Marsrover Opportunity setzt seine Untersuchungen fort

Der Marsrover Opportunity ist auch weiterhin damit beschäftigt, die mineralogische Zusammensetzung der Böden und Gesteine im Bereich der Region Matijevic Hill zu analysieren.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, The Planetary Society, UMSF-Forum, Malin Space Science Systems.

Seit dem letzten ausführlicheren Statusupdate vom 13. Oktober 2012 hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity seine Untersuchungen der auf dem Cape York gelegenen Region „Matijevic Hill“ fortgesetzt. In diesem Bereich des westlichen Randes des Endeavour-Kraters konnten bereits vor einigen Jahren mit dem an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) befindlichen CRISM-Spektrometers die Signaturen von Phyllosilikaten und Tonmineralen, nachgewiesen werden.

Der Nachweis dieser Minerale wird von den Marsforschern als ein Hinweis darauf interpretiert, dass diese Region der Marsoberfläche in der Vergangenheit über einen längeren Zeitraum hinweg dem Einfluss vom flüssigem Wasser ausgesetzt war. Das Ziel des Rovers besteht derzeit darin, die Quellen der Signaturen aufzuspüren und diese anschließend eingehend zu analysieren.

„Ein [menschlicher] Geologe, der einen solchen Bereich untersuchen will, würde sich als erstes einen groben Überblick über die gesamte Region verschaffen, indem er sie zu Fuß abschreitet“, so Dr. Steve Squyres von der Cornell University/USA, der wissenschaftliche Leiter der Opportunity-Mission. „Und genau dies haben wir während der letzten Wochen mit Opportunity getan.“

Zu diesem Zweck hat der Rover seit Anfang Oktober 2012 den gesamten Bereich der Region abgefahren und im Rahmen des dabei absolvierten Rundkurses eine Distanz von rund 350 Metern überbrückt. Hierdurch erhielten die an der Mars Exploration Rover-Mission beteiligten Wissenschaftler die Gelegenheit, das Ausmaß der in dieser Region des Mars befindlichen Gesteinsaufschlüsse zu überblicken und die erfolgversprechendsten Orte für zukünftige Untersuchungen zu identifizieren.
Am Ende einer jeden Etappe dieser „Rundreise“ wurden die verschiedenen Kamerasysteme des Rovers dazu eingesetzt, um ein 360-Grad-Panorama der Umgebung anzufertigen. Zusätzlich wurde das am Instrumentenarm des Rovers befindliche APX-Spektrometer dazu verwendet, um die chemische Zusammensetzung von ausgewählten Gesteinsformationen zu bestimmen. Unterstützt wurden diese Untersuchungen durch ergänzende Aufnahmen der Marsoberfläche, welche mit einer Mikroskopkamera angefertigt wurden.

„Im Rahmen unserer bisherigen Untersuchungen dieser Region stellten sich uns eine Reihe von Fragen. Wir absolvierten diese Rundreise, um die uns zur Verfügung stehende Zeit in Zukunft möglichst effizient für die Beantwortung dieser Fragen einsetzen zu können“, so Steve Squyres. „Jetzt haben wir eine gute Vorstellung davon, was wir wo zu tun haben und wir sind bereit, um mit der detaillierten Arbeit zu beginnen.“

Bei dem rund einen Kilometer langen, etwa 200 Meter breiten und lediglich wenige Meter hohem Cape York, auf dem sich die Region Matijevic Hill befindet, handelt es sich um einen Teilbereich des westlichen Kraterwalls, welcher den etwa 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Krater umgibt. Dieser Krater entstand vor mehr als drei Milliarden Jahren durch den Einschlag eines Asteroiden auf der Marsoberfläche. Durch die bei diesem Impakt freigesetzten gewaltigen Energien wurde Marsgestein aus größeren Tiefen an die Oberfläche befördert und dort unter anderem am Kraterrand abgelagert.

Seit der Entstehung des Kraters wurden die Gesteinsmassen durch die auf dem Mars herrschenden Umweltbedingungen verändert. Die Altersbestimmung der einzelnen lokalen Gesteinsaufschlüsse ist für die an den Forschungen beteiligten Geologen ein Schlüssel zum besseren Verständnis der einstmals in dieser Region vorherrschenden Umweltgeschichte.

Zwei Gesteinsaufschlüsse haben bisher das besondere Interesse der an der Mission beteiligten Wissenschaftler erweckt. In der Region „Kirkwood“ stießen die Forscher auf eine Vielzahl von kleinen Kügelchen, welche an die bereits kurz nach der Landung des Rovers auf dem Mars entdeckten „Blueberries“ erinnern. Eine vorläufige Analyse hat jedoch ergeben, dass die bei Kirkwood abgelagerten Kügelchen sich sowohl in ihrer chemischen Zusammensetzung als auch in ihrer Struktur und Verteilung deutlich von den zuvor beobachteten Blueberries unterscheiden und deshalb aller Wahrscheinlichkeit eine andere Entstehungsgeschichte aufweisen. Diese neu entdeckten Kügelchen werden mittlerweile inoffiziell als „Newberries“ bezeichnet.

Die zweite als besonders interessant angesehene Region erhielt den formellen Namen „Whitewater Lake“. Hierbei handelt es sich um eine flache, annähernd kreisförmige Gesteinsplatte, welche im Gegensatz zu der Umgebung über eine auffallend helle Färbung verfügt. Laut Ray Arvidson von der Washington University in St. Louis/USA, dem stellvertretenden wissenschaftlichen Leiter der Mission, könnte sich hier eine der Quellen der Signaturen von Tonmineralen und Phyllosilikaten befinden, welche zuvor durch den MRO in dieser Region entdeckt wurden. Hochaufgelöste Aufnahmen der Panoramakamera des Rovers führten zu dem vorläufigen Schluss, dass sich diese Gesteinsformation einstmals unter dem Einfluss von mineralhaltigem Wasser gebildet haben könnte.

„Wir wissen bisher noch nicht, ob sich Whitewater Lake und Kirkwood vor oder nach der Entstehung des Endeavour-Kraters gebildet haben“, so Steve Squyres. „Eine unserer wichtigsten Aufgaben besteht derzeit darin, die Abfolge und die Position der einzelnen dort befindlichen Gesteinsschichtungen und somit auch deren relatives Alter zu bestimmen. Wir müssen auch mehr Zeit investieren und die Zusammensetzung von Whitewater Lake und des dortigen Marsbodens zu ermitteln und den Zusammenhang mit den aus dem Marsorbit ermittelten Spuren von Tonsignaturen zu verstehen. Auch die Zusammensetzung der „Newberries“ muss weiter untersucht werden, um zu verstehen, wie sie sich einstmals geformt haben.“

Derzeit befindet sich Opportunity etwa 15 Meter in südwestlicher Richtung von Whitewater Lake entfernt. Auch in diesem Bereich konnten verschiedene, mit Whitewater Lake vergleichbare Gesteinsaufschlüsse entdeckt werden, von denen einige im Verlauf der letzten Tage eingehend abgebildet, mit dem APX-Spektrometer untersucht und mit einem Gesteinsbohrer bearbeitet wurden. Die beteiligten Wissenschaftler vermuten, dass diese Gesteinsaufschlüsse zusammen mit Whitewater Lake eine ausgedehnte Schicht auf der Marsoberfläche bilden, von denen lediglich einige Teilbereiche direkt an der Oberfläche liegen. Durch die aktuell stattfindenden Untersuchungen soll die Ausdehnung dieser Gesteinsschicht näher eingegrenzt werden.

Für die jetzt anstehenden Analysen werden die an der Mission beteiligten Wissenschaftler noch einen geraumen Zeitraum benötigen. Erst nach weiteren Wochen, vielleicht sogar Monaten wird Opportunity die aus wissenschaftlicher Sicht äußerst interessante Region des Matijevic Hill verlassen und seine Fahrt in die südliche Richtung fortsetzen. Das dabei angepeilte Fern-Ziel ist ein weiterer Teilbereich des westlichen Kraterrandes des Endeavour-Kraters – das noch mehrere Kilometer entfernt liegende „Cape Tribulation“.

Neben dem technischen Zustand muss dabei 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 leichten Abnahme der zur Verfügung stehenden Energiemenge. Dies hat sich jedoch nicht negativ auf den operativen Betrieb des Rovers ausgewirkt.

„Durch den [im November 2012 aufgetretenen] Sturm [Raumfahrer.net berichtete] hat sich die atmosphärische Trübung erhöht und die Umgebung sieht jetzt ein wenig staubiger aus“, so John Callas, der Projekt-Manager der Rover-Mission. „Wir sehen jetzt etwas mehr Staub, welcher sich auf den Solarpaneelen abgelagert hat. Das gefällt mir zwar nicht, aber dies ist nun einmal die Realität, wenn man einen Rover auf dem Mars betreibt.“

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.

• 04.12.2012: 0,536 kWh/Tag , Tau-Wert 0,866 , Lichtdurchlässigkeit 59,90 Prozent
• 28.11.2012: 0,559 kWh/Tag , Tau-Wert 0,793 , Lichtdurchlässigkeit 60,80 Prozent
• 19.11.2012: 0,539 kWh/Tag , Tau-Wert 0,897 , Lichtdurchlässigkeit 61,20 Prozent
• 13.11.2012: 0,596 kWh/Tag , Tau-Wert 0,589 , Lichtdurchlässigkeit 60,60 Prozent
• 06.11.2012: 0,586 kWh/Tag , Tau-Wert 0,605 , Lichtdurchlässigkeit 60,40 Prozent
• 29.10.2012: 0,549 kWh/Tag , Tau-Wert 0,649 , Lichtdurchlässigkeit 60,10 Prozent
• 23.10.2012: 0,575 kWh/Tag , Tau-Wert 0,654 , Lichtdurchlässigkeit 61,90 Prozent
• 17.10.2012: 0,579 kWh/Tag , Tau-Wert 0,604 , Lichtdurchlässigkeit 62,40 Prozent
• 09.10.2012: 0,531 kWh/Tag , Tau-Wert 0,722 , Lichtdurchlässigkeit 62,90 Prozent

Das bereits zuvor erwähnte lokale Staubsturmgebiet, welches die Energiesituation des Rovers ab Mitte November 2012 leicht beeinträchtigte, hat sich in den vergangenen Wochen wieder fast vollständig aufgelöst. Trotzdem ist die Atmosphäre des Mars auch weiterhin noch über weiten Bereichen der Äquatorregion und der mittleren Breiten mit einer dünnen Staubschicht durchsetzt. Während des vergangenen Wochenendes konnten zudem mehrere kleine und regional begrenzte Sturmgebiete über der in der nördlichen Tiefebene des Mars gelegenen Region Acidalia Planitia beobachtet werden, welche sich teilweise überlagerten.
Laut dem für den Betrieb des Rovers verantwortlichen Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien befindet sich Opportunity nach wie vor in einem für sein Alter erstaunlich guten technischen Zustand. Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3156 der Mission, hat Opportunity insgesamt rund 35.435 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei über 174.800 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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