Mittlerweile hat der Marsrover Curiosity die Region Pahrump Hills erreicht, welche von den an der Mission beteiligten Geologen als ein Bestandteil des in Inneren des Gale-Kraters gelegenen Berges Aeolis Mons angesehen wird. Während der letzten Woche wurde diese Oberflächenregion eingehender untersucht. Dabei kam auch das Bohrsystem des Rovers zum Einsatz.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: USGS, JPL, University of Leicester, UMSF-Forum.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona, Phil Stooke (UMSF-Forum))
Auf seinem Weg zu der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges “Aeolis Mons” sollte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity im August 2014 zwei kleine Täler durchqueren und anschließend die noch knappe 500 Meter vom damaligen Standort entfernt gelegene Region “Pahrump Hills” erkunden. Bei der Einfahrt in das “Hidden Valley”, dem ersten der beiden Täler, zeigte sich jedoch, dass die Räder des Rovers aufgrund des sandigen und somit sehr lockeren Untergrundes und dem damit verbundenen hohen Schlupf einen deutlich geringeren Geländegewinn erzielten als beabsichtigt. Aus diesem Grund entschlossen sich die für die Steuerung von Curiosity verantwortlichen Roverdriver am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien dazu, das “Hidden Valley” wieder zu verlassen.
Stattdessen wurde das “Hidden Valley” nach dem vorzeitigen Abbruch einer Bohrung an dessen nördlichen Rand umfahren, bis Curiosity am 5. September ein weiteres Tal, das “Owens Valley” erreichte. Nach der Einfahrt in dieses Tal bewegte sich der Rover zunächst in die westliche und anschließend in die südliche Richtung. Nach einer zurückgelegten Entfernung von rund 300 Metern, welche im Rahmen von sieben einzelnen Fahrten zurückgelegt wurden, erreichte Curiosity schließlich am 18. September 2014, dem Sol 753 seiner Mission, doch noch die Region “Pahrump Hills”.
Dieses Gebiet ist nach der Meinung der an der Curiosity-Mission beteiligten Geologen ein Bestandteil der untersten Gesteinsschicht aus der sich der Zentralberg Aeolis Mons aufbaut. Diverse Aufnahmen von verschiedenen Marsorbitern zeigten bereits im Vorfeld der Curiosity-Mission, dass dieser etwa 5.500 Meter hohe Berg über einen ausgeprägten Schichtaufbau verfügt. In den einzelnen Schichten ist – vergleichbar mit den Steilwänden des Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona – die langfristige klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche enthalten.
Anders als in den auf der Erde gewonnenen Bohrkernen liegen diese Informationen dabei allerdings offen zutage und sind für Curiosity mehr oder weniger leicht einsehbar. Durch eine langsame ‘Besteigung’ des Berges, welche mit ausführlichen Analysen von aus geologischer Sicht interessant erscheinenden Ablagerungen verbunden ist, soll diese Entwicklungsgeschichte im weiteren Verlauf der Mission Schritt für Schritt erforscht und entschlüsselt werden. Auf diese Weise erhoffen sich die auf die Erforschung des Mars spezialisierten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse darüber, wann, wie, warum und in welchen Zeiträumen sich das Klima und die Umweltbedingungen auf dem Mars einstmals so dramatisch verändert haben.
Die Aktivitäten bei Pahrump Hills während der letzten Tage
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Phil Stooke (UMSF-Forum))
Die Ankunft an den “Pahrump Hills” erfolgte dabei so punktgenau, dass der Rover seine weiteren Untersuchungen ohne ein sonst üblicherweise nötiges Positionskorrekturmanöver aufnehmen konnte. Zusätzlich zu seinen insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumenten setzt Curiosity dabei auch sein an dem Instrumentenarm befindliches Probenentnahmesystem ein. Am 20. September – dem Missionstag Sol 755 – wurde das mit Edelstahlborsten versehene ‘Dust Removal Tool’ (kurz ‘DRT’) genutzt, um einen mehrere Zentimeter durchmessenden Bereich der Marsoberfläche von Staubablagerungen zu ‘reinigen’. Vor und nach dem DRT-Einsatz wurden die MAHLI-Kamera und das APX-Spektrometer genutzt, um diesen Bereich eingehend zu analysieren.
Am folgenden Tag erfolgte eine erste Testbohrung. Durch diese lediglich wenige Millimeter tief reichende Bohrung sollte bestätigt werden, dass der angepeilte Oberflächenbereich ‘stabil’ und somit für eine vollständige Bohrung geeignet ist. Dabei stellte sich heraus, dass der angebohrte Bereich der Oberfläche zwar auffallend ‘weich’, aber trotzdem für eine Bohrung genutzt werden kann.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems)
Nach einer kurzen Ruhepause – der Sol 757 wurde genutzt, um die Batterien des Rovers neu aufzuladen – kam am Sol 758 jedoch zunächst die ChemCam zum Einsatz, um die Oberflächenziele “Mammoth” und “Morrison” zu untersuchen. Beide Ziele wurden anschließend auch von der MastCam – der Hauptkamera des Rovers – abgebildet. Nach dem Abschluss dieser Arbeiten richteten sich die Instrumente auf einen Bereich namens “Moenkopi”. Nach der Anfertigung erster Detailaufnahmen durch die MAHLI-Kamera wurde auch hier das DRT zum Einsatz gebracht. Anschließend erfolgten weitere Aufnahmen durch die MAHLI-Kamera sowie Messungen durch das APX-Spektrometer.
Am 24. September, dem Sol 759 der Mission, wurde der Gesteinsbohrer des Rovers schließlich dazu genutzt, um bei dem Oberflächenziel “Confidence Hills” eine vollständige Bohrung durchzuführen. Das dabei erzeugte Bohrloch verfügt über einen Durchmesser von 1,6 Zentimetern und reicht 6,7 Zentimeter in die Tiefe.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona)
“Dieser jetzt angebohrte Bereich der Oberfläche befindet sich an der tiefsten Stelle der Basis des Berges und von hier ausgehend beabsichtigen wir die höher gelegenen und somit jüngeren Schichten in den umliegenden Hügeln zu untersuchen”, so Dr. Ashwin Vasavada, der stellvertretende Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission am JPL. “Dieser erste Blick auf die Gesteine, die unserer Meinung nach die Basis des Mount Sharp bilden, ist für uns deshalb so spannend, weil sich dadurch ein erster Eindruck darüber ergibt, unter welchen Unständen sich der Berg einstmals gebildet hat.”
Nach dem Abschluss der Bohrung erfolgten weitere Abbildungen durch die verschiedenen Kamerasysteme sowie ergänzende Messungen durch das APX-Spektrometer. Zudem wurden Teile des bei der Bohrung zutage geförderten pulverförmige Material zunächst mit dem Bodenprobenaufbereitungssystem CHIMRA (kurz für “Collection and Handling for Interior Martian Rock Analysis”) aufbereitet und gesiebt. Anschließend – so die Planung – sollten Teile der so präparierten Bodenprobe an die beiden im Inneren des Rovers befindlichen Instrumentenkomplexe SAM und CheMin weitergeleitet werden. Diese Analyseinstrumente sollen nach der Zuführung der Proben die chemische und mineralogische Zusammensetzung des zu untersuchenden Materials ermitteln.
(Bild: NASA, JPL-Caltech)
Allerdings wurde die Weiterleitung des Materials am dafür vorgesehenen Sol 761 zunächst durch ein Problem mit einem der dafür notwendigen Gyroskope verhindert. Dieses Problem scheint mittlerweile allerdings behoben, so dass der Transfer des Materials jetzt am heutigen Sol 762 fortgesetzt werden soll. Bevor das aktuell gewonnene Material dem SAM-Instrument endgültig zugeführt wird soll das SAM allerdings noch eine Analyse des bereits im Mai 2014 in der Region “Windjana” gewonnenen Materials abschließen. Im Rahmen einer aus energietechnischen Gründen während der Nacht vom Sol 763 auf den Sol 764 erfolgenden Analyse soll dabei der Anteil an Edelgasen in der Windjana-Probe ermittelt werden.
Nach dem Abschluss seiner Untersuchungen im Bereich der “Pahrump Hills” wird Curiosity seine weitere Fahrt zum “Aeolis Mons” auf einer mittlerweile modifizierten und dabei kürzer ausfallenden Route fortsetzen. Der Verlauf dieser jetzt neu gewählten Traverse, welche eventuell auch eine Reaktion auf die kürzlich geäußerte Kritik am wissenschaftlichen Wert der Mission darstellt, ist auf der nebenstehenden Karte in gelber Farbe eingezeichnet.
Zukünftig, so die Aussagen der an der Mission beteiligten Wissenschaftler, wird Curiosity in deutlich kürzeren Abständen als bisher Zwischenstopps einlegen, um die Marsoberfläche eingehend und detailliert zu untersuchen.
Bis zum heutigen Tag, dem Sol 762 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity rund 9.500 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 191.322 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.
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