Der Planet hat seine Sonnenkonjunktion beendet, so dass von der Erde aus wieder Kontakt zu den Marssatelliten und -rovern aufgenommen werden kann.
Ein Beitrag von Frank Rinas. Quelle: NASA/JPL. Vertont von Peter Rittinger.
(Bild: NASA)
Ungefähr alle 26 Monate befindet sich der Mars in der sogenannten Sonnenkonjunktion, welche zuletzt im Februar 2011 stattfand. Dabei handelt es sich um eine regelmäßig vorkommende Planetenkonstellation, wo sich die Sonne zwischen Erde und Mars befindet und sich dieser weniger als fünf Grad (von der Erde aus gesehen) an der Sonne vorbei bewegt. Bei der diesjährigen Konjunktion befand sich der Mars am 17. April 2013 nur 0,4 Grad unter der Sonne und der gesamte Konjunktionszeitraum wurde auf den 5. April bis zum 26. April datiert. Neben der Unbeobachtbarkeit des Roten Planeten für die meisten Astronomen von der Erde aus, sorgt diese Planetenkonstellation auch bei den Forschungsmissionen rund um den Mars für Einschränkungen. Erst wenn der Planet knapp zwei Grad von der Sonne entfernt ist, kann der normale Betrieb wieder aufgenommen werden. Während der Marsrover Opportunity (MER) und die Sonden Mars Odyssey (MO) sowie der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) im Zeitraum vom 4. bis 26. April von der eingeschränkten Funkkommunikation betroffen waren, ging man bei Curiosity auf Nummer sicher und wartete dort noch bis zum heutigen 1. Mai.
Wieso sind diese Einschränkungen wichtig und müssen ernst genommen werden?
Der entscheidende Faktor, warum es bei dieser Konstellation zu Einschränkungen kommt, ist die Sonne. Diese sendet ununterbrochen Sonnenwind ins Weltall und ist besonders in ihrer aktiven Phase sowie durch koronale Massenauswürfe, eine große Gefahr für die Missionen in unserem Sonnensystem. Die Kommunikation zwischen Erde und Sonde bzw. Rover erfolgt über Radiosignale, welche unter anderem vom Deep Space Network (DSN) der NASA gewährleistet wird. Hierbei handelt es sich um ein Netzwerk von Parabolantennen, die strategisch auf der Erde platziert sind. Eine der größten Antenne befindet sich im Goldstone Deep Space Communication Complex (GDSCC) in Kalifornien und hat einen Durchmesser von 70 Metern.
Während einer aktiven Sonnenphase schleudert die Sonne verstärkt Magnetfelder und Teilchenströme ins All, welche die Radiosignale, die von der Erde in Richtung Mars geschickt werden, stören können. Bei der Sonnenkonjunktion müssen die Signale direkt in Richtung Sonne gesendet werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass gestörte Radiosignale die Rover und Sonden erreichen werden, sehr hoch ist. Solche Fehlmeldungen könnten dann natürlich im schlimmsten Fall besonders bei den Rovern sogar die ganze Mission gefährden und die Fahrzeuge beschädigen.
Damit so etwas nicht passiert, wurden vor der Sonnenkonjunktion Programme zusammengestellt und an die Fahrzeuge auf dem Mars übermittelt, welche dann während der unterbrochenen Funkkommunikation ausgeführt wurden. Dabei handelte es sich meist um Standortprogramme, da eine Bewegung der Fahrzeuge in dieser Zeit aufgrund der eingeschränkten und vor allem unzuverlässigen Kommunikation zu gefährlich wäre. Dieses Programm bezeichnet man auch als autonomen Modus.
Auch die den Mars umlaufenden Sonden werden in einen autonomen Modus versetzt, arbeiteten in dieser Zeit aber weiter, wenn auch etwas eingeschränkter als im Normalmodus. Neue Kommandos von der Erde erfolgen in dem Zeitraum der Konjunktion nicht. Während die Marsfahrzeuge also weiterhin Daten an ihrem Standort aufzeichnen, das können Bilder oder eben auch Messdaten sein, werden diese hauptsächlich an den Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), aber auch an Mars Odyssey (MO) übertragen und dort vorerst gespeichert. Ende April, Anfang Mai werden diese Daten dann zur Erde geschickt und vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) ausgewertet. Missionsmanager Reid Thomas rechnet damit, dass die Sonde bis dahin 50 Gigabit (dies entspricht etwa 6,4 GB) wissenschaftliches Material gesammelt hat. Es wird sicher einige Zeit dauern, bis das gesamte Material bearbeitet sein wird.
Da die Sonnenkonjunktionen regelmäßig vorkommen, haben die Verantwortlichen schon viele Erfahrungen sammeln können, die ihnen weiterhelfen. Der Mars Rover Opportunity (MER) erlebte nun schon die fünfte Konjunktion und die Sonde Mars Odyssey (MO) bereits die sechste. Auch wenn es regelmäßig zu derartigen Konjunktionen kommt, ist natürlich trotzdem nicht immer alles gleich.
Die diesjährige Konjunktion war schon alleine deshalb sehr besonders, da man seit dem 6. August 2012 den knapp eine Tonne schweren Marsrover Curiosity auf dem Mars zur Erforschung des Planeten einsetzt. Aufgrund der Wichtigkeit des Rovers wird dieser wie bereits eingangs erwähnt erst etwas später seine ersten Kommandos von der Erde erhalten. Zudem war geplant, dass der Rover täglich einen Piepton in Richtung Kontrollzentrum auf der Erde schicken sollte.
Zum ersten Mal wurden auch die ganze Zeit Daten von Mars Odyssey zur Erde gesendet, auch wenn man sich bewusst war, dass es auch zu Ausfällen und fehlerhaften Daten kommen konnte. Mit den Sonden bietet sich eine Möglichkeit, die Sonnenkonjunktion um vielleicht ein paar Tage zu umgehen. Da der Rover Daten zu ihnen schickt, könnten die Sonden in Abhängigkeit von ihrer orbitalen Position diese schon etwas früher zu den Empfangsantennen des DSN senden, von wo sie dann in das Missions-Kontrollzentrum weitergeleitet werden.
NASA – Missionsstatusbericht vom 29.04.2013
(Bild: NASA)
Am 29. April veröffentlichte die NASA in einem Statusbericht zur Opportunity-Mission, dass sich dieser während des autonomen Modus’ in eine Art Standby versetzt hatte. Das Kontrollzentrum des Rovers erfuhr dies, nachdem die Verantwortlichen am 27. April erstmals wieder Daten des Rovers empfingen. Derzeit geht man davon aus, dass dieser am 22. April seine Flugsoftware neugestartet hatte, da die Mastkamera bei einer Routineuntersuchung der Atmosphäre die Sonne abbildete, so Projektleiter John Callas (NASA, JPL). In seinem Standby-Modus behält der Rover sein Energiegleichgewicht und seinen Kommunikationsplan bei, allerdings wartend auf neue Kommandos aus dem Kontrollzentrum.
Auch vom Marsrover Curiosity, dessen Kommunikationsunterbrechung heute endet, erreichte das Kontrollzentrum bereits die Information, dass dieser die Sonnenkonjunktion mit voller Gesundheit überstanden habe. In den kommenden Tagen und Wochen werden dann erste Auswertungen der im April gewonnenen Daten erwartet.
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