Curiosity: Erste Ergebnisse des CheMin liegen vor

Der Marsrover Curiosity hat kürzlich die Analyse einer ersten Bodenprobe durch sein CheMin-Instrument abgeschlossen. Den Analyseergebnissen zufolge weist das untersuchte Material von der Marsoberfläche Ähnlichkeiten mit verwitterten basaltischen Böden auf, welche auf der Erde in einer ähnlichen mineralogischen Zusammensetzung auf der Inselgruppe Hawaii im Pazifik zu finden sind.

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

NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems
Eine Sandverwehung in der Region Rocknest. Aus diesem Bereich der Marsoberfläche stammen die jetzt mit CheMin untersuchten Bodenproben. Die linke Aufnahme der MastCam zeigt die Oberfläche, wie sie sich dem menschlichen Auge unter Marsbedingungen präsentieren würde. Die rechte Aufnahme wurde durch einen Weißabgleich verändert. So würde ein menschlicher Betrachter die Szene unter irdischen Beleuchtungsverhältnissen wahrnehmen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems)

Während der letzten Wochen war der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity hauptsächlich damit beschäftigt, im Bereich der im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Region “Rocknest” mit seinem CHIMRA-Probenentnahmesystem Bodenproben von der Marsoberfläche zu entnehmen und erste Analysen durch zwei im Inneren des Rovers platzierte Messinstrumente vorzubereiten (Raumfahrer.net berichtete).

Teile der entnommenen Proben wurden dabei zuerst gesiebt, bevor sie in das Innere des CheMin-Spektrometers weitergeleitet wurden. Durch den Einsatz eines Siebes wurde dabei sichergestellt, dass die Proben keine Partikel beinhalten, welche größer als 0,15 Millimeter – dies entspricht in etwa der Dicke eines menschlichen Haares – sind.

Die an das CheMin gelieferten Proben setzten sich nach der Einschätzung der Marsforscher aus zwei verschiedenen Komponenten zusammen. Zum einen handelt es sich um feine Staubpartikel, welche in der Vergangenheit durch globale Staubstürme von anderen Orten des Mars in das Innere des Gale-Kraters verfrachtet wurden. Zum anderen handelt es sich um feine Sandkörner, welche lokalen Ursprungs sein dürften.

Laut den Wissenschaftlern der NASA ist diese Materialzusammensetzung repräsentativ für die in der Gegenwart auf der Marsoberfläche ablaufenden Prozesse. Anders als im Fall der vor mehreren Wochen entdeckten Gesteinskonglomerate, welche ein eindeutiger Hinweis auf eine vor mehreren Milliarden von Jahren erfolgte Interaktion der Marsoberfläche mit fließendem Wasser sind (Raumfahrer.net berichtete), soll das neu zu untersuchende Material Auskünfte über die eher in der jüngeren Vergangenheit erfolgte Entwicklung der Planetenoberfläche liefern.

NASA, JPL-Caltech, Ames Research Center
Diese Grafik zeigt die Resultate der ersten CheMin-Messung. Neben kristallinem Feldspat, Pyroxen und Olivin beinhaltet die untersuchte Probe größere Mengen an nicht kristallinen Bestandteilen.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Ames Research Center)

Das CheMin nutzt für seine Messungen die Effekte der Röntgenbeugung und der Röntgenfluoreszenz. Hierbei wird die innere Struktur der in der Probe enthaltenen Minerale bestimmt, welche auf eine charakteristische Art und Weise mit den von CheMin ausgesandten Röntgenstrahlen interagieren. Diese Methode ermöglicht es den beteiligten Wissenschaftlern, die in den zu untersuchenden Bodenproben enthaltenen Minerale mit einer noch nie zuvor auf dem Mars erreichten Genauigkeit zu bestimmen. Die bei diesem ersten Einsatz gewonnenen Erkenntnisse wurden gestern Abend von der NASA im Rahmen einer Pressekonferenz bekannt gegeben.

“Weite Bereiche der Marsoberfläche sind mit einer dünnen Staubschicht bedeckt. Bisher hatten wir nur eine ungenaue Vorstellung von dessen mineralogischen Zusammensetzung”, so David Bish von der Indiana University in Bloomington/USA, einer der am CheMin-Instrument beteiligten Wissenschaftler. “Jetzt wissen wir, dass der Staub basaltischem Material ähnelt und signifikante Mengen an Feldspat, Pyroxen und Olivin enthält. Etwa die Hälfte der untersuchten Probe setzt sich zudem aus nicht kristallinem Material wie zum Beispiel vulkanischem Glas oder dessen Verwitterungsprodukten zusammen.”

Diese ersten Messergebnisse decken sich mit den ursprünglichen Vermutungen der Wissenschaftler über die im Inneren des Gale-Kraters anzutreffenden Ablagerungen und stützen dabei auch die These, nach welcher der Mars in seiner Frühzeit eine “feuchte Periode” durchlief. Die zuvor entdeckten alten Gesteine deuten auf das frühere, längerfristige Vorhandensein von Fließgewässern hin, während die jüngeren Böden in erster Linie durch vulkanische Aktivitäten geformt wurden und seit ihrer Entstehung bestenfalls einen kurzfristigen Kontakt mit flüssigem Wasser gehabt haben dürften.

NASA, JPL-Caltech
Unter anderem detektierte das CheMin die Signaturen des Minerals Olivin. Hier eine auf der Erde angefertigte Aufnahme dieses Minerals.
(Bild: NASA, JPL-Caltech)

Laut den an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftlern weist die durch das CheMin untersuchte Probe von ihrer Zusammensetzung her starke Ähnlichkeiten mit den Böden auf, welche durch die Vulkane auf der Inselgruppe Hawaii im Pazifischen Ozean gebildet wurden. Auf seinem zukünftigen Weg zu der Basis des Aeolis Mons, dem im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberg, wird Curiosity auch die Ausläufer eines Dünenfeldes passieren, welches sich aus auffallend dunklen Sanddünen zusammensetzt. Solche “Dunklen Dünenfelder” bestehen in erster Linie aus Material, welches sich im Rahmen von vulkanischen Aktivitäten gebildet hat (Raumfahrer.net berichtete). Spätestens in diesem Bereich sollte das CheMin-Instrument also weitere Indizien auf die Hinterlassenschaften vulkanischer Aktivitäten nachweisen können.

“Wir hatten in der Vergangenheit viele Diskussionen über die vermutliche mineralogische Zusammensetzung des Marsbodens”, so David Blake vom Ames Research Center der NASA in Moffett Field/USA, der leitende Wissenschaftler des CheMin. “Unsere quantitativen Ergebnisse dieser ersten Röntgenbeugungsanalyse liefern eine verbesserte und in einigen Fällen auch neue Identifikation der enthaltenen Minerale. Unser Team ist von der Qualität der Messwerte begeistert. Die Erwartungen bezüglich weiterer Daten, welche durch das CheMin in den kommenden Monaten gesammelt werden sollen, sind dadurch noch größer geworden.”

NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems
Curiosity entnimmt mittels einer kleinen, an seinem Instrumentenarm befestigten Baggerschaufel Material von der Marsoberfläche, welches anschließend zu den verschiedenen Analyseinstrumenten weitergeleitet werden kann.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems)

Für die kommenden Tage ist die Entnahme einer weiteren Bodenprobe vorgesehen, welche dann dem SAM-Instrument, einem weiteren im Inneren des Rovers befindlichen Analyseinstrument, zugeführt werden soll. Im Gegensatz zum CheMin, welches ausschließlich die mineralogische Zusammensetzung einer Probe ermitteln kann, ist das SAM in der Lage, die chemischen Bestandteile der Bodenprobe zu analysieren.

Eines der drei Einzelinstrumente des SAM, das “Tunable Laser Spectrometer” (kurz “TLS”), wurde bereits am 28. Oktober dazu eingesetzt, um die Zusammensetzung der Marsatmosphäre zu ermitteln. Über die dabei gesammelten Daten wurde bisher allerdings noch nichts mitgeteilt.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 84 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von 484 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile über 21.600 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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