgesehen. Obwohl dessen Landegebiet dann eine größere Sonneneinstrahlung erfährt, wird nicht erwartet, dass Phoenix noch einmal erwacht. Der Lander ist für die Bedingungen des Marswinters nicht ausgelegt. Er übertraf seine vorgesehene Lebensdauer auf dem Mars um zwei Monate.

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• Aktuelle Diskussion zu Phoenix

Der Beitrag Phoenix bleibt stumm erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, NASA, University of Arizona, Planetary Society. Vertont von Peter Rittinger.

Nach seiner Landung am 25. Mai 2008 untersuchte der Marslander Phoenix fünf Monate lang die Umgebung seines Landegebietes in der nördlichen Tiefebene des Mars. Neben dem direkten Nachweis von Wassereis bestanden seine Aufgaben in der chemischen Analyse von Bodenproben und der Studie der meteorologischen Verhältnisse in der Nordpolarregion des Mars. Die Landestelle bei 68,22 Grad nördlicher Breite hatte allerdings für den ausschließlich mit Solarenergie betriebenen Lander den Nachteil, dass mit dem Einsetzen des Herbstes und der damit verbundenen geringeren Einstrahlung von Sonnenlicht nicht mehr genügend Energie generiert werden konnte. Als dann im Oktober 2008 zusätzlich auch noch ein Sandsturm das einfallende Sonnenlicht dämpfte, brach die Energieversorgung zusammen. Am 2. November 2008 gelang es zum letzten Mal, eine Funkverbindung zu Phoenix herzustellen. Da alle weiteren in den folgenden Tagen erfolgenden Kontaktversuche erfolglos waren, erklärte die NASA die Phoenix-Mission am 10. November 2008 für beendet.
In den folgenden Monaten sanken die Temperaturen in der Umgebung von Phoenix auf unter minus 125 Grad Celsius. Am 10. April 2009 setzte zusätzlich die Polarnacht ein und der Lander war für die folgenden Monate in vollständige Dunkelheit gehüllt. Unter diesen Bedingungen lagerte sich das in der Marsatmosphäre enthaltene Kohlendioxid als Eis auf der Oberfläche des Planeten ab. Dabei wurde auch der Lander von einer bis zu 30 Zentimeter dicken Eisschicht bedeckt. Dies sind mechanische und thermale Bedingungen, die weit über das hinausgehen, wofür Phoenix einst konzipiert, gebaut und getestet wurde.

Selbst wenn Phoenix durch die im letzten Jahr gebildete Eisschicht keinen direkten Schaden genommen haben sollte, so wird die Elektronik des Landers den Marswinter sehr wahrscheinlich nicht ungeschoren überstanden haben. Für ein optimales Funktionieren benötigen die verwendeten Leiterplatten eine Temperatur von minus 40 Grad Celsius. Zur Aufrechterhaltung dieser Betriebstemperatur wurde Phoenix sogar mit einer eigenen Heizung ausgestattet. Die monatelangen extreme Kälte, so die Einschätzung der Missionsverantwortlichen, wird sehr wahrscheinlich dazu geführt haben, dass einige der verwendeten Bauteile ihre Elastizität verloren haben und infolge von thermischen Spannungen beschädigt wurden.

Für den unwahrscheinlichen Fall, dass die beiden fast zwei Meter ausladenden Solarpaneele, die empfindliche Elektronik und die Lithiumbatterie den Winter entgegen allen Erwartungen doch unbeschadet überstanden haben, wurde der Lander im Vorfeld der Mission mit einem sogenannten „Lazarus-Modus“ ausgestattet. Mit zunehmender Sonneneinstrahlung, so die Hoffnung der Missionsplaner, empfangen die Solarpaneele erneut Sonnenlicht und laden die Batterien von Phoenix wieder auf. Sobald die Batterien erneut über einen ausreichenden Ladezustand verfügen, soll Phoenix seinen Bordcomputer neu starten und entsprechend einer vorgegebenen Grundprogrammierung in regelmäßigen Abständen ein sogenanntes „Lazarus-Signal“ aussenden. Dabei handelt es sich um ein einfaches Kommunikationssignal, welches lediglich signalisieren soll: „Hallo Erde, ich lebe noch…“.

In diesem „Lazarus-Modus“ ist Phoenix 19 Stunden lang ausschließlich damit beschäftigt, seine Batterie aufzuladen. Anschließend erfolgt für zwei Stunden die Ausstrahlung des „Lazarus-Signals“. Für den Fall, dass Teile der Kommunikationsanlage beschädigt sind, soll die Ausstrahlung des Signals abwechselnd über beide Sendeanlagen und über beide Antennen des Landers erfolgen. Danach beginnt ein erneuter Auflade-Zyklus der Batterie. Dieser 21-stündige Rhythmus ist so konzipiert, dass einer der Orbiter über kurz oder lang automatisch in den Sendebereich von Phoenixgelangt und dabei dessen Signale wahrnimmt.
Seit dem 10. Juli 2009 ist die Polarnacht am Landeplatz von Phoenix beendet. Die Sonne steigt jetzt täglich etwas höher und somit für einen längeren Zeitraum über den Horizont. Der damit verbundene Temperaturanstieg führt dazu, dass die abgelagerte Eisschicht langsam in die Atmosphäre sublimiert und den Lander wieder freigibt. Zur Zeit steht die Sonne wieder für etwa 17 Stunden pro Marstag über dem Horizont. Die jetzt wieder gegebenen Lichtverhältnisse entsprechen somit denen, welche auch geherrscht haben, als im November 2008 die letzte Kommunikation erfolgte. Man geht daher davon aus, dass Phoenix, sollte er den Marswinter unbeschadet überstanden haben, mittlerweile wieder genügend Energie generieren kann, um seine Batterien erneut aufzuladen und nach dem Erreichen eines positiven Energiehaushaltes sein „Lazarus-Signal“ abzusetzen.
Aus diesem Grund wird der ebenfalls von der NASA betriebene Mars-Orbiter Mars Odyssey in der nächsten Woche erstmals nach diesem Signal Ausschau halten. Vom 18. bis zum 20. Januar 2010 wird Mars Odyssey das Landegebiet von Phoenix 10 Mal pro Tag überfliegen und dabei versuchen, ein Lebenszeichen des Landers zu empfangen. Weitere entsprechende Versuche, welche dann auch über längere Zeiträume erfolgen sollen, sind vorerst für Februar und März 2010 vorgesehen. Allerdings geben sich die Verantwortlichen der NASA nicht sehr optimistisch. Chad Edwards vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), der leitende Telekommunikations-Ingenieur für die Mars-Missionen der NASA, sagt dazu : „Wir erwarten nicht, dass Phoenix überlebt hat, und deshalb erwarten wir auch nicht, von ihm zu hören. Falls Phoenix allerdings sendet, dann wird Odyssey ihn auch hören. Wir werden eine ausreichende Anzahl von Kontaktversuchen durchführen und wenn es dabei nicht gelingt, eine Übertragung von Phoenix aufzufangen, dann können wir mit großer Wahrscheinlichkeit davon ausgehen, dass der Lander nicht mehr aktiv ist.“

Neben den Gefahren einer erfolgten Tiefentladung der Batterie und den sehr wahrscheinlichen kältebedingten Beschädigungen der elektronischen Bauteile besteht die große Frage auch darin, wie die beiden Solarpaneele im Laufe der letzten Monate mit dem auf ihnen abgelagerten Trockeneises zurecht gekommen sind. Durch dessen Gewicht besteht die Gefahr, dass die Paneele beschädigt wurden. Um sich ein Bild von den Entwicklungen auf der Marsoberfläche zu machen, hat der NASA-Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter in den letzten Monaten mehrmals Aufnahmen von Phoenix angefertigt (Raumfahrer.net berichtete).

Die letzte dieser Aufnahmen erfolgte am 6. Januar 2010. Auf dem Bild ist der Lander deutlich auszumachen. Allerdings zeigt sich auch, dass Phoenix teilweise immer noch unter einer Eisschicht begraben liegt. Im Gegensatz zu Aufnahmen aus dem Jahr 2008, welche während des Marssommers aufgenommen wurden, sind die Solarpaneele auf der aktuellen Aufnahme nicht eindeutig erkennbar. Dies, so die auswertenden Bildanalysten, könnte daran liegen, dass speziell die Paneele immer noch von einer Eisschicht bedeckt sind. Auch aufgrund der nicht optimalen Lichtverhältnisse zum Aufnahmezeitpunkt ist es nicht möglich, mittels dieses Bildes eine Aussage darüber zu tätigen, ob die Solarpaneele noch intakt sind und wieder Energie generieren können.

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