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

Erst vor wenigen Tagen erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity eine Stelle im Bereich der Bodenformation „The Kimberley“, an der in den kommenden Wochen ausführliche Untersuchungen vorgesehen sind. Nach dem Abschluss diverser Arbeiten während der letzten Tage, welche der Vorbereitung dieser Analysen dienten, wurde jetzt mit der Durchführung einer weiteren Bohrung begonnen, in deren Rahmen letztendlich Material von der Marsoberfläche entnommen und anschließend durch die wissenschaftlichen Instrumenten des Rovers eingehend untersucht werden soll.

Nach der Auswahl des exakten Ortes für die anstehende Bohrung wurde dieser Bereich in den letzten Tagen zunächst mit der MAHLI-Kamera, dem APX-Spektrometer und der ChemCam eingehend untersucht.

Anschließend kam am 26. April 2014 das „Dust Removal Tool“ zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Bürste, mit der die von Curiosity zu untersuchenden Gesteinsformationen von der obersten Staubschicht befreit werden können. Eine solche Staubschicht, welche unter Umständen seit Jahrmillionen den auftretenden Umweltbedingungen – einschließlich der einfallenden Strahlung – ausgesetzt war, kann die Messergebnisse der anderen Instrumente verfälschen.

„An der ‚gebürsteten‘ Stelle erkennen wir, dass das dort freigelegte Gestein sehr feinkörnig ist und über eine dunklere Färbung als die eigentliche Oberfläche verfügt“, so Melissa Rice vom California Institute of Technology vom wissenschaftlichen Team der Curiosity-Mission. „Einige Stellen des untersuchten Felsens sind anscheinend wiederstandsfähiger gegenüber der örtlich auftretenden Erosion als andere Bereiche.“
Da die ausgewählte Region sowohl den wissenschaftlichen als auch den technischen Anforderungen für eine durchzuführende Bohrung entsprach, wurde an dieser mit dem Namen „Windjana“ belegten Stelle am 29. April der erste Schritt einer weiteren Bohrung durchgeführt.

Wann kann beziehungsweise soll das Bohrsystem zum Einsatz kommen?
Vor dem Einsatz des Bohrsystems von Curiosity muss zunächst bestätigt sein, dass dabei verschiedenen technische und wissenschaftliche Grundvoraussetzungen erfüllt sind. Aus technischer Sicht betrifft dies in erster Linie die aktuell gegebene ‚Standfestigkeit‘ des Rovers und dessen Ausrichtung zu dem angepeilten Ziel.

Curiosity muss über einen ‚festen Stand‘ verfügen – keines der sechs Räder des Rovers darf zum Beispiel zuvor auf der Kante eines größeren Steins zum Stillstand gekommen sein, was eventuell zu einem ‚Abrutschen‘ der Rovers führten könnte – und alle sechs Räder müssen über festen Bodenkontakt verfügen, damit der Rover während einer Bohrung nicht ins Rutschen gerät.

Durch das für den Einsatz des Bohrsystems notwendige Entfalten des Instrumentenarmes erfolgt automatisch eine Gewichtsverlagerung des Rovers, was unter bestimmten Umständen dazu führen könnte, dass der Rover im Rahmen dieses Manövers aufgrund eines unebenen oder ’nicht standsicheren‘ Untergrundes ins Rutschen gerät. Dieses definitiv unerwünschte Szenario kann zum Beispiel dann eintreten, wenn eines der sechs Räder des Rovers auf der Kante eines größeren Steins zum Stehen gekommen ist oder der Boden mehr oder weniger stark geneigt und zudem von einer Sandschicht bedeckt wird.

Um die Möglichkeit eines „Wegrutschens“ des Rovers und eines eventuell dadurch bedingten Bodenkontaktes der Instrumente ausschließen zu können wurde in den letzten Tagen durch die Auswertung verschiedener telemetrischer Daten – welchen Schlupf wiesen die Räder aufgrund eines lockeren Untergrundes während der letzten Fahrt auf – und weiterer Fotoaufnahmen – speziell die MAHLI-Kamera wurde hierbei eingesetzt, um die Räder und den Untergrund abzubilden – die gegenwärtige „Standfestigkeit“ des Rovers ermittelt. Ein solches Abrutschen könnte zu ernsthaften Beschädigungen des Bohrsystems oder gar des gesamten Instrumentenarmes führen.

Außerdem darf die angepeilte Bohrzone keine zu große Neigung in Bezug auf die Marsoberfläche aufweisen. Das Probenentnahmesystem ist von seinem mechanischen Aufbau her so ausgelegt, dass Bohrungen auf einem ebenen Untergrund bis hin zu einer Hanglage mit bis zu 20 Grad Neigung durchgeführt werden können.

Parallel dazu muss das angepeilte Bohrziel auch aus wissenschaftlicher Sicht interessant erscheinen und dabei den Zielen der Mission genügen. Bei diesen Missionszielen handelt es sich in erster Linie um die Suche nach Anzeichen für früher vorhandenes Wasser und die Klärung der Frage, ob eine solche früher einmal „feuchte Umgebung“ Bedingungen lieferte, welche die Entstehung von einfachen Lebensformen ermöglicht haben könnte.

Die beiden zuvor von Curiosity durchgeführten Bohrungen hatten zwei Objekte zum Ziel, welche aus Tongestein bestanden. Tonminerale bilden sich bei nahezu neutralen pH-Werten. Ihr Vorhandensein im Bereich des Gale-Kraters wird als ein ziemlich eindeutiger Hinweis darauf interpretiert, dass sich in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals pH-neutrales Wasser befunden haben muss – und dies über einen auch in geologischen Zusammenhängen betrachtet längeren Zeitraum. Eine solche Umgebung könnte in der Vergangenheit unter bestimmten Umständen die Entstehung von primitiven Lebensformen auf dem Mars begünstigt haben.

Bei der jetzt für die nächste Bohrung ausgesuchten Stelle, welche den Namen „Windjana“ erhielt, handelt es sich dagegen um eine Formation aus Sandstein. Eines der Ziele der jetzigen Analysen besteht in der Untersuchung des Materials, welches die einzelnen Sandkörner „zementiert“ hat und in der Beantwortung der Frage, wie und unter welchen Umweltbedingungen sich aus ehemals lockeren Sandkörnern der Sandstein gebildet hat. Ein besonderer Schwerpunkt dürfte hierbei erneut die Entschlüsselung der Frage einnehmen, welche Rolle dabei das Wasser spielte.

Die Entschlüsselung der Mineralogie von „Windjana“ wird letztendlich dabei helfen, die umfassenden Prozesse näher zu verstehen, welche vor Jahrmilliarden im Bereich des Gale-Kraters abliefen und dabei zu einer Veränderung der dortigen Oberfläche führten. Als ein erster Schritt hierfür setzte Curiosity am 29. April seinen Gesteinsbohrer dazu ein, um eine etwa zwei Zentimeter in die Tiefe führende Bohrung auszuführen. In den kommenden Tagen wird der Rover dann das volle Potential seines Bohrsystems ausschöpfen und eine bis zu sechs Zentimeter tiefe Bohrung durchführen.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 617 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity mit seinen Kamerasystemen 144.620 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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Der Beitrag Curiosity beginnt mit einer weiteren Bohrung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Wie geplant hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity zu Beginn der vergangenen Woche eine kurze Fahrt auf der Marsoberfläche durchgeführt und sich dabei einem neuen Untersuchungsziel zugewandt. Die lediglich 2,75 Meter von dem vorherigen Standort entfernt befindliche Oberflächenformation „Cumberland“ wurde in den folgenden Tagen unter anderem mit dem am Instrumentenarm des Rovers befestigten APX-Spektrometer analysiert sowie mit den diversen Kamerasystemen mehrfach abgebildet.

Am vergangenen Sonntag wurde dann ein ebenfalls am Instrumentenarm montierter Gesteinsbohrer eingesetzt, um die Felsformation anzubohren. Das dabei erzeugte Loch verfügt über einen Durchmesser von 1,6 Zentimetern und ist 6,6 Zentimeter tief.

Am heutigen Tag, dem „Sol“ 281 der Curiosity-Mission, soll ein Teil des dabei entnommenen, durch den Bohrvorgang pulverisierten Materials gesiebt und in den späten Nachmittagsstunden dem im Inneren des Rovers befindlichen Analyseinstrument SAM zugeführt und dort anschließend untersucht werden. Hierbei soll die chemische Zusammensetzung der Probe ermittelt werden. Weitere Teile der gewonnenen Probe sollen dann in den kommenden Tagen einem weiteren Instrument, dem auf mineralogische Untersuchungen spezialisierten CheMin-Spektrometer, zugeführt werden.

Durch die Untersuchung dieser zweiten Bohrprobe, welche nur wenige Meter von der Stelle entfernt genommen wurde, wo bereits vor drei Monaten eine erste Bohrung erfolgte, sollen die Ergebnisse dieser ersten Bohrung bestätigt werden. Die Analysen der Ende Februar 2013 bei dem Stein „John Klein“ entnommenen Bodenprobe führten zu dem Ergebnis, dass der Mars in diesem Bereich seiner Oberfläche in der Vergangenheit Bedingungen aufwies, welche die Existenz von primitiven organischen Lebensformen prinzipiell begünstigt haben könnten (Raumfahrer.net berichtete).

Bis zum heutigen Tag hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 740 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. In diesem Zeitraum haben die Kamerasysteme des Rovers bisher 54.055 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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Der Beitrag Marsrover Curiosity: Bohrung verlief erfolgreich erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Aufgrund der erst kürzlich beendeten Konjunktionsstellung des Mars – hierbei handelt es sich um eine etwa alle 26 Monate auftretenden Planetenstellung, bei der sich der Mars von der Erde aus gesehen direkt neben der Sonne befindet – war im Zeitraum zwischen dem 4. April und dem 1. Mai 2013 keine direkte Kommunikation mit dem auf der Marsoberfläche operierenden Rover Curiosity möglich (Raumfahrer.net berichtete über diese Konjunktion).

Allerdings war Curiosity während der vierwöchigen Kommunikationsunterbrechung nicht untätig. Vielmehr nutzte der Rover mehrere seiner insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumente, um die Untersuchungen des Mars autonom fortzusetzen. Die dabei gesammelten Messwerte der Instrumente RAD, REMS und DAN wurden zunächst im Bordcomputer des Rovers abgelegt beziehungsweise an die beiden im Marsorbit befindlichen NASA-Orbiter Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter übermittelt und erst nach dem Ende der Konjunktion von dort aus an die Stationen des Deep Space Network (DSN) der NASA übertragen.

Bei der Auswertung der ebenfalls übermittelten Telemetriewerte des Rovers zeigte sich, dass Curiosity sich in einem guten Zustand befindet und die vierwöchige Phase der Sonnenkonjunktion ohne zwischenzeitlich aufgetretene Probleme überstanden hat. Bereits am 2. Mai konnte der Rover – mit neuen Kommandos von seinem Kontrollzentrum versehen – den wissenschaftlichen Betrieb fortsetzen, wobei unter anderem auch der Laser der ChemCam zum Einsatz kam.

Neue Software
In den folgenden Tagen wurde dem Rover eine neue, für den Einsatz und die Aktivitäten auf der Marsoberfläche optimierte Version seiner „Flugsoftware“ überspielt. Während der letzten beiden Tage wurde die Funktionalität der Software überprüft, wobei ein besonderes Augenmerk auf die präzise Ausrichtung der verschiedenen Kameras gelegt wurde. Obwohl dabei bisher keine Probleme auftraten sind zunächst noch weitere Analysen und Tests vorgesehen, bevor der Rover seine ihm zur Verfügung stehenden Kapazitäten wieder voll ausschöpfen wird.

Eine weitere Bohrung ist geplant
Zeitgleich wählten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler ein neues Bodenziel aus, welches in den kommenden Tagen mit dem am Kopfstück des Instrumentenarms montierten Gesteinsbohrer angebohrt werden soll.

Die für diese Bohrung ausgewählte Gesteinsformation „Cumberland“ befindet sich lediglich 2,75 Meter westlich von der Formation „John Klein“, an der Curiosity bereits am 2. Februar 2013 erstmals seinen Bohrer einsetzte (Raumfahrer.net berichtete) und die in den folgenden Monaten ausführlich untersucht wurde. Die entsprechenden Analysen führten zu dem Ergebnis, dass der Mars in diesem Bereich seiner Oberfläche in der Vergangenheit Bedingungen aufwies, welche die Existenz von primitiven Lebensformen prinzipiell begünstigt haben könnten (Raumfahrer.net berichtete).

Durch die jetzt geplante Untersuchung einer zweiten Bohrprobe, welche nur wenige Meter entfernt genommen wird, sollen die Ergebnisse der ersten Bohrung bestätigt werden. Sehr wahrscheinlich auftretende Kreuzkontaminationen durch das zuvor durch den Bohrer bei „John Klein“ entnommene Material dürften unwesentlich sein, da beide Gesteinsformationen über eine vergleichbare Zusammensetzung verfügen.

Wesentliche Unterschiede scheinen darin zu liegen, dass die jetzt gewählte Formation „Cumberland“ über eine körnigere Oberfläche verfügt, welche dem Gestein ein unebenes Aussehen verleihen. Bei diesen auch bei „John Klein“ beobachteten Körnern handelt es sich um erosionsbeständige Mineral-Konktretionen, welche sich vor langer Zeit unter dem Einfluss von Wasser gebildet haben. Die Analyse einer Probe, welche mehr Material von diesen Konkretionen enthält, könnte laut den beteiligten Wissenschaftlern Informationen über die Variabilität innerhalb der Gesteinsschicht liefern, in der sich sowohl „John Klein“ als auch „Cumberland“ befinden.

Die weitere Vorgehensweise
Bereits in wenigen Tagen soll sich Curiosity in Bewegung setzen und die wenigen Meter bis zur Cumberland-Formation überbrücken. Nach der dortigen Entnahme der Bohrprobe, einer eingehenden Untersuchung dieser Probe durch die Analyseinstrumente CheMin und SAM und begleitenden Kameraaufnahmen soll der Rover noch verschiedene weitere Messungen im Bereich seines aktuellen Standortes durchführen. Derzeit wurde noch nicht entschieden, wie lange diese Untersuchungen im Detail andauern werden.

Nach dem Abschluss dieser Analysen soll Curiosity seine Fahrt durch den Gale-Krater jedoch fortsetzen und sich dabei in die Richtung des im Zentrum des 154 Kilometer durchmessenden Gale-Kraters gelegenen Zentralberges begeben. Mit dieser Fahrt zum Aeolis Mons, so der Name dieses Berges, wird der Rover dann den Rest dieses Jahres beschäftigt sein. Die Fahrt soll dabei lediglich für einige wenige Untersuchungen, durch welche das überbrückte Gelände weiter analysiert werden soll, kurz unterbrochen werden.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 270 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 746 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. In diesem Zeitraum haben die Kamerasysteme des Rovers bisher 51.896 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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Der Beitrag Marsrover Curiosity: Eine weitere Bohrung steht bevor erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Nach dem Abschluss der entsprechenden vorbereitenden Tests (Raumfahrer.net berichtete) wurde in der vergangenen Woche erstmals der Gesteinsbohrer des von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity eingesetzt. Bei diesem „drill-on-rock checkout“ wurde allerdings ausschließlich der Schlagmechanismus des Bohrers zum Einsatz gebracht, ohne den Bohrer dabei in eine Rotationsbewegung zu versetzen. Bei dieser Vorgehensweise wollten die an der Mission beteiligten Ingenieure der NASA testen, ob die dabei erfolgenden Schlagbewegungen dazu führen, dass der Bohrer auch nach wiederholten Auf- und Abwärtsbewegungen die Oberfläche des Gesteins an dem gewünschten Punkt trifft.

Ein erster „drill-on-rock checkout“ wurde am 31. Januar 2013, dem „Sol“ 174 der Mission, vorzeitig automatisch abgebrochen, da die Telemetriewerte des Rovers während des Vorgangs eine nicht näher beschriebene Anomalie registrierten. Nach einer ausführlichen Analyse des Problems, welches sich dabei offensichtlich als nicht gravierend herausstellte, wurde der Vorgang zwei Tage später erfolgreich wiederholt. Im Rahmen der beiden Tests wurden zwei etwa 17 Millimeter lange und jeweils mehrere Millimeter tiefe Löcher erzeugt.

Bei einer weiteren, als „mini-drill“ bezeichneten Bohrung soll der Bohrer jetzt zusätzlich auch erstmals in eine rotierende Bewegung versetzt werden und dabei ein bis zu zwei Zentimeter tiefes Loch erzeugen. Voraussichtlich wird dieser „mini-drill“ bereits am heutigen Tag, dem Sol 179 der Mission, durchgeführt.

Das so freigelegte, pulverisierte Material aus der obersten Schicht der Marsoberfläche wird sich unmittelbar neben dem Bohrloch ablagern und soll anschließend durch verschiedene Analyseinstrumente näher untersucht werden. Besonders gut ist dieses Material bereits auf der nebenstehenden Aufnahme der Mikroskopkamera MAHLI zu erkennen, welche eines der Bohrlöcher nach dem „drill-on-rock checkout“ am 2. Februar 2013 zeigt.

Im Anschluss an diese Mini-Bohrung soll der Bohrer seine Kapazitäten dann vollständig ausnutzen und ein bis zu fünf Zentimeter tiefes Loch bohren. Das dabei gewonnene Material soll anschließend den im Inneren des Rovers befindlichen Analyseinstrumenten CheMin und SAM zugeführt werden.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 179 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 746 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. In diesem Zeitraum haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile mehr als 43.100 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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