Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Malin Space Science Systems, The Planetary Society, UMSF-Forum, New Mexico Museum of Natural History & Science.

In den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts entwickelten Wissenschaftler der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA den Plan, eine aus zwei baugleichen Rovern bestehende Robotermission zu unserem äußeren Nachbarplaneten zu entsenden. Das primäre Ziel dieser Mars Exploration Rover-Mission, so die gestellte Zielsetzung der NASA, sollte die Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten sein. Insbesondere sollten dazu die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung der Landestellen der beiden Rover untersucht werden.
In Anlehnung an ihre instrumentarische Ausstattung mit verschiedenen Spektrometern und diversen Kamerasystemen sowie einer Mikroskopkamera und einem Gesteinsbohrer zur direkten Untersuchung der Marsoberfläche wurden die beiden Rover Spirit und Opportunity auch als ‚Robotergeologen‘ bezeichnet.

Was von der NASA anfangs als eine Mission von lediglich 90 Tagen Dauer geplant war, in denen jeder der beiden Rover eine Strecke von optimistisch veranschlagten etwa 700 bis bestenfalls 1.000 Metern zurücklegen sollte, entwickelte sich im Laufe der folgenden Jahre zu einer nahezu unvergleichlichen Erfolgsgeschichte. Sowohl aus technischer als auch aus wissenschaftlicher Sicht übertrafen die beiden Rover selbst die höchsten der in sie gesetzten Erwartungen bei Weitem.

Opportunity, der zweite der beiden an dieser Mission beteiligten Rover, landete vor mittlerweile fast elf Jahren am 25. Januar 2004 um 06:05 Uhr MEZ bei zwei Grad südlicher Breite und 353,8 Grad östlicher Länge auf der Hochebene Meridiani Planum. Bereits wenige Tage danach begann dieser ‚Kundschafter der Menschheit‘ mit seiner Untersuchung der Marsoberfläche. In den folgenden Jahren bewegte sich Opportunity über eine Distanz von mehr als 41 Kilometern und untersuchte dabei neben verschiedenen signifikanten Bodenstrukturen auch diverse auf dem Weg gelegenen Krater.

Aufgrund der während dieser Untersuchungen gesammelten Daten gilt es mittlerweile als gesichert, dass in diesem Bereich der Oberfläche des Mars vor Jahrmilliarden Wasser geflossen ist, welches seine deutlich nachweisbaren Spuren auf der Marsoberfläche hinterlassen hat. Das Wasser trat dabei lange genug auf, um die auf der Marsoberfläche befindlichen Gesteine auch chemisch zu verändern.

Der Endeavour-Krater
Auf seinem Weg über das Meridiani Planum erreichte Opportunity bereits am 9. August 2011 den Rand des etwa 22 Kilometer durchmessenden und bis zu 300 Meter tiefen Endeavour-Kraters. Seitdem ist der Rover damit beschäftigt, am westlichen Rand dieses rund 3,8 Milliarden Jahre alten Impaktkraters diverse Gesteinsformationen zu untersuchen. Durch die Ermittlung der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung dieser Gesteine ergeben sich für die an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler neue Einblicke in die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte dieser Region unseres Nachbarplaneten.

Das besondere Interesse ist dabei auf die Suche nach Tonmineralen und Schichtsilikaten gerichtet, deren eindeutige Signaturen erstmals im Jahr 2010 mit einem der Instrumente des NASA-Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (kurz MRO) in dieser Region nachgewiesen werden konnten. Bei dem betreffenden Instrument handelt es sich um das CRISM-Spektrometer (kurz für „Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars“), einem bildgebenden Spektrometer für die Erkennung von Mineralen auf der Marsoberfläche. Speziell konnte das CRISM dabei eisen-, magnesium- und aluminiumhaltige Smektite detektieren.

Das Cape Tribulation
Seit Mitte August 2014 bewegte sich Opportunity am Rand einer mit dem Namen Cape Tribulation belegten Geländeformation, welche einen mehrere Kilometer langen Teilbereich des stark erodierten Randes des Endeavour-Kraters bildet. In den letzten Wochen hat sich der Rover dabei immer weiter dem Gipfel dieser Formation genähert. Am 7. Januar 2015 erreichte Opportunity diesen Gipfel schließlich im Rahmen einer Fahrt über weitere rund 12 Meter. Der jetzt erreichte Punkt ist zugleich die höchste Stelle in der Umgebung des Endeavour-Kraters, welche der Rover bisher erreichte.

Eine faszinierende Aussicht auf die Umgebung
Von seinem neuen Standort aus, welcher sich um etwa 135 Meter über die im Westen angrenzende Ebene des Meridiani Planum erhebt, bietet sich dem Rover ein faszinierender Blick aus das umliegende Gelände. Auf ersten Panoramaaufnahmen, welche mit der Navigationskamera des Rovers angefertigt wurden, sind nicht nur das mit Sanddünen bedeckte Innere des rund 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters und der auf der anderen Seite des Kraters gelegene östliche Kraterrand, sondern auch Teilbereiche des ‚Kamms‘ des Cape Tribulation und anderer Geländeerhebungen am westlichen Kraterrand erkennbar. Sogar ein weiterer Impaktkrater, der rund 15 Kilometer südlich vom Endeavour-Krater gelegene und etwa fünf Kilometer durchmessende Iazu-Krater ist auf diesen Aufnahmen ansatzweise erkennbar.

In den kommenden Tagen soll mit der Panoramakamera von Opportunity ein Farbmosaik der Umgebung – das so genannte „Tribualtion-Gipfel-Panorama“ – angefertigt werden, welches bestimmt noch spektakulärer ausfallen wird als die Schwarz-Weiß-Aufnahmen der Navigationskamera. Allerdings werden voraussichtlich noch mehrere Wochen vergehen, bis die zuständigen Mitarbeiter der Mars Exploration Rover-Mission die dafür erforderlichen Einzelaufnahmen im Anschluss an die damit verbundenen aufwendigen Aufarbeitungen zu einem finalen Panorama zusammengesetzt haben, welches dann der Öffentlichkeit präsentiert werden kann.
Hierbei bleibt nur zu hoffen, dass der Mars in den kommenden Tagen mit den für die Planung dieser Aufnahmen zuständigen Wissenschaftlern ‚kooperiert‘ und möglichst wenig Staub die Fernsicht der Kamera ‚trübt‘. In der zweiten Hälfte des Jahres 2014 registrieren die Marsforscher – über den gesamten Planeten verteilt – eine größere Zahl von regional begrenzten Staubstürmen, durch die größere Mengen an Staubpartikeln in die Marsatmosphäre befördert wurden. Mittlerweile haben die Anzahl und Stärke diese Stürme zwar wieder deutlich abgenommen – trotzdem befinden sich immer noch deutlich erkennbare Mengen an Staub in der Atmosphäre.

Während der bereits seit dem 8. Januar laufenden Kampagne zur Erstellung dieses Panoramas darf der Rover seine derzeitige Position nicht verändern. Diese mehrere Tage andauernde Phase soll jedoch trotzdem genutzt werden, um auch die ‚üblichen‘ Forschungen fortzusetzen. Zu diesem Zweck erfolgte am vergangenen Donnerstag noch vor dem Beginn der Fotokampagne eine minimale Umplatzierung des Rovers. Hierdurch gelang ein interessant erscheinender Stein in die Reichweite des Instrumentenarms, welcher in den kommenden Tagen mit den dort platzierten Instrumenten eingehender untersucht werden soll.

Das nächste Ziel: Marathon-Valley
Nach dem Abschluss der Fotokampagne soll Opportunity seine Fahrt fortsetzen. Bei dem dabei angepeilten ‚Fern-Ziel‘ handelt es sich um ein mit dem Namen „Marathon Valley“ belegtes Tal, welches sich ebenfalls im Bereich des Cape Tribulation befindet. Auch hier wurden in den vergangenen Jahren durch das CRISM-Spektrometer des MRO (kurz MRO) erhöhte Konzentrationen von verschiedenen Tonmineralen registriert, welche sich dort anscheinend auf einem engen Raum konzentrieren.
Durch die eingehende Untersuchung dieser Minerale, welche sich nur unter dem langfristigen Einfluss von Wasser mit einem nahezu neutralen pH-Wert gebildet haben können, und der Erforschung der allgemeinen geologischen Bedingungen erhoffen sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über die Vorgänge, welche einstmals zu der Bildung dieser Tonminerale führten und über die Umweltbedingungen, die dabei vor Jahrmilliarden in diesem Bereich der Marsoberfläche vorherrschten.

Außerdem sind auf den Aufnahmen der ebenfalls an Bord des MRO befindlichen HiRISE-Kamera an den Innenwänden dieses Tals verschiedene Gesteinsschichten erkennbar. Wie bei einer extrem verkleinerten Version der Steilwände des Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona ergibt sich hier für die Marsforscher eventuell auf kleinstem Raum ein Einblick in die langfristige klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche.

Bis zum Erreichen dieses Tals muss Opportunity noch weitere rund 600 Meter in die südliche Richtung zurücklegen. Die beteiligten Mitarbeiter der NASA gehen davon aus, dass dieses nächste Ziel bereits in wenigen Wochen erreicht werden wird.

Der Flash-Speicher
In den vergangenen Monaten traten mehrfach Probleme mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers von Opportunity auf. Diese Probleme waren letztendlich so gravierend, dass der Rover seit dem Dezember 2014 auf diesen nichtflüchtigen Speicher verzichten muss (Raumfahrer.net berichtete). Allerdings gehen die Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien davon aus, dass der Flash-Speicher in Zukunft wieder genutzt werden kann. Offenbar – so zeigten entsprechende Analysen bereits im Oktober 2014 – sind die aufgetretenen Probleme auf eine einzige der insgesamt sieben Speicherbänke des Flash-Speichers zurückzuführen, welche für die zwischenzeitliche Ablage von Daten genutzt werden.

Die Spezialisten des JPL haben mittlerweile jedoch eine Lösung für dieses Problem gefunden. Mit einem speziellen Software-Update soll die betreffende Speicherbank vom Rest des Speichers isoliert und anschließend dauerhaft nicht mehr genutzt werden. Die sich dadurch hoffentlich wieder ergebende Stabilität des Flash-Speichers würde die damit verbundene Reduzierung der Gesamtkapazität des Speichers um rund 14 Prozent mehr als nur ausgleichen. Derzeit wird das hierfür erstellte Software-Update ausführlichen Tests unterzogen, welche sich allerdings aufgrund der damit verbundenen Komplexität vermutlich noch über mehrere Wochen hinziehen werden.

„Das entsprechende Update für den Flash-Speicher erfordert einen dauerhaften Eingriff in die Betriebssoftware des Rovers. Deshalb führen wir jetzt zunächst erst einmal ausführliche Tests durch um sicherzustellen, dass sich durch diese Veränderung keine ungewollten Nebeneffekte beim Betrieb des Rovers einstellen“, so John Callas, der Projektmanager der Opportunity-Mission vom JPL.
Bis zum heutigen Tag – dem Sol 3897 seiner Mission – hat der Rover Opportunity rund 41.620 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei 199.708 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am JPL übermittelt.

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• Opportunity: Weiterfahrt auch ohne Flash-Speicher (20. Dezember 2014)
• Marsrover Opportunity ist wieder auf Südkurs (16. November 2014)
• Opportunity: Speicherformatierung war erfolgreich (21. September 2014)
• Opportunity: Formatierung des Flash-Speichers nötig (30. August 2014)
• Marsrover Opportunity stellt neuen Streckenrekord auf (30. Juli 2014)

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Malin Space Science Systems, The Planetary Society, UMSF-Forum, New Mexico Museum of Natural History & Science.

Üblicherweise kann der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity einen Großteil seiner an einem bestimmten ‚Arbeitstag‘ aufgezeichneten wissenschaftlichen Daten und Telemetriewerte noch am späten Nachmittag des gleichen Tages an einen der drei NASA-Marsorbiter Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter oder MAVEN übermitteln, von wo aus diese dann bei passender Gelegenheit an das Deep Space Network der NASA weitergeleitet werden. Alle nicht übermittelten Daten werden dagegen am Ende eines jeden Arbeitstages zunächst in dem nichtflüchtigen Flash-Speicher des Bordcomputers abgelegt, wo sie dann auch während der routinemäßigen nächtlichen Abschaltungen des Rovers erhalten bleiben.

Allerdings ist der für eine Missionsdauer von gerade einmal drei Monaten ausgelegte Rover jetzt bereits seit fast elf Jahren auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten aktiv und das permanente Überschreiben des Flash-Speichers hat zur Folge, dass dieser mittlerweile deutliche Anzeichen einer ‚Altersschwäche‘ aufweist. Dies macht sich dadurch bemerkbar, dass die Daten in manchen Fällen nicht wie beabsichtigt im Flash-Speicher abgelegt und gespeichert werden können und der Bordcomputer dadurch bedingt am Beginn des nächsten Arbeitstages einen ‚Reboot‘ ausführt.

Als Reaktion auf den dadurch ausgelösten Computer-Reset stoppt Opportunity automatisch alle weiteren für diesen Tag vorgesehenen Aktivitäten und versetzt sich stattdessen in einen als „Automode“ bezeichneten Betriebszustand, in dem der Rover lediglich passiv auf der Marsoberfläche verharrt und auf weiterführende Kommandos von der Erde wartet. Die für die Mission verantwortlichen Ingenieure entschlossen sich daher bereits im September 2014 dazu, eine Neuformatierung des Speichers durchzuführen (Raumfahrer.net berichtete).

Hierbei testete ein speziell zu diesem Zweck entwickelter und an den Rover übermittelter Algorithmus die einzelnen Komponenten des Flash-Speichers und identifizierte und markierte die fehlerhaften Speicherbereiche. Diese wurden daraufhin nicht mehr für die weitere Ablage von Daten genutzt. Ursprünglich betrug die Größe des Flash-Speichers 227.985.408 Bytes. Durch die ‚Entfernung‘ der fehlerhaften Bereich reduzierte sich diese Speichergröße um 1.728.000 Bytes beziehungsweise um 0,758 Prozent. Leider stellte sich in den folgenden Tagen heraus, dass diese prinzipiell erfolgreich verlaufene Neuformatierung doch nicht den gewünschten Erfolg hatte. Auch an den folgenden Missionstagen kam es mehrfach zu ungewollten Neustarts des Hauptcomputers von Opportunity.

Diese Situation verschlechterte sich Ende November 2014 so sehr, dass das für die Kontrolle des Rovers zuständige Team am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien am 4. Dezember eine zweite Neuformatierung des Flash-Speichers durchführte. Bereits am 6. und dann erneut am 7. Dezember trat das Problem jedoch erneut auf. Aus diesem Grund entschlossen sich die Mitarbeiter der Mission dazu, bis auf weiteres komplett auf den Einsatz des Flash-Speichers zu verzichten und die gesammelten Daten stattdessen im normalen RAM-Speicher des Bordcomputers abzulegen. Seit einem entsprechend modifizierten Neustart des Computersystems am 8. Dezember traten dann bisher auch keine weiteren Computerprobleme auf.

Allerdings handelt es sich bei dem RAM-Speicher um einen flüchtigen Speicher. Alle hier abgelegten Informationen gehen somit unwiderruflich verloren, sobald Opportunity sich am Abend eines jeden Tages aus energiebedingten Gründen in den „Deep Sleep“-Modus versetzt. Um den Datenverlust möglichst gering zu halten müssen somit die gesammelten Daten noch vor dem Übertritt in den Schlafmodus zur Erde transferiert werden.

Die Gewinnung von nächtlichen Telemetriedaten, welche Auskunft über den technischen Zustand der einzelnen Systeme während der kalten Marsnächte geben, ist dagegen derzeit nicht mehr möglich. Auch müssen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler bis auf weiteres darauf verzichten, die Instrumente des Rovers während der Nachtstunden zu betreiben. Speziell das am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelte APX-Spektrometer von Opportunity wurde bisher hauptsächlich während der kühlen Marsnächte oder in den frühen Vormittagsstunden eingesetzt.

Allerdings gehen die beteiligten Mitarbeiter davon aus, dass der Rover nicht dauerhaft ohne seinen Flash-Speicher auskommen muss. Offenbar – so zeigten die bisherigen Analysen bereits im Oktober 2014 – sind die derzeitigen Probleme auf eine einzige der insgesamt sieben Speicherbänke des Flash-Speichers zurückzuführen, welche zum zwischenzeitlichen Ablegen von Daten genutzt werden. Die Spezialisten des JPL arbeiten derzeit an der Entwicklung einer Methode, mit der diese spezielle Speicherbank in Zukunft komplett ‚isoliert‘ und anschließend nicht mehr genutzt werden soll. Die sich dadurch hoffentlich wieder ergebende Stabilität des Flash-Speichers würde die damit verwundene Reduzierung der Gesamtkapazität des Speichers um rund 14 Prozent mehr als nur ausgleichen.

„Die Mission kann auch fortgesetzt werden, ohne dass wir unsere Daten in dem Flash-Speicher ablegen“, so John Callas, der Projektmanager der Opportunity-Mission vom JPL. „Während wir Opportunity weiterbetreiben, arbeiten wir an einer Lösung, durch die wir den Flash-Speicher wieder nutzen können. Aber wir wollen dieses Verfahren erst eingehend testen, bevor wir die entsprechenden Änderungen in die Praxis umsetzen.“

Weiterfahrt nach Süden
Obwohl das Problem mit dem Flash-Speicher in den letzten Wochen mehrfach zu unvorhergesehenen Komplikationen geführt hat, konnte Opportunity seine Fahrt am Westrand des rund 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters trotzdem erfolgreich fortsetzen. Am 10., 12. und 16. Dezember – dies entspricht dem Missionstagen Sol 3868, Sol 3870 und Sol 3873 – überbrückte der Rover dabei eine Distanz von insgesamt rund 110 Meter. Bei der bisher letzten Fahrt, welche erst am 18. Dezember erfolgte, wurden weitere 80 Meter in die südliche Richtung zurückgelegt.

Bei dem dabei angepeilten ‚Fern-Ziel‘ handelt es sich um ein mit dem Namen „Marathon Valley“ belegtes Tal, welches sich ebenfalls im Bereich des westlichen Endeavour-Kraterrandes befindet. Hier wurden in den vergangenen Jahren durch das CRISM-Spektrometer des Mars Reconnaissance Orbiter (kurz MRO) erhöhte Konzentrationen von verschiedenen Tonmineralen und Schichtsilikaten registriert, welche sich dort anscheinend auf engen Raum konzentrieren.

Durch die eingehende Untersuchung dieser Minerale, welche sich nur unter dem langfristigen Einfluss von Wasser mit einem nahezu neutralen pH-Wert gebildet haben können, und der Erforschung der allgemeinen geologischen Bedingungen erhoffen sich die an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über die Vorgänge, welche einstmals zu der Bildung dieser Tonminerale führten und über die Umweltbedingungen, die dabei vor Jahrmilliarden in diesem Bereich der Marsoberfläche vorherrschten.
Außerdem sind auf den Aufnahmen der ebenfalls an Bord des MRO befindlichen HiRISE-Kamera an den Innenwänden dieses Tals verschiedene Gesteinsschichten erkennbar. Wie bei einer extrem verkleinerten Version der Steilwände des Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona ergibt sich hier für die Marsforscher eventuell auf kleinstem Raum ein Einblick in die langfristige klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche.

Sofern keine weiteren Probleme auftreten sollte der Rover dieses derzeit noch etwa 720 Meter entfernt liegende Tal bereits in wenigen Wochen erreichen. Zuvor soll Opportunity jedoch noch den Gipfel des Cape Tribulation – so der Name des in den letzten Monaten von dem Rover untersuchten Teilbereiches des Randes des Endeavour-Kraters – ‚erklimmen‘. Bis zum Erreichen des Gipfels muss noch eine Strecke von etwa 120 Metern zurückgelegt werden. Von diesem ‚Aussichtspunkt‘ aus dürfte sich ein hervorragender Blick auf das umgebende Gelände bieten, welches die für den Betrieb der Hauptkamera des Rovers verantwortlichen Wissenschaftler wohl auch erneut für die Anfertigung von weiteren Panoramaaufnahmen nutzen werden.

Während der kommenden Weihnachtstage wird Opportunity jedoch zunächst einmal nur ein eingeschränktes Programm absolvieren, welches nur wenige Fahrten beinhaltet. Die für die Steuerung von Opportunity verantwortlichen ‚Roverdriver‘ des JPL werden dazu sogenannte ‚Multi-Sol‘-Pläne erstellen, in denen die Aktivitäten für jeweils mehrere Tage enthalten sind, welche der Rover dann selbstständig und ohne weitere Kontrolle abarbeiten soll. Für das jetzige Wochenende sehen die Pläne zum Beispiel in erster Linie diverse Fotoaufnahmen vor, welche von den Navigations- und Panoramakameras des Rovers angefertigt werden sollen.

Wetter und Energiesituation
Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers muss bei der Opportunity-Mission jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover der NASA, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf die Sonne angewiesen. 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. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. 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.

• 17.12.2014: 0,494 kWh/Tag , Tau-Wert 1,189 , Lichtdurchlässigkeit 64,60 Prozent
• 09.12.2014: 0,500 kWh/Tag , Tau-Wert 1,215 , Lichtdurchlässigkeit 65,90 Prozent
• 01.12.2014: 0,468 kWh/Tag , Tau-Wert 1,376 , Lichtdurchlässigkeit 63,80 Prozent
• 26.11.2014: 0,469 kWh/Tag , Tau-Wert 1,458 , Lichtdurchlässigkeit 65,10 Prozent
• 19.11.2014: 0,494 kWh/Tag , Tau-Wert 1,467 , Lichtdurchlässigkeit 67,40 Prozent
• 11.11.2014: 0,516 kWh/Tag , Tau-Wert 1,474 , Lichtdurchlässigkeit 71,30 Prozent
• 06.11.2014: 0,505 kWh/Tag , Tau-Wert 1,359 , Lichtdurchlässigkeit 71,10 Prozent

Bereits seit dem Juli 2014 registrieren die an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler einen durch die Bildung diverser regional begrenzter Staubstürme bedingten stetig erfolgenden Anstieg der Tau-Werte, welcher sein Maximum erst Ende Oktober erreichte. Seitdem haben Anzahl und Stärke der Stürme zwar abgenommen – gleichzeitig haben sich jedoch auch große Mengen an Staub, welche zuvor in die Atmosphäre befördert wurden, wieder auf der Marsoberfläche und somit auch auf den Solarpaneelen des Rovers abgelagert. Trotzdem steht Opportunity derzeit immer noch mehr als genügend Energie zur Verfügung, um seine Aktivitäten auch weiterhin ungestört fortzusetzen. Allerdings beeinträchtigt dieser Staub die Qualität der derzeit anzufertigen den Aufnahmen doch beträchtlich.

Anzeichen für einen globalen Staubsturm?
In der Zeit zwischen dem 8. und dem 14. Dezember registrierte die MARCIE-Kamera – ein weiteres der insgesamt sieben Instrumente des NASA-Marsorbiters MRO – im Randbereich der südlichen Polarkappe des Mars eine Vielzahl an kleineren Sturmgebieten. Der dabei aufgewirbelte Staub erzeugte in diesem Bereich der Marsatmosphäre eine ausgedehnte, diffuse Staubwolke. Über der nördlichen Marshemisphäre war dagegen über dem Utopia Planitia über mehrere Tage hinweg ein lokal begrenztes Sturmgebiet aktiv. Deutlich auffälliger war dagegen ein weiteres Sturmgebiet, welches sich im gleichen Zeitraum – dem „Acidalia Storm Track“ folgend – von dem auf der Nordhälfte des Mars gelegenen Chryse Planitia bis weit in die südliche Hemisphäre bewegte. Zum ‚Stillstand‘ kam dieses spezielle Sturmgebiet erst über dem östlich des Aryre Planitia gelegenen Hochland Noachis Terra.

Der Acidalia Storm Track hat seinen Ursprung in der Tiefebene Acidalia Planitia auf der nördlichen Marshemisphäre. Diese Region ist eine der typischen ‚Geburtsstätten‘ von Staubstürmen auf unserem Nachbarplaneten. Von dort aus ziehen diese Stürme dann in die südliche Richtung. Sie bewegen sich dabei zuerst über das Chryse Planitia, erreichen anschließend das Xanthe Terra und überqueren dann den östlichen Bereich der am Marsäquator gelegenen Valles Marineris. Von dort aus bewegen sie sich bis zu dem Impaktbecken Aryre Planitia und dem westlich davon gelegenen Aonia Terra auf der südlichen Hemisphäre.

Bedingt durch die klimatischen Bedingungen auf dem Mars treten solche dem Acidalia Storm Track folgenden Stürme etwa alle zwei Jahre speziell während der Zeit des auf der südlichen Hemisphäre beginnenden Frühlings auf. Es ist jedoch ungewöhnlich, dass sich derartige Staubstürme auch zu solch späten Zeitpunkten – der Frühling begann auf der Südhemisphäre bereits vor fünf Monaten und mittlerweile herrscht Sommer – bilden. Zuletzt wurde ein vergleichbares Phänomen von den Marsforschern im Jahr 2007 registriert. Die damals beobachteten Stürme waren die Vorläufer für einen globalen Staubsturm, welcher den gesamten Mars für einen Zeitraum von mehreren Wochen vollständig mit einer dichten Staubschicht umhüllte und der dabei eine ernsthafte Bedrohung für den Marsrover Opportunity darstellte.

Die Marsforscher werden diese Entwicklung auch in den kommenden Tagen und Wochen im Blick behalten. Nach den umfangreichen Aktivitäten von diversen regionalen Staubstürmen, welche während der letzten Monate auf der südlichen Marshemisphäre beobachtet wurden, und die sich dabei keineswegs zu den gesamten Planeten umspannenden Stürmen entwickelten, wird es allerdings als eher unwahrscheinlich angesehen, dass sich aus dem jetzt beobachteten Sturmgebiet ein globales Ereignis entwickeln wird.

Bis zum heutigen Tag – dem Sol 3877 seiner Mission – hat der Rover Opportunity rund 41.500 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei 199.314 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am JPL übermittelt.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Max-Planck-Institut für Chemie, New Mexico Museum of Natural History & Science, UMSF-Forum.

Auch während der letzten Wochen hat sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity dem Westrand des etwa 22 Kilometer durchmessenden „Endeavour-Kraters“ folgend weiter in die südliche Richtung bewegt und dabei in regelmäßigen Abständen kurze ‚Zwischenstopps‘ eingelegt, um die Umgebung näher zu untersuchen.

Das Interesse der an dieser Mission beteiligten Wissenschaftler gilt dabei bereits seit längerer Zeit speziell der Suche nach Tonmineralen und Schichtsilikaten, deren eindeutige Signaturen erstmals im Jahr 2010 mit einem der Instrumente des NASA-Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (kurz MRO) in dieser Region nachgewiesen werden konnten. Bei diesem Instrument handelt es sich um das CRISM-Spektrometer (kurz für „Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars“), einem bildgebenden Spektrometer für die Erkennung von Mineralen auf der Marsoberfläche. Speziell konnte das CRISM dabei eisen- und aluminiumreiche Smektite detektieren.

Durch die eingehende Untersuchung dieser Minerale, welche sich nur unter dem langfristigen Einfluss von Wasser mit einem nahezu neutralen pH-Wert gebildet haben können, und der Erforschung der allgemeinen geologischen Bedingungen erhoffen sich die an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über die Vorgänge, welche zu der Bildung dieser Tonminerale führten und über die Umweltbedingungen, die dabei vor Jahrmilliarden in diesem Bereich der Marsoberfläche vorherrschten.
Die an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler wollen diese Minerale dabei in ihrem natürlichen Kontext untersuchen. Speziell soll dabei geklärt werden, in welchen Bereichen der Marsoberfläche diese Tonminerale in welchen Konzentrationen auftreten und wie deren Vorkommen in Bezug auf andere Minerale sowie die geologischen Schichtungen in dieser Region steht. Dies ist eine effiziente Methode, um weitere Informationen über die einstigen Bedingungen zu erhalten, unter denen sich die Tonminerale vor etwa vier Milliarden Jahren bildeten.

Die Planetenforscher gehen davon aus, dass die damalige ‚feuchte‘ Umwelt eine geologische Schicht erzeugte, in der die Smektite entstanden sind. Aufgrund eines späteren Klimawandels veränderte sich die Marsatmosphäre so weit, dass sich in der Folgezeit auf dem Mars kein flüssiges Wasser mehr halten konnte. Bedingt durch diese Veränderungen wurde diese tonhaltige Schicht in den folgenden Jahrmillionen von anderen geologischen Schichten bedeckt.

Perioden, in denen starke vulkanische Aktivitäten auftraten, führten dazu, dass diese Schichten, über die sich Opportunity vor dem Erreichen des „Endeavour-Kraters“ bewegt hatte, unter anderem einen relativ hohen Schwefelanteil aufweisen. Durch den Einschlag eines Asteroiden auf der Marsoberfläche und die dadurch bedingte Bildung des „Endeavour-Kraters“ wurde die früher entstandene, schwefelarme Schicht in dessen Umgebung teilweise wieder freigelegt und kann jetzt von dem Rover direkt untersucht werden.

Bei dem gegenwärtig angepeilten Ziel, welches der Rover ‚ansteuert‘, handelt es sich um ein kleines, mit dem Namen „Marathon Valley“ belegtes Tal, welches sich im Bereich des „Cape Tribulation“ – einem Teilbereich des stark erodierten Kraterwalls, der den „Endeavour-Krater“ teilweise umgibt – befindet. Auch hier wurden durch das CRISM-Spektrometer des MRO erhöhte Konzentrationen von verschiedenen Tonmineralen detektiert, welche sich dort auf engen Raum zu befinden scheinen.

Außerdem sind an den Wänden des Tals verschiedene Gesteinsschichten erkennbar. Wie bei einer extrem verkleinerten Version der Steilwände des Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona ergibt sich hier eventuell auf kleinstem Raum ein Einblick in die langfristige klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche.

Die aktuelle Situation
Auf seinem Weg zum „Marathon Valley“ erreichte Opportunity am 13. August 2014, dem Sol 3751 seiner Mission, den östlichen Rand der „Wdowiak Ridge“. Hierbei handelt es sich um einen kleinen Berggrat, welcher sich am nordwestlichen Rand des „Cape Tribulation“ befindet. Bereits vor dem Erreichen dieses Höhenzuges traten mehrfach Probleme mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers von Opportunity auf.

Dieses Problem macht sich dadurch bemerkbar, dass Daten nicht wie beabsichtigt im Flash-Speicher abgelegt und gespeichert werden können und der Bordcomputer dadurch bedingt einen ‚Reboot‘ ausführt. Als Reaktion auf den dadurch ausgelösten Computer-Reset stoppt der Rover automatisch alle weiteren für diesen Tag vorgesehenen Aktivitäten und versetzt sich stattdessen in einen als „Automode“ bezeichneten Zustand, in dem der Rover lediglich passiv auf der Marsoberfläche verharrt und auf weiterführende Kommandos von der Erde wartet.

Der Grund für dieses Problem, so die Mitarbeiter des für die Steuerung des Rovers verantwortlichen Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien, liegt in der langjährigen Einsatzdauer des Bordcomputers, welcher seine ‚Garantiezeit‘ bereits deutlich überschritten hat. Durch das permanente Überschreiben von Dateien werden einzelne Bereiche des Flash-Speichers im Laufe der Zeit unbrauchbar. Das Problem wird von den Ingenieuren und Technikern des JPL bisher allerdings nicht als bedrohlich eingestuft, sorgt aber trotzdem für gewisse Probleme, da diese Resets eine Unterbrechung der täglichen Arbeiten zur Folge haben, welche dann erst nach der Wiederinbetriebnahme des Rovers, was frühestens am folgenden Tag möglich ist, fortgesetzt werden können.

Der ‚Zwillingsbruder‘ von Opportunity – der baugleiche Marsrover Spirit – hatte im Jahr 2009 ein vergleichbares Problem, welches damals durch eine Neuformatierung von dessen Flash-Speicher behoben werden konnte. Bei diesem Vorgang werden sämtliche in diesem Speicher abgelegten Daten gelöscht. Zugleich werden die fehlerhaften Bereiche ‚identifiziert‘, als unbrauchbar markiert und anschließend in Zukunft nicht mehr genutzt.

Da die Resets bei Opportunity bisher in der Regel jedoch lediglich in Abständen von mehreren Wochen, oftmals sogar Monaten auftraten, wurde bisher von einer solchen ‚Radikalkur‘ Abstand genommen. Alleine im August 2014 traten derartige Ereignisse jedoch insgesamt 12 mal auf, was eine sinnvolle Fortsetzung der wissenschaftlichen Arbeiten unter diesen Umständen nahezu unmöglich macht. Unter anderem ist dieses Computerproblem der Grund dafür, dass Opportunity seit dem 19. August 2014, dem Missionstag Sol 3757, keine Fahrten durchgeführt hat.

Deshalb haben sich die zuständigen Ingenieure des JPL in Absprache mit den Verantwortlichen der Mars Exploration Rover-Mission jetzt dazu entschlossen, auch bei Opportunity eine Neuformatierung des Flash-Speichers durchzuführen.

Neuformatierung des Flash-Speichers
Als ein erster Schritt im Rahmen dieser komplexen und mit gewissen Risiken für den Rover verbundenen Prozedur wurden hierzu in der vergangenen Woche alle noch im Speicher des Bordcomputers befindlichen wissenschaftlichen Daten, darunter auch bereits mehrere Wochen alte Bilddateien, zur Erde transferiert. Am 24. August trat zudem ein neues Kommunikationsprotokoll in Kraft.

Für die direkte Kommunikation zwischen dem Kontrollzentrum auf der Erde und dem Rover, der sogenannten „Direct to Earth“-Kommunikation (kurz „DTE“) für das Senden und der „Direct from Earth“-Kommunikation (kurz „DFE“) für das Empfangen von Daten, verfügt Opportunity über eine schwenkbare Hochgewinnantenne (engl. „High Gain Antenna“, kurz „HGA“), welche auf der Oberseite des Roverdecks montiert ist. Hierbei handelt es sich um eine Patchantenne, welche über eine sehr starke Richtwirkung verfügt. Trotz einer geringen Verstärkerleistung lassen sich mit dieser Antenne relativ hohe Datenübertragungsraten erzielen, wobei die HGA während des Betriebes allerdings äußerst präzise auf ihre jeweilige Empfangsstation auf der Erde ausgerichtet sein muss. Bereits minimale Abweichungen haben einen deutlich geringeren Antennengewinn zur Folge.

Für den Fall, dass im Laufe der Mission ein Problem mit der HGA-Antenne auftritt verfügt Opportunity zusätzlich über eine „Low Gain Antenna“ (kurz „LGA“). Diese LGA verfügt über praktisch keinerlei Richtwirkung, so dass der Rover mittels der LGA fast aus jeder Position heraus mit der Erde kommunizieren kann, sofern dabei eine direkte ‚Sichtverbindung‘ besteht. Allerdings reduziert diese Eigenschaft der Antenne die erreichbare Datenrate auf einen Wert von lediglich wenigen Dutzend Bit pro Sekunde, so dass der Einsatz der LGA nur für Notfälle vorgesehen ist.

Für den Fall, dass während der Neuformatierungsprozedur irgendwelche Probleme auftreten, welche eine exakte Ausrichtung der HGA verhindern, wurden dem Rover am 24. August Kommandos übermittelt, welche zur Folge haben, dass Opportunity seit dem 26. August nur noch über seine LGA-Antenne direkt mit der Erde kommuniziert. Außerdem wurden im Rahmen einer allgemeinen Systemsüberprüfung technische Daten über den allgemeinen Zustand des Flash-Speichers gewonnen.

In einem nächsten Schritt soll der Rover in einen speziellen Operationsmodus versetzt werden, bei dem der Flash-Speicher des Bordcomputers nicht für den allgemeinen Betrieb des Rovers benötigt wird. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass sich Opportunity während der kritischen Phase der Neuformatierung des Flash-Speichers erneut in einen eingeschränkten Sicherheitsmodus versetzt. Ein unmittelbar während der Formatierung erfolgender Übertritt in einen eingeschränkten Modus würde zu ernsthaften Komplikationen führen und könnte unter bestimmten Umständen den Verlust der Mission zur Folge haben.

Laut dem JPL soll die Neuformatierung des Flash-Speicher von Opportunity Anfang September erfolgen, nachdem alle bisher noch im Computerspeicher verbliebenen Daten komplett zur Erde übermittelt sind.

Gegenwärtig, so das JPL weiter, befindet sich Opportunity jedoch auch weiterhin in einem guten Allgemeinzustand, der trotz des Computerproblems keinen Anlass für Sorgen bietet. Der Rover weist eine ‚gesunde‘ Energiebilanz auf, verfügt über einen stabilen Thermalhaushalt und kommuniziert sowohl ‚direkt‘ als auch über die als Relaisstationen eingesetzten NASA-Marsorbiter MRO und Mars Odyssey wie vorgesehen mit seinem Kontrollzentrum auf der Erde.

Die Energiesituation
Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers muss bei der Opportunity-Mission jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover der NASA, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf die Sonne angewiesen. 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. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. 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.

• 26.08.2014: 0,680 kWh/Tag , Tau-Wert 0,858 , Lichtdurchlässigkeit 75,30 Prozent
• 19.08.2014: 0,692 kWh/Tag , Tau-Wert 0,888 , Lichtdurchlässigkeit 78,80 Prozent
• 12.08.2014: 0,679 kWh/Tag , Tau-Wert 0,811 , Lichtdurchlässigkeit 78,90 Prozent
• 05.08.2014: 0,686 kWh/Tag , Tau-Wert 0,872 , Lichtdurchlässigkeit 80,20 Prozent
• 30.07.2014: 0,686 kWh/Tag , Tau-Wert 0,804 , Lichtdurchlässigkeit 81,30 Prozent
• 22.07.2014: 0,676 kWh/Tag , Tau-Wert 0,771 , Lichtdurchlässigkeit 81,80 Prozent

Obwohl sich in den letzten Wochen sowohl der Bedeckungsgrad der Solarpaneele als auch der Tau-Wert wieder verschlechtert haben, steht dem Rover immer noch mehr als genügend Energie zur Verfügung, um seine Aktivitäten auch weiterhin ohne energiebedingte Einschränkungen durchzuführen. Nach der Neuformatierung des Flash-Speichers sollte Opportunity seine Forschungsreise somit ungehindert fortsetzen können – und dies jetzt auch mit dem ‚offiziellen Segen‘ der NASA…

Kein vorzeitiger ‚Abbruch‘ der Mission
Während der letzten Monate kam – nicht nur in diversen Internetforen, sondern auch bei den direkt in die Missionen involvierten Mitarbeitern – die Befürchtung auf, dass die NASA aufgrund der nur noch begrenzt zur Verfügung stehenden finanziellen Mittel dazu gezwungen sein könnte, eine oder gleich mehrere der derzeit aktiven planetaren Forschungsmissionen vorzeitig zu beenden. Neben der Saturnmission Cassini wurde in diesem Zusammenhang auch mehrfach die Opportunity-Mission genannt, welche für den weiteren Betrieb pro Missionsjahr eine Summe von rund 16 Millionen US-Dollar benötigt.
Laut einem Bericht des Nachrichtenportals „SpaceNews“ sind derartige Befürchtungen mittlerweile nicht mehr aktuell. Laut Jim Green, dem Bereichsleiter der Abteilung „Planetare Forschung“ der NASA, wurden die Leiter der eventuell für eine vorzeitige Einstellung in Frage kommenden Missionen kürzlich darüber in Kenntnis gesetzt, dass alle derzeit aktiven planetaren NASA-Missionen wie vorgesehen fortgesetzt werden sollen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3768 seiner Mission, hat der Rover Opportunity 40.689,09 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei 196.156 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am JPL übermittelt.

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Der Beitrag Opportunity: Formatierung des Flash-Speichers nötig erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Während der letzten Monate war der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity mit der Untersuchung eines mit dem Namen „Cook Haven“ belegten Bereiches der Marsoberfläche beschäftigt, welcher sich im Bereich des „Solander Point“ – einer mehrere Kilometer langen und etwa 60 Meter hohen Geländeformation am Westrand des rund 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters – befindet. Nach dem Abschluss der dortigen Arbeiten verließ Opportunity diese Region im März 2014.

Im Rahmen der weiteren Fahrten bewegte sich der Rover noch weiter in die südliche Richtung und setzte dabei seine Untersuchungen an der westlichen, dem Krater abgewandten Hangseite des Solander Point fort. Bei der dabei als zukünftiges Ziel angepeilten Region handelt es sich um eine ausgedehnte Formation von offen zutage tretenden Grundgestein, welche sich etwa 600 Meter von der Region „Cook Haven“ entfernt befindet. In diesem Bereich, so Ray Arvidson von der Washington University in St. Louis/USA, konnte das CRISM-Spektrometer des Mars Reconnaissance Orbiter eindeutige Signaturen von Tonmineralen nachweisen.

Durch die eingehende Untersuchung der dort abgelagerten Minerale, welche sich nur unter dem langfristigen Einfluss von Wasser mit einem nahezu neutralen pH-Wert gebildet haben können, erhoffen sich die an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse über die Vorgänge, welche zu der Bildung dieser Tonminerale führten und über die Umweltbedingungen, welche dabei vor Jahrmilliarden in diesem Bereich der Marsoberfläche vorherrschten.
39 Kilometer
Im Rahmen einer Fahrt über eine Distanz von etwa 70 Metern überschritt Opportunity am 20. April 2014, dem Sol 3639 seiner Mission, die Marke von insgesamt 39 auf der Marsoberfläche zurückgelegten Kilometern. Bei fünf weiteren Fahrten, von denen die letzte erst am gestrigen Missionstag erfolgte, konnten in den folgenden Tagen nochmals rund 180 Meter überbrückt werden.

Fahrten im Rückwärtsgang
Während einer normal verlaufenden Fahrt beträgt die Stromaufnahme eines jeden der sechs Räder des Rovers etwa 0,3 bis 0,35 Ampere. Bereits seit einigen Wochen signalisieren die Telemetriewerte von Opportunity jedoch, dass das rechte Vorderrad des Rovers im Vergleich zu den restlichen fünf Rädern im Fahrbetrieb in letzter Zeit wieder einen erhöhten Stromverbrauch aufweist. Dieses Phänomen einer erhöhten Stromaufnahme trat erstmals im Sommer 2008 bei der Erkundung des Inneren des Viktoria-Kraters auf und konnte seit dem Februar 2009 mehr oder weniger regelmäßig beobachtet werden. In extremen Fällen wurden dabei im Jahr 2009 Werte von 0,6 bis 0,7 Ampere erreicht.

Als wahrscheinlichste Ursache, so die Analysen der Ingenieure des JPL und der in die Entwicklung und Herstellung der Räder involvierten Firmen, kommt hierfür ein Problem mit dem Schmiermittel des betreffenden Radgetriebes in Frage, welches sich aufgrund seines hohen Einsatzalters eventuell nicht mehr gleichmäßig in dem zuständigen Antriebsaktuator verteilt. Ebenfalls denkbar ist, dass eventuell Staub in das Innere des für den Antrieb des Rades verantwortlichen Aktuators gelangt sein könnte, der jetzt einen zusätzlichen mechanischen Reibungswiderstand erzeugt. Dies könnte erklären, warum jetzt bereits seit mehren Jahren nur das rechte Vorderrad betroffen ist.

Die Erfahrungen der letzten Jahre haben allerdings gezeigt, dass der Energiebedarf dieses Rades durch eine veränderte Fahrweise des Rovers – nämlich eine „Vorwärtsbewegung“ im „Rückwärtsgang“ – wieder auf einen nahezu normaleren Wert sinkt. Bei dieser Fortbewegungsweise liegt der Wert des Vorderrades durchschnittlich nur noch 40 bis 50 Milliampere über den Werten der restlichen Räder.

Die Antriebsmotoren der Räder können eine Stromaufnahme von etwa 1,0 Ampere verkraften, ohne dass ernsthafte Komplikationen auftreten. Trotzdem würde eine dauerhaft deutlich erhöhte Stromaufnahme des rechten Vorderrades sehr wahrscheinlich zu verfrühten Abnutzungserscheinungen bis hin zu einem kompletten Ausfall führen.

Aus diesem Grund haben sich die für die Steuerung von Opportunity verantwortlichen ‚Roverdriver‘ des JPL jetzt dazu entschlossen, den Rover wieder im Rückwärtsgang über die Marsoberfläche zu manövrieren. Als zusätzliche Maßnahme wurde zudem vor und während der letzten Fahrten ein Heizelement aktiviert, wodurch der für den Antrieb des rechten Vorderrades zuständige Aktuator auf eine höhere Betriebstemperatur gebracht wurde. Durch diese Prozedur soll die Viskosität des Schmiermittels reduziert werden.

Obwohl die für die Durchführung der Opportunity-Mission verantwortlichen Techniker und Ingenieure des JPL derzeit damit beschäftigt sind, die Ursache für die jetzt erneut registrierte „Auffälligkeit“ des rechten Vorderrades eingehender zu analysieren, setzt der Rover seine Fahrt auch weiterhin fort. Die nächste Fahrt ist dabei für den heutigen Tag vorgesehen.
Die Energiesituation
Neben dem allgemeinen technischen Zustand des mittlerweile seit mehr als zehn Jahren auf der Marsoberfläche aktiven Rovers – und dieser kann trotz des bereits seit Jahren bekannten Problems mit dem rechten Vorderrad immer noch als gut bezeichnet werden – muss bei den Planungen der zukünftigen Aktivitäten jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Und diese entwickelt sich gegenwärtig auch weiterhin positiv.

Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte des Marsrovers 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. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. 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.

• 23.04.2014: 0,658 kWh/Tag , Tau-Wert 0,273 , Lichtdurchlässigkeit 81,70 Prozent
• 15.04.2014: 0,622 kWh/Tag , Tau-Wert 0,413 , Lichtdurchlässigkeit 83,10 Prozent
• 08.04.2014: 0,642 kWh/Tag , Tau-Wert 0,423 , Lichtdurchlässigkeit 84,30 Prozent
• 01.04.2014: 0,661 kWh/Tag , Tau-Wert 0,433 , Lichtdurchlässigkeit 86,80 Prozent
• 20.03.2014: 0,574 kWh/Tag , Tau-Wert 0,450 , Lichtdurchlässigkeit 77,70 Prozent

Trotz eines in den letzten Wochen wieder leicht gestiegenen Bedeckungsgrades der Solarpaneele mit Staub kann der Rover Dank eines aktuell extrem niedrigen Tau-Wertes weiterhin sehr viel Energie gewinnen.
Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3650 seiner Mission, hat der Rover Opportunity rund 39.200 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei über 191.600 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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Der Beitrag Opportunity überschreitet die 39-Kilometer-Marke erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Seit dem letzten ausführlicheren Statusupdate vom 12. August 2012 hat sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity zunächst in mehreren Etappen am östlichen Rand des Cape York – hierbei handelt es sich um einen Teilbereich des Kraterwalls des etwa 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters – in die südliche Richtung bewegt. Neben der Untersuchung verschiedener kleinerer, jeweils nur wenige Meter durchmessenden Impaktkratern galt das spezielle Interesse der an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler hierbei in erster Linie der Zusammensetzung von verschiedenen offen zutage liegenden Gesteinsaufschlüssen.
Diese Gesteinsformationen wurden dazu mit den Kameras des Rovers abgebildet. Auf den Aufnahmen suchten die Marsforscher nach Anzeichen für Phyllosilikate und Tonminerale, welche aufgrund spektroskopischer Analysen der im Marsorbit operierenden Raumsonden in dieser Region der Marsoberfläche vermutet werden, und deren direkter Nachweis ein sehr deutlicher Hinweis auf eine einstmals erfolgte Interaktion der dortigen Marsoberfläche mit Wasser im flüssigen Aggregatzustand wäre.

Am 28. August 2012, dem Sol 3056 der Opportunity-Mission, änderte der Rover seine zuvor eingeschlagene Richtung und fuhr dabei vom Rand des etwa einen Kilometer langen und rund 200 Meter breiten Cape York in Richtung Mitte dieser lediglich nur wenige Meter hohen Geländeformation. Diese Region wurde von den Mitarbeitern der Mission mit dem formellen Namen „Matijevic Hill“ versehen. Während dieser Etappe überquerte Opportunity die Marke von 35 auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegten Kilometern.

In den folgenden Tagen behielt der Rover den kurz zuvor eingeschlagen Kurs bei und näherte sich im Rahmen mehrerer kurzer Tagesetappen einem weiteren Gesteinsaufschluss. In der jetzt erreichten Region, welche mit dem Namen „Kirkwood“ belegt wurde, stießen die Wissenschaftler auf eine Vielzahl von kleinen, kugelförmigen Objekten, welche den Boden bedecken. Zunächst wurde angenommen, dass es sich bei diesen Gebilden um weitere „Blueberries“ (zu deutsch „Blaubeeren“) handelt.

Diese Strukturen wurden erstmals im Januar 2004 unmittelbar nach der Landung des Rovers an dessen Landeplatz im Eagle-Krater fotografiert und konnten in der Folgezeit in weiten Bereichen des Meridiani Planum, dem Operationsgebiet des Rovers, dokumentiert werden. Im Bereich des Cape York konnten diese Gebilde bisher jedoch noch nicht nachgewiesen werden. Ihren Namen verdanken die in „Echtfarben“ eigentlich grauen Blueberries dem bläulichen Farbton, in dem sie in den Falschfarbenaufnahmen der Panoramakamera, der mit verschiedenen Farbfiltern ausgestatteten Hauptkamera des Rovers, erscheinen.

Bei den Blueberries handelt es sich um lediglich wenige Millimeter bis maximal einen Zentimeter durchmessende Kügelchen, welche über einen hohen Anteil an Hämatit verfügen. Die Mehrheit der Marsforscher geht davon aus, dass es sich hierbei um so genannte Konkretionen – also Mineralansammlungen – handelt, welche sich einstmals in den Hohlräumen von Sedimentgesteinen bildeten. Die derzeit wahrscheinlichste Erklärung für die Entstehung der Blaubeeren ist eine in der Vergangenheit erfolgte Interaktion der Planetenoberfläche mit mineralhaltigem Wasser. Allerdings sind auch andere Entstehungsprozesse wie zum Beispiel vulkanische Aktivitäten oder Meteoriteneinschläge denkbar.

Nähere Untersuchungen der im Bereich von Kirkwood gefundenen Kügelchen ergab jedoch, dass diese sich in mehreren Punkten deutlich von den Blueberries des Meridiani Planum unterscheiden. Sie sind im Mittel lediglich rund drei Millimeter groß und somit etwas kleiner als die Blueberries. Zudem zeigten mehrfache Messungen mit dem APXS-Spektrometer des Rovers, dass ihr Eisengehalt geringer ausfällt. Aufnahmen mit der Mikroskop-Kamera führen zudem zu dem Schluss, dass die Kirkwood-Kügelchen in der Mitte weicher sind als an der Oberfläche. Als ein weiteres Indiz für eine anders verlaufene Entstehungsgeschichte weisen die Kügelchen in der Umgebung von Kirkwood eine andere Verteilung auf der Marsoberfläche auf als die Blaubeeren auf dem Meridiani Planum.

„Wir haben noch nie zuvor eine solch extrem hohe Konzentration von Kügelchen in einer Gesteinsformation auf dem Mars entdeckt. Sie unterscheiden sich in der Konzentration. Sie unterscheiden sich in der Struktur. Sie unterscheiden sich in der Zusammensetzung. Sie unterscheiden sich in der Verteilung. Somit haben wir jetzt ein wundervolles geologisches Rätsel vor uns. Wir haben zwar mehrere Arbeitshypothesen darüber, was wir hier vor uns haben, aber keine davon ist momentan favorisiert“, so Dr. Steve Squyres von der Cornell University/USA, der wissenschaftliche Leiter der Opportunity-Mission.

Trotz dieser Entdeckung hat Opportunity seine Position am 12. September, dem Sol 3070, um wenige Meter verlagert und dabei einen weiteren Gesteinsaufschluss, „Whitewater Lake“, erreicht. 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, dem stellvertretenden wissenschaftlichen Leiter der Mission, könnte sich hier eine der Quellen der Signaturen von Tonmineralen und Phyllosilikaten befinden, welche mit dem CRISM-Spektrometer an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter in dieser Region entdeckt wurden. Hochaufgelöste Aufnahmen der Panoramakamera des Rovers führten zu dem Schluss, dass sich dieses Gestein einstmals unter dem Einfluss von mineralhaltigem Wasser gebildet hat. In den folgenden Tagen erfolgten ausführliche Untersuchungen dieses Gesteinsaufschlusses.

Neben dem Kamerasystemen des Rovers wurden hierbei erneut die Mikroskop-Kamera und das APXS-Spektrometer eingesetzt, um die mineralogische Zusammensetzung des Gesteins zu entschlüsseln. Zusätzlich wurden mehrfach mit einem am Instrumentenarm des Rovers befestigten Gesteinsbohrer kleine, bis zu fünf Millimeter tiefe Löcher in die Oberfläche gebohrt. Auf diese Weise konnten auch Bodenproben analysiert werden, welche nicht im Laufe der Jahrmillionen durch die direkt auf der Marsoberfläche vorherrschenden Umweltbedingungen (einfallende kosmische Strahlung, permanent erfolgende Staubablagerungen) verändert wurden. Bei ihren Analysen untersuchten die Wissenschaftler während der letzten Tage auch die Übergangszone von Whitewater Lake zu den benachbarten Oberflächenbereichen.

Nach dem Abschluss der Arbeiten setzte Opportunity seine Fahrt am 11. Oktober fort und bewegte sich dabei um etwa 16 Meter in die nördliche Richtung. Laut den Aussagen der beteiligten Forscher sind weitere, ausführliche Untersuchungen der gesamten Region notwendig, um die Entstehungsgeschichte dieser für die Geologen hochinteressanten Formationen zu beschreiben. Diese Untersuchungen können sich noch über Wochen, eventuell sogar über Monate fortsetzen. Erst anschließend soll Opportunity den Bereich des Cape York 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 des Rovers muss dabei jedoch immer auch ein Auge auf dessen aktuelle Energiesituation geworfen werden. Während der letzten Wochen haben sich in den hohen nördlichen Breiten des Mars zwei regionale Staubsturmgebiete entwickelt, welche sich dabei teilweise bis in die subtropischen Gebiete ausdehnten. Vor deren Abflauen am vergangenen Wochenende haben diese Stürme die gesamte Nordpolarregion mit einer dichten Staubschicht verhüllt. Vergleichbare Ereignisse treten jedes (Mars-)Jahr zur Zeit des Herbstbeginns auf der nördlichen Hemisphäre auf und signalisieren den dortigen Beginn der kälteren Jahreszeiten, welche mit einer verstärkten Bildung von Wolken aus Wassereiskristallen einhergehen.

Auf über der südlichen Hemisphäre entwickelten sich verschiedene, allerdings lokal begrenzte Sturmgebiete. Diese Entwicklung führte dazu, dass gegenwärtig weite Bereiche der Marsatmosphäre mit diffusen Staubwolken durchsetzt sind. In den Äquatorregionen ist dazu ein verstärktes Auftreten von Wolken aus Wassereiskristallen zu beobachten.

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.

• 09.10.2012: 0,531 kWh/Tag , Tau-Wert 0,722 , Lichtdurchlässigkeit 62,90 Prozent
• 02.10.2012: 0,551 kWh/Tag , Tau-Wert 0,608 , Lichtdurchlässigkeit 63,40 Prozent
• 26.09.2012: 0,553 kWh/Tag , Tau-Wert 0,658 , Lichtdurchlässigkeit 65,70 Prozent
• 18.09.2012: 0,564 kWh/Tag , Tau-Wert 0,560 , Lichtdurchlässigkeit 64,80 Prozent
• 12.09.2012: 0,569 kWh/Tag , Tau-Wert 0,689 , Lichtdurchlässigkeit 67,20 Prozent
• 04.09.2012: 0,543 kWh/Tag , Tau-Wert 0,658 , Lichtdurchlässigkeit 66,70 Prozent
• 28.08.2012: 0,568 kWh/Tag , Tau-Wert 0,570 , Lichtdurchlässigkeit 64,80 Prozent
• 22.08.2012: 0,530 kWh/Tag , Tau-Wert 0,696 , Lichtdurchlässigkeit 68,30 Prozent
• 14.08.2012: 0,545 kWh/Tag , Tau-Wert 0,564 , Lichtdurchlässigkeit 68,80 Prozent
• 07.08.2012: 0,531 kWh/Tag , Tau-Wert 0,715 , Lichtdurchlässigkeit 70,70 Prozent

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3100 der Mission, hat Opportunity insgesamt 35.066 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei über 172.500 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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Der Beitrag Opportunity: Untersuchungen am Matijevic Hill erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Malin Space Science Systems.

Der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity hatte aufgrund des anstehenden Marswinters und der daraus resultierenden sinkenden Energiereserven bereits im Dezember 2011 eine Position an einem Hang des am Rande des Endeavour-Kraters gelegenen Cape York bezogen und dort die letzten Monate ohne weitere Fahrten verbracht (Raumfahrer.net berichtete).

Neben der Analyse des Gesteinsaufschlusses „Greeley Haven“, so der Name für Opportunitys bisheriges Winterquartier, durch ein Mikroskop und zwei Spektrometer und einem „Radio Science“-Experiment zur Untersuchung des inneren Aufbaus unseres Nachbarplaneten wurden die letzten Monate von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern auch dazu genutzt, um die Umgebung des Rovers mittels der zur Verfügung stehenden Kamerasysteme ausführlich abzubilden.

Dabei entstand auch das nebenstehende Bild. Im Vordergrund sind die verstaubten Solarpaneele des Rovers und ein von Opportunity geworfener Schatten zu erkennen. Der hintere Teil des Bildes wird dagegen von dem in östlicher Richtung gelegenen Bassin des 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters dominiert.

Es handelt sich um eine Falschfarbenaufnahme, welche es den Wissenschaftlern ermöglicht, Unterschiede in der mineralogischen Zusammensetzung des Bodens hervorzuheben. Neben einem Dünenfeld, welches im sichtbaren Licht relativ dunkel erscheint, ist hier auch der sehr flach ausfallende Zentralberg im Inneren des Kraters andeutungsweise erkennbar.

Der Großteil der für dieses Mosaik verwendeten Einzelaufnahmen wurde von der Panoramakamera des Rovers am 9. März 2012, dem Sol 2.888 der Mission, zwischen 16:30 und 17:00 lokaler Marszeit angefertigt. Hierbei wurden Spezialfilter eingesetzt, welche das Licht bei Wellenlängen von 753 Nanometern (nahes Infrarot), 535 Nanometern (grün) und 432 Nanometern (violett) wiedergeben. Größere Versionen des Bildes mit Auflösungen von bis zu 14 MB finden Sie auf der entsprechenden Internetseite des JPL.

Nach seiner am 9. Mai 2012 erfolgten Abfahrt von Greeley Haven (Raumfahrer.net berichtete) bewegte sich Opportunity im Rahmen mehrerer kurzer Fahrten um etwa 15 Meter in die nördliche Richtung. Das Ziel war eine als „North Pole“ bezeichnete Oberflächenformation, bei der es sich um eine Konzentration von Staubpartikeln auf der Planetenoberfläche handelt.

Ab dem 19. Mai wurde diese Staubansammlung ausführlich mit dem Mikroskop und dem APXS-Spektrometer untersucht. Nach dem Abschluss dieser Analysen wird der Rover seine Fahrt am morgigen Sonntag, dem Sol 2965 der Mission fortsetzen. Dabei soll Opportunity in den kommenden Tagen und Wochen im nördlichen Bereich des Cape York nach weiteren Gipsadern Ausschau halten und diese anschließend näher untersuchen.

Zugute kommt dem Rover dabei die sich immer weiter verbessernde Energiesituation. Auch in den letzten Tagen konnte Opportunity von mehreren so genannten „Cleaning Events“ profitieren. Hierbei handelt es sich um kurzen Windstößen, welche einen Teil des auf der Oberseite des ausschließlich mit Solarenergie betriebenen Rovers abgelagerten Staubes wegwehten.

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 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 Rovers.

• 23.05.2012: 0,395 kWh/Tag , Tau-Wert 0,387 , Lichtdurchlässigkeit 55,90 Prozent
• 16.05.2012: 0,359 kWh/Tag , Tau-Wert 0,423 , Lichtdurchlässigkeit 53,20 Prozent
• 09.05.2012: 0,357 kWh/Tag , Tau-Wert 0,476 , Lichtdurchlässigkeit 52,60 Prozent
• 01.05.2012: 0,365 kWh/Tag , Tau-Wert 0,480 , Lichtdurchlässigkeit 53,40 Prozent

Auch die gegenwärtige Wetterlage auf dem Mars stellt kein Problem für den Rover Opportunity dar. Entsprechend der aktuellen Jahreszeit – auf der nördlichen Hemisphäre herrscht gerade Sommer – führt die fortschreitende Sublimation der nördlichen Polarkappe zu einem Anstieg des Mengenanteils des in der Marsatmosphäre enthaltenen Wasserdampfes. Diese erhöhte Wasserdampfkonzentration äußert sich in der Bildung von Wolken aus Wassereiskristallen in der Äquatorregion des Mars.

Speziell konnten diese Wolken während der letzten Woche über den Gipfeln der größeren Vulkane der Tharsis-Region und in der Umgebung des Valles Marineris beobachtet werden. Verschiedene lokal begrenzte und sehr kurzlebige Staubsturmgebiete konnten zudem weitab vom Standort des Rovers über dem Solis Planum im südöstlichen Bereich der Tharsis-Region registriert werden.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 2964 der Mission, hat Opportunity insgesamt 34.380,58 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei über 168.100 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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Der Beitrag Opportunity: Die nächste Etappe beginnt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, UMSF.

Auf seinem Weg über das Meridiani Planum erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity bereits am 9. August 2011, dem Sol 2.681 der Mission, den Endeavour-Krater (Raumfahrer.net berichtete). Opportunity befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen, jedoch nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand dieses etwa 22 Kilometer durchmessenden Impaktkraters befindet.

Nach dem Abschluss erster Bodenanalysen in dieser Region (Raumfahrer.net berichtete) bewegte sich der Rover in die nördliche Richtung. Das Ziel der Fahrt war der Nordrand des Cape York, wo der „Robotergeologe“ den anstehenden Marswinter verbringen sollte. Der Grund für die mehrmonatige Unterbrechung der Fahrt lag in der Energieversorgung des Rovers begründet, welche ausschließlich durch Sonnenenergie erfolgt. Neben der Lichtdurchlässigkeit der Marsatmosphäre und der Höhe des Sonnenstandes über dem Horizont ist dabei der Bedeckungsgrad der Solarpaneele mit Staubpartikeln entscheidend für die täglich generierte Menge an Strom.

Für den Betrieb seines Bordrechners, einer internen Heizung für die wichtigsten elektronischen Bauteile und für die tägliche Kommunikation mit der Erde benötigt der Marsrover pro Tag ein Minimum von etwa 160 Wattstunden Energie. Eine Auswertung des Verlaufs des Staub-Bedeckungsgrades der Solarpaneele und ein Vergleich mit den Werten der vergangenen Jahre zeigte allerdings, dass die Solarpaneele des Rovers zu diesem Zeitpunkt mit deutlich mehr Staub bedeckt waren als in den vergleichbaren Zeiträumen der Vorjahre.

Aus diesem Grund wurde bereits im Sommer 2011 eine sogenannte „Winter Planning Group“ ins Leben gerufen, welche sich mit der zukünftig zu erwartenden Energiesituation und den daraus resultierenden Möglichkeiten für einen Weiterbetrieb des Rovers während der kommenden Wintermonate auf dem Mars auseinander setzen sollte. Die Planungsgruppe kam zu dem Ergebnis, dass die tägliche Energieausbeute von Opportunity bei einer Beibehaltung des bisherigen Trends bis zur Wintersonnenwende auf dem Mars – diese erfolgte am 30. März 2012 – unter ungünstigen Umständen bis auf einen Wert von nur noch rund 200 Wattstunden Energie pro Sol abfallen könnte. Unvorhersehbare Ereignisse wie etwa das Auftreten eines Staubsturmes könnten dann zu einer für den Rover bedrohlichen Energiesituation führen.

Deshalb, so die Empfehlung der Planungsgruppe, sollte Opportunity den anstehenden Mars-Winter an einem nach Norden gerichteten Hang verbringen. Dadurch würden sich die starr am Rover-Chassis befestigten Solarpaneele automatisch in Richtung auf die Sonne ausrichten, was eine höhere tägliche Energieausbeute zur Folge haben würde. Ein solches „Überwintern“ in einem Winterquartier war in den vergangenen Jahren lediglich bei dem weiter südlich operierenden Zwillingsrover von Opportunity, dem mittlerweile nicht mehr aktiven Rover Spirit, notwendig.
Als Winterquartier, so die Planungsgruppe, bot sich der nördliche Bereich des Cape York an. Die von der HiRISE-Kamera an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommenen Bilder und die daraus entwickelten digitalen Gelände- und Höhenmodelle der Region rund um das Cape York zeigten, dass sich in diesem Gebiet verschieden Hänge befinden, welche eine Neigung von bis zu 15 Grad in die nördliche Richtung aufweisen.

Mit der aus einer solchen Neigung resultierenden erhöhten Energiegewinnungsrate, so die Planungsgruppe, sollte der Rover auch während der kommenden Wintermonate weiterhin in der Lage sein, seine wissenschaftliche Aktivitäten in Form von Fotoaufnahmen und spektroskopischen Messungen kontinuierlich durchzuführen. Speziell handelte es sich dabei um spektroskopische Untersuchungen des Bodens, dokumentierende Bildaufnahmen der diversen Kameras und eine indirekte Vermessung des Kerns unseres Nachbarplaneten.

Nach dem Bezug seines Winterquartiers begann Opportunity Ende Dezember 2011 mit seiner wissenschaftlichen Winterkampagne. Das hierbei ausgewählte primäre Ziel war eine Untersuchung der direkt vor dem Rover gelegenen Oberflächenformation „Amboy“. Neben diversen Aufnahmen durch die verschiedenen Kameras und durch ein Mikroskop wurde diese Gesteinsformation in den letzten Monaten mit dem Mößbauer-Spektrometer und mit dem APXS-Spektrometer ausführlich untersucht. Durch die Analyse der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung soll so eine eventuell in der Vergangenheit erfolge Interaktion der Marsoberfläche mit Wasser nachgewiesen werden.

Die ersten Auswertungen der bisher gewonnenen Daten von Amboy haben ergeben, dass es sich bei dieser Struktur anscheinend um eine typische Impaktbrekzie handelt, welche sich bei einem Meteoriteneinschlag gebildet hat. Bei dem Impakt wurden ältere auf der Marsoberfläche abgelagerte Gesteine zertrümmert und durch die dabei auftretenden hohen Drücke verdichtet und verschmolzen.

Außerdem wurden die verschiedenen Kamerasysteme des Rovers dazu eingesetzt, um mehrere hochaufgelöste Fotopanoramen anzufertigen. Neben dem „Greeley-Panorama“, einem mit allen Farbfiltern der Panoramakamera erstellten 360-Grad-Panorama, wurde auch die unmittelbare Umgebung des Rovers mehrfach fotografisch dokumentiert. Speziell auf diesen Aufnahmen wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler nach Veränderungen auf der Oberfläche suchen. So könnten zum Beispiel während der letzten über vier Monate Veränderungen an den in der Umgebung gelegenen kleinen Sanddünen aufgetreten sein, welche durch die erosiven Kräfte des Windes verursacht wurden.

Derzeit sind die Mitarbeiter des Opportunity-Kamerateams damit beschäftigt, die gewonnenen Aufnahmen zu kalibrieren und in ihren finalen Versionen zusammenzufügen. Hierbei handelt es sich allerdings um einen sehr aufwändigen und zeitraubenden Prozess. Jim Bell, der Leiter des Panoramakamera-Teams von der Arizona State University in Tempe/USA, geht jedoch davon aus, dass das „Greeley-Panorama“ der Öffentlichkeit bereits in ein paar Wochen präsentiert werden kann.

Parallel zu diesen Aktivitäten wurde seit dem 1. Januar 2012 ein sogenanntes „Radio Science“-Experiment durchgeführt, durch welches sich die Wissenschaftler nähere Einblicke in den inneren Aufbau unseres Nachbarplaneten erhoffen. Massekonzentrationen im Inneren des Mars führen dazu, dass der Planet auf seiner Umlaufbahn um die Sonne eine minimale Wackelbewegung ausführt. Dieses „Wackeln“ kann durch die von Opportunity an die Kommunikationsstationen des Deep Space Network (DSN) der NASA ausgesandten Radiowellen erfasst werden, da es sich durch eine Dopplerverschiebung des Signals bemerkbar macht.

Hierfür werden minimalste Veränderungen in der Frequenz, der Amplitude und der Polarisation des von dem Rover ausgestrahlten Radio-Trägersignals untersucht. Für eine erfolgreiche Verwertung der so gesammelten Daten ist es jedoch zwingend erforderlich, dass sich der Rover im Zeitraum der Messkampagne nicht bewegt. Selbst minimale Positionsveränderungen machen sich in dem empfangenen Trägersignal bemerkbar und können die Messergebnisse verfälschen. Somit boten die vergangenen Monate eine im bisherigen Missionsverlauf einmalige Gelegenheit für eine solche Untersuchungskampagne.

Letztendlich zeigte sich, dass die diesjährige Strategie der für den Betrieb des Rovers zuständigen Mitarbeiter der Mars Exploration Rover-Mission erfolgreich war. Opportunity überstand die Zeit des diesjährigen niedrigsten Sonnenstandes auf dem Mars ohne Probleme. In den letzten Wochen profitierte der Rover dabei auch von mehreren kleinen sogenannten „Dust Cleaning Events“. Bei dieser Ereignissen wehen schwache Windböen über das Roverdeck und beseitigen dabei auch einen Teil der auf den Solarpaneelen abgelagerten Staubschicht.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Monate gibt die folgende Auflistung. 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 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 Rovers.

• 01.05.2012: 0,365 kWh/Tag , Tau-Wert 0,480 , Lichtdurchlässigkeit 53,40 Prozent
• 25.04.2012: 0,366 kWh/Tag , Tau-Wert 0,521 , Lichtdurchlässigkeit 54,60 Prozent
• 17.04.2012: 0,342 kWh/Tag , Tau-Wert 0,504 , Lichtdurchlässigkeit 52,50 Prozent
• 12.04.2012: 0,336 kWh/Tag , Tau-Wert 0,526 , Lichtdurchlässigkeit 53,50 Prozent
• 03.04.2012: 0,321 kWh/Tag , Tau-Wert 0,521 , Lichtdurchlässigkeit 50,60 Prozent
• 27.03.2012: 0,306 kWh/Tag , Tau-Wert 0,521 , Lichtdurchlässigkeit 48,80 Prozent
• 21.03.2012: 0,311 kWh/Tag , Tau-Wert 0,508 , Lichtdurchlässigkeit 49,80 Prozent
• 14.03.2012: 0,301 kWh/Tag , Tau-Wert 0,542 , Lichtdurchlässigkeit 48,90 Prozent
• 07.03.2012: 0,298 kWh/Tag , Tau-Wert 0,557 , Lichtdurchlässigkeit 48,70 Prozent
• 28.02.2012: 0,305 kWh/Tag , Tau-Wert 0,520 , Lichtdurchlässigkeit 48,90 Prozent
• 21.02.2012: 0,277 kWh/Tag , Tau-Wert 0,684 , Lichtdurchlässigkeit 47,60 Prozent
• 14.02.2012: 0,274 kWh/Tag , Tau-Wert 0,678 , Lichtdurchlässigkeit 46,70 Prozent
• 08.02.2012: 0,283 kWh/Tag , Tau-Wert 0,648 , Lichtdurchlässigkeit 47,80 Prozent
• 01.02.2012: 0,270 kWh/Tag , Tau-Wert 0,679 , Lichtdurchlässigkeit 46,90 Prozent
• 24.01.2012: 0,279 kWh/Tag , Tau-Wert 0,693 , Lichtdurchlässigkeit 47,30 Prozent
• 17.01.2012: 0,276 kWh/Tag , Tau-Wert 0,602 , Lichtdurchlässigkeit 44,70 Prozent

Aufgrund der sich in den letzten Wochen immer weiter verbesserten Energiesituation kamen die Mitarbeiter des für die Kontrolle des Rovers zuständigen Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien zu dem Entschluss, dass Opportunity jetzt sein diesjähriges Winterquartier verlassen und die Fahrt wieder aufnehmen soll. Entsprechende Kommandosequenzen sollen bereits in wenigen Tagen an den Rover übermittelt und anschließend von diesem ausgeführt werden. Allerdings wird sich der Rover dabei in den ersten Tagen nach der Wiederaufnahme der Fahrt zunächst lediglich in „kleinen Schritten“ von seiner derzeitigen Position fortbewegen. Pausen zwischen den einzelnen Fahrten sollen dazu genutzt werden, um das in der Umgebung von „Greeley Haven“ – so der Name des Winterquartiers – gelegene Gebiet noch näher zu untersuchen.

Anschließend, so die aktuellen Planungen, soll sich Opportunity wieder in den Bereich des Cape York begeben, wo bereits Ende 2011 mehrere Gipsadern entdeckt wurden und die ein eindeutiges Anzeichen für das frühere Vorhandensein von Wasser darstellen (Raumfahrer.net berichtete).

„Wir wollen uns noch einmal an diese Stelle begeben und diesmal nach einer größeren Gipsader suchen, welche das Sichtfeld des APXS-Spektrometers vollständig ausfüllt“, so Ray Arvidson, der stellvertretende Chefwissenschaftler der Mission. Im Rahmen der dann erfolgenden Messungen ist auch der Einsatz des „Rock Abrasion Tools“ (RAT) vorgesehen. Mit diesem Gesteinsbohrer soll die oberste Schicht der zu untersuchenden Ader von Staubablagerungen und anderen Verunreinigungen befreit werden, um anschließend das reine Gipsmaterial näher zu analysieren. Die 2011 im Detail untersuchte Gipsader „Homestake“ war an ihrer Oberfläche durch Sand und Staubablagerungen stark verunreinigt, was die damals gewonnenen Messdaten eventuell verfälscht hat.

Nach dem Abschluss dieser Untersuchungen wird Opportunity das Cape York nach dem bisherigen Planungsstand endgültig verlassen und sich entlang des Randes des Endeavour-Kraters in die südliche Richtung bewegen. Das „Fernziel“ hierbei sind die mehrere Kilometer vom jetzigen Standpunkt entfernt gelegenen Geländeerhebungen Solander Point und Cape Tribulation. Dort, so die bisherigen Analysen der von den verschiedenen Marsorbiter gewonnenen Daten, scheinen sich Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert zu haben, was auf eine früher erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hindeutet. Zuvor wird der Rover jedoch eine kleine Ebene namens Bottany Bay überqueren. Verschiedene Messdaten des CRISM-Spektrometers an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter deuten darauf hin, dass sich auch dort Gipsablagerungen befinden.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 2945 der Mission, hat der Marsrover Opportunity insgesamt 34.361,37 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei fast 167.500 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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Der Beitrag Marsrover Opportunity : Die Fahrt wird fortgesetzt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Unmanned Spaceflight.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen des Viktoria-Kraters, welcher sich auf der auf dem Mars gelegenen Hochebene „Meridiani Planum“ befindet, fassten die für die Opportunity-Mission verantwortlichen Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) den Entschluss, den Marsrover zu einem neuen Ziel zu manövrieren. Hierfür wählte die Missionsleitung den westlichen Rand des knapp 22 Kilometer durchmessenden und etwa 12 Kilometer vom Viktoria-Krater entfernt liegenden Endeavour-Krater aus. Auf dem Weg zu seinem neuen Ziel legte Opportunity in den vergangenen Jahren weitere über 20 Kilometer auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurück.

Nach einer Reisedauer von fast drei Jahren konnte der Rover sein Ziel schließlich am 9. August 2011, dem Sol 2.681 der Mission, erreichen (Raumfahrer.net berichtete). Opportunity befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen und nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand des Endeavour-Kraters befindet.

Nach dem Abschluss erster Bodenanalysen in dieser Region (Raumfahrer.net berichtete) wurde die Fahrt am 1. September 2011, dem Sol 2.703 der Mission, fortgesetzt. Opportunity bewegte sich dabei zunächst im Rahmen mehrerer Etappen in die nördliche Richtung, wobei die Fahrt immer wieder kurz unterbrochen wurde, um verschiedene geologisch interessant erscheinende Bodenstrukturen näher zu untersuchen (Raumfahrer.net berichtete).

Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler hielten auf den vom dem Rover übermittelten Aufnahmen der Marsoberfläche besonders nach geologischen Formationen Ausschau, welche bereits unmittelbar nach dem Erreichen des Odyssey-Kraters am Südrand des Cape York beobachtet werden konnten. Hierbei handelte es sich um feine, schmale Risse im Untergrund, welche an Venen erinnern. Hierbei, so eine erste Einschätzung, handelt es sich anscheinend um Frakturen im marsianischen Grundgestein, welche von zu diesem Zeitpunkt noch nicht näher bestimmten auffällig hellen Materialien ausgefüllt wurden.

Und tatsächlich stieß Opportunity auch im nordwestlichen Bereich des Cape York auf solche ungewöhnlich hell erscheinenden „Venen“. Diese wurden erstmals auf den Bildern identifiziert, welche der Rover nach seiner Fahrt am 29. Oktober, dem Sol 2.760 der Mission, aufnahm. Die noch fehlenden 3,7 Meter bis zu der als „Homestake“ bezeichneten Oberflächenformation konnten am 1. November erfolgreich überbrückt werden. Die Vene ragt leicht über das umgebende Material hinaus und scheint zudem etwas härter als dieses zu sein.

Bereits am darauf folgenden Tag wurde zuerst ein am Instrumentenarm des Rovers befindliches Mikroskop direkt über der „Vene“ platziert, um detaillierte Bilder zu erhalten. Anschließend erfolgte eine mehrstündige Messung des APXS-Spektrometers, um deren mineralogische Zusammensetzung zu bestimmen.

Das APXS-Spektrometer verfügt an seinem Kopfende über ein Ringstück, welches über eine Isotopenquelle, es handelt sich hierbei um das radioaktiv strahlende Isotop Curium-244, verfügt. Bei den Messungen wird dieses Kopfstück direkt auf dem zu untersuchenden Objekt aufgesetzt. Die Isotopenquelle sendet bei der anschließenden Messung eine Alphastrahlung in Form von Heliumkernen aus, welche aus zwei Protonen und zwei Neutronen bestehen. Sobald die Heliumkerne in dem zu untersuchenden Objekt auf andere Atomkerne treffen, werden diese dabei abhängig von der Atommasse der getroffenen Atome auf eine charakteristische Art und Weise gestreut und abgelenkt.

Misst man dabei den Winkel der erfolgten Ablenkung und die dabei auftretende Energie, so erhält man genaue Daten über die Masse der für die Ablenkung verantwortlichen Atomkerne und kann so auch die dafür verantwortlichen Elemente bestimmen. Aus der sich so ergebenden Zusammensetzung der verschiedenen Elemente kann wiederum auf das zugrunde liegende Mineral und daraus auf die Zusammensetzung der untersuchten Bodenformation geschlossen werden. Mit dieser Methode lassen sich speziell leichte Elemente wie Natrium, Magnesium und Schwefel identifizieren und ihre Mengenanteile in der untersuchten Gesteinsprobe bestimmen. Die APXS-Spektrometer der Mars Exploration Rover-Mission wurden am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelt.

Die Zeit bis zum 7. November wurden durch weitere APXS-Messungen und Mikroskopaufnahmen von Homestake bestimmt, wobei verschiedene Abschnitte dieser etwa ein bis zwei Zentimeter breiten und etwa 45 Zentimeter langen Struktur studiert wurden. Anschließend wurden verschiedene Oberflächenbereiche unmittelbar neben Homestake auf die gleiche Weise untersucht. Diese Messungen dienten dazu, um die direkt von Homestake gesammelten Daten in einen geologischen und geochemischen Kontext zu versetzen.

Zusätzlich wurde die mit verschiedenen Farbfiltern ausgestattete Panoramakamera dazu eingesetzt, um die „Vene“ abzubilden und dabei unter anderem auch Falschfarbenaufnahmen der Formation anzufertigen. Anhand dieser „False Color“-Bilder können die an der Mission beteiligten Wissenschaftler Unterschiede zwischen den vorhandenen Materialien besser sichtbar machen.

Mittlerweile ist die Auswertung der erst vor wenigen Wochen gesammelten Daten so weit fortgeschritten, dass erste Ergebnisse dieser Untersuchungen am vergangenen Mittwoch auf der jährlich in San Francisco/Kalifornien stattfindenden Herbstkonferenz der American Geophysical Union (AGU) vorgestellt werden konnten. Demzufolge belegt die Analyse mit dem APXS-Spektrometer die Anwesenheit relativ großer Mengen an Kalzium und Schwefel. Diese beiden Stoffe treten dabei in einem Verhältnis auf, welches sich am besten mit dem wasserhaltigen Mineral Calciumsulfat vereinbaren lässt.

Dieses Mineral kann sich nur durch die Einwirkung von flüssigem Wasser bilden und ablagern. In der Natur tritt es – abhängig von der in der Kristallstruktur eingebundenen Menge an Wasser – in unterschiedlichen Formen auf. Die Messungen des Marsrovers lassen die Wissenschaftler zu dem Schluss gelangen, dass es sich im Fall von Homestake um eine Ader aus Gips (chemische Formel CaSO₄·2H₂O) handelt. Die APXS-Messungen und die Mikroskopaufnahmen zeigen zudem, dass der Gips in nahezu reiner Form auftritt.

„Das zeigt uns eindeutig, dass hier einstmals Wasser durch Gesteinsspalten im Untergrund geflossen ist“, so Dr. Steve Squyres von der Cornell University, der leitende Wissenschaftler der Mars Exploration Rover-Mission. „Das Material tritt in einer nahezu reinen chemischen Ablagerung auf, welche dort entstanden ist, wo wir sie jetzt sehen. Das lässt sich weder über andere Gips-Ablagerungen sagen, die zuvor schon auf dem Mars entdeckt wurde, noch über andere Minerale, welche Opportunity entdeckt hat und die ebenfalls mit Wasser in Verbindung gebracht werden. Auf der Erde ist das nichts Seltenes, doch auf dem Mars lässt so ein Fund Geologen vor Freude von ihren Stühlen aufspringen.“

In der Vergangenheit konnten durch Orbitermessungen geringe Beimengungen von Gips im Marsboden nachgewiesen werden, welche speziell in einigen Dünengebieten rund um den Nordpol des Mars auftreten. Das Besondere an der jetzigen Entdeckung ist, dass derart reine Gipsablagerungen auf dem Mars bisher unbekannt waren. Die hohe Konzentration und die Art der erfolgten Ablagerung in Form der Venen ist zudem ein eindeutiger Hinweis darauf, dass das Material ursprünglich an diesem Ort entstand und nicht etwa durch Windverfrachtung von anderen Bereichen der Marsoberfläche zum Rand des Endeavour-Kraters transportiert wurde. Weitere Untersuchungen ähnlicher Ablagerungen ergeben somit prinzipiell die Gelegenheit, die Entstehungsgeschichte dieser Ablagerungen und somit auch den früher einmal vorherrschenden Wasserkreislauf in einen räumlichen und zeitlichen Kontext zu versetzen.

Die Wissenschaftler gehen derzeit davon aus, dass sich das im Bereich von Homestake nachgewiesene Calciumsulfat im Zusammenspiel mit wässrigen Lösungen bildete, welche einstmals im Marsuntergrund zirkulierten und dabei im Laufe der Zeit Calcium aus dem Gestein herauswuschen. Die mit den Mineralen angereicherte Wasserlösung drang dabei auch in Gesteinsspalten ein, wo sich die Minerale an den Rändern der Hohlräume absetzten. Das Calcium und der ebenfalls nachgewiesene Schwefel, so die Annahme, wurde eventuell durch vulkanische Aktivitäten in den Untergrund verbracht. Die Gips-Ablagerungen wurden in einem Bereich der Marsoberfläche entdeckt, in dem die sulfatreichen Sedimentgesteine des Meridiani Planum von den am Rand des Endeavour-Kraters befindlichen älteren Gesteinsformationen abgelöst werden, welche vulkanischen Ursprungs sind.

Im Laufe der letzten acht Jahre konnte der Marsrover Opportunity in der Meridiani-Ebene verschiedene Gesteinstypen untersuchen, welche unter anderem aus Eisen- und Magnesiumsulfaten bestehen und deren Entstehung ebenfalls mit Wasser in Verbindung gebracht wird. Diese Ablagerungen deuteten allerdings immer darauf hin, dass das zugrunde liegende Wasser über einen relativ hohen Säuregehalt verfügte. Die in einem hohen Maß konzentrierten Calciumsulfat-Ablagerungen könnten sich dagegen in einer eher ph-neutralen Umgebung gebildet haben, so Benton Clark vom Space Science Institute in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. Zugleich ist der Fund der bisher eindeutigste Beweis für das frühere Vorhandensein von fließendem Wasser im Bereich des Meridiani Planum, welchen Opportunity bisher erbringen konnte.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen von Homestake setzte Opportunity seine Fahrt am 12. November 2011, dem Sol 2.773 der Mission, fort und bewegte sich weiter in die nordöstliche Richtung, um einen geeigneten Platz für sein vorgesehenes „Winterquartier“ während des anstehenden Marswinters zu erreichen. Der Rover soll die nächsten Monate bis zum Ende des Winters an einem nach Norden geneigten Hang verbringen, da so gewährleistet werden kann, dass dem ausschließlich mit Solarenergie betriebene Rover auch während der kommenden etwa fünf Monate genügend Energie zu Verfügung steht (Raumfahrer.net berichtete).

Als mögliche Winterquartiere konnte das für die Steuerung des Rovers zuständige Marsrover-Driverteam mittlerweile zwei potentielle Kandidaten ausmachen, welche seit dem 22. November näher untersucht werden. Der erste mögliche Überwinterungsort – Turkey Haven – wurde bis zum 29. November untersucht, wobei neben den verschiedenen Kameras erneut das Mikroskop und das APXS-Spektrometer eingesetzt wurden, um einzelne Ziele auf der Oberfläche einer kurzen Analyse zu unterziehen und dabei einen ersten Eindruck über deren wissenschaftliche Relevanz zu erlangen. Seit dem 4. Dezember wird eine zweite Region – die formelle Bezeichnung lautet „Saddleback“ – auf die gleiche Weise untersucht.

Anhand der wissenschaftlichen Daten, welche an diesen beiden nur etwa 15 Meter voneinander entfernt gelegenen Stellen gesammelt werden, wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler das endgültige Winterquartier festlegen. Beide Regionen verfügen über Hänge, welche um bis zu 20 Grad in Richtung Sonne geneigt sind und die somit auch bei einer tief über dem Horizont stehenden Sonne eine optimale Bestrahlung der Solarzellen des Rovers für die Energieversorgung gewährleisten.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen gibt die folgende Auflistung. 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 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 Rovers.

• 08.11.2011: 0,295 kWh/Tag , Tau-Wert 0,774 , Lichtdurchlässigkeit 48,90 Prozent
• 16.11.2011: 0,298 kWh/Tag , Tau-Wert 0,696 , Lichtdurchlässigkeit 48,60 Prozent
• 22.11.2011: 0,297 kWh/Tag , Tau-Wert 0,661 , Lichtdurchlässigkeit 46,30 Prozent
• 29.11.2011: 0,292 kWh/Tag , Tau-Wert 0,770 , Lichtdurchlässigkeit 48,80 Prozent
• 06.12.2011: 0,305 kWh/Tag , Tau-Wert 0,755 , Lichtdurchlässigkeit 48,70 Prozent

Der leichte Anstieg der derzeit zur Verfügung stehenden Energiemenge in den letzten Tagen ist unter anderem dadurch begründet, dass sich Opportunity gegenwärtig an einer Stelle befindet, welche eine Neigung von rund 15 Grad gegenüber der Sonne aufweist. Zugleich kam dem Rover auch das gegenwärtig auf dem Mars vorherrschende Wetter zugute, welche sich während der zurückliegenden Woche wieder etwas beruhigt hat. Zwei zuvor registrierte ausgedehntere Staubsturmgebiete über dem Arcadia Planitia und dem Tempe Terra verloren Ende November deutlich an Kraft. Auch andere, allerdings von vornherein lokal begrenzte Sturmgebiete, welche unter anderem über dem Terra Cimmeria und dem Aonia Terra auftraten, fielen in der vergangenen Woche relativ schwach aus. Dies hatte zur Folge, dass sich in den letzten Tagen nur relativ wenig Staub in der Marsatmosphäre befand.

Bis zum heutigen Tag hat Opportunity insgesamt 34.360,76 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei fast 162.400 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Unmanned Spaceflight.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen des Viktoria-Kraters, welcher sich auf der auf dem Mars gelegenen Hochebene „Meridiani Planum“ befindet, fassten die für die Opportunity-Mission verantwortlichen Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) den Entschluss, den Marsrover Opportunity zu einem neuen Ziel zu manövrieren. Hierfür wählte die Missionsleitung den westlichen Rand des knapp 22 Kilometer durchmessenden und etwa 12 Kilometer vom Viktoria-Krater entfernt liegenden Endeavour-Kraters aus. Auf dem Weg zu seinem neuen Ziel legte Opportunity in den vergangenen Jahren weitere über 20 Kilometer auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurück.

Neben der Erkundung verschiedener kleinerer Krater stand dabei die in regelmäßigen Abständen erfolgende Analyse der chemischen Zusammensetzung der passierten Böden und Gesteine auf dem Arbeitsprogramm des Robotergeologen. Nach einer Reisedauer von fast drei Jahren konnte der Rover sein Ziel schließlich am 9. August 2011, dem Sol 2.681 der Mission, erreichen (Raumfahrer.net berichtete). Opportunity befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen und nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand des Endeavour-Kraters befindet.

Nach dem Abschluss erster Bodenanalysen in dieser Region (Raumfahrer.net berichtete) wurde die Fahrt am 1. September 2011, dem Sol 2703 der Mission, fortgesetzt. Im Rahmen von zwei Etappen wurde dabei zunächst eine etwa einen Meter durchmessende Bodenformation namens „Chester Lake“ angesteuert, welche in den folgenden Wochen mit den am Roboterarm des Rovers befestigten Instrumenten näher untersucht wurde. Neben diversen Abbildungen durch die Kameras erfolgten dabei auch an verschiedenen Stellen mehrere Messungen mit dem APXS-Spektrometer des Rovers, um die mineralogische Zusammensetzung des Gesteins zu bestimmen. Dabei wurde die Oberfläche von Chester Lake auch mehrfach mit einem Gesteinsschleifer, dem sogenannten Rock Abrasion Tool (RAT) bearbeitet, um diese von Staubablagerungen zu reinigen, welche die Messdaten des APXS verfälschen könnten.

Im Gegensatz zu dem vorher untersuchten und lediglich rund 30 Meter entfernt liegenden Ziel „Tisdale-2“ konnte das wissenschaftliche Team der Mars Exploration Rover-Mission bei Chester Lake keine Anzeichen für eine in der Vergangenheit erfolgte Interaktion der Oberfläche mit Wasser nachweisen. Dies erscheint insofern überraschend, da es sich auch bei dieser Struktur anscheinend um eine typische Impaktbrekzie handelt. Wie auch bereits bei Tisdale-2 handelt es sich bei Chester Lake somit sehr wahrscheinlich um ein Produkt des Meteoriteneinschlages, welcher zur Entstehung des nur wenige Meter entfernt liegenden Odyssey-Kraters führte. Bei dem Impakt wurden ältere auf der Marsoberfläche abgelagerte Gesteine zertrümmert und durch die dabei auftretenden hohen Drücke verdichtet und zu Impaktbrekzien verschmolzen. Für eine endgültige Auswertung der gesammelten Daten benötigt das Team allerdings noch weitere Zeit.

Die Untersuchungen von Chester Lake und der unmittelbaren Umgebung dauerten bis zum 3. Oktober an. Am darauf folgenden Tag setzte Opportunity seine Fahrt fort und bewegte sich in die nördliche Richtung. Das angepeilte Ziel war ein flacher, in Nord-Süd-Richtung verlaufender Höhenzug namens „Shoemaker Ridge“. Der Rover bewegte sich bis zum 20. Oktober auch weiterhin in diese Richtung und legte dabei im Rahmen von 9 Etappen insgesamt weitere fast 400 Meter zurück. Im Rahmen der einzelnen Fahrten erfolgten weitere Abbildungen von verschiedenen Gesteinsformationen und ein kurzer „Abstecher“ zu einem etwas abseits des Weges gelegenen kleinen Krater. Bei seiner Fahrt am 23. Oktober, dem Sol 2754 der Mission, überwand Opportunity im Rahmen einer Etappe über weitere rund 60 Meter die Marke von 34 auf der Oberfläche des Mars zurückgelegten Kilometern.

Ungefähr zur gleichen Zeit fassten die Leiter des Mars Exploration Rover-Teams den Entschluss, dass Opportunity den kommenden Marswinter im nördlichen Bereich des Cape York verbringen soll. Der Grund hierfür ist die Energieversorgung des Rovers, welcher ausschließlich durch Solarenergie betrieben wird. Neben der Lichtdurchlässigkeit der Marsatmosphäre ist dabei der Bedeckungsgrad der Solarpaneele mit Staubpartikeln entscheidend für die täglich generierte Menge an Strom. Für den Betrieb seines Bordrechners, der internen Heizung für die wichtigsten elektronischen Bauteile und die tägliche Kommunikation mit der Erde benötigt der Rover pro Tag ein Minimum von etwa 160 Wattstunden Energie. Eine Auswertung des Verlaufs des Staub-Bedeckungsgrades der Solarpaneele und ein Vergleich mit den Werten der vergangenen Jahre hat gezeigt, dass die Solarpaneele gegenwärtig mit mehr Staub bedeckt sind als in den vergleichbaren Zeiträumen der Vorjahre.

Aus diesem Grund wurde bereits vor mehreren Wochen eine sogenannte „Winter Planning Group“ ins Leben gerufen, welche sich mit der zukünftig zu erwartenden Energiesituation und den daraus resultierenden Möglichkeiten für den Weiterbetrieb des Rovers während der kommenden Wintermonate auf dem Mars auseinander setzen sollte. Die Planungsgruppe kam zu dem Ergebnis, dass die tägliche Energieausbeute von Opportunity bei einer Beibehaltung des bisherigen Trends bis zur Wintersonnenwende, welche am 12. März 2012 erfolgt, bis auf einen Wert von nur noch etwas über 200 Wattstunden Energie pro Sol abfallen könnte. Aus diesem Grund, so die Empfehlung der Planungsgruppe, soll Opportunity den diesjährigen Mars-Winter an einem nach Norden gerichteten Hang verbringen. Dadurch würden die Solarpaneele automatisch in Richtung auf die Sonne ausgerichtet, was eine höhere tägliche Energieausbeute zur Folge haben würde. Ein solches „Parken“ in einem Winterquartier war in den vergangenen Jahren lediglich bei dem weiter südlich operierenden Zwillingsrover von Opportunity, dem Rover Spirit, üblich.
Als Winterquartier, so die Planungsgruppe, bietet sich der nördliche Bereich des Cape York an. Die von der HiRISE-Kamera an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommenen Bilder und die daraus entwickelten digitalen Gelände- und Höhenmodelle der Region rund um das Cape York deuten darauf hin, dass sich in diesem Gebiet verschieden Hänge befinden, welche eine Neigung von bis zu 15 Grad in die nördliche Richtung aufweisen. Mit der aus einer solchen Neigung resultierenden Energiegewinnungsrate sollte der Rover auch während der kommenden Monate des Marswinters weiterhin in der Lage sein, seine wissenschaftliche Aktivitäten in Form von weiteren Fotoaufnahmen und spektroskopischen Messungen durchzuführen. Bei einer entsprechend hohen Energierate sind zudem auch kurze Positionswechsel denkbar, welche die Untersuchung verschiedener Oberflächenbereiche ermöglichen würden.

Sollte der Rover aufgrund einer schlechten Energiesituation trotzdem dazu gezwungen sein, die dann aktuelle Position über mehrere Wochen oder gar Monate zu halten, so sind längerfristige Messungen mit dem Moessbauer-Spektrometer denkbar. Dieses Instrument macht sich den sogenannten Mößbauer-Effekt zunutze, um bei der Analyse von Gesteins- und Bodenproben eisenhaltige Mineralien nachzuweisen und dadurch zum Beispiel auch Aussagen über eine zu einem früheren Zeitpunkt erfolgte Interaktion der Oberfläche mit Wasser zu ermöglichen.

Das Instrument sendet dabei mittels einer radioaktiven Quelle, in diesem Fall handelt es sich um Kobalt-57, Gammastrahlen aus, welche auf den zu untersuchenden Oberflächenbereich auftreffen und von diesem reflektiert werden. Die Unterschiede zwischen dem ursprünglich ausgesandten und dem anschließend wieder empfangenen Spektrum geben Auskunft über die genaue Zusammensetzung der eisenhaltigen Mineralien auf der Planetenoberfläche, welche übrigens auch für die rötliche Färbung der Oberfläche des Mars verantwortlich sind.

Das „MIMOS II“ genannte Mößbauer-Spektrometer der Rover-Mission wurde unter der Leitung von Dr. Göstar Klingelhöfer am Institut für Anorganische und Analytische Chemie an der Johannes Gutenberg Universität in Mainz entwickelt und gebaut. Allerdings verfügt das dabei verwendete Kobalt-57 nur über eine Halbwertzeit von 271 Tagen, was entsprechende Messungen des Spektroskops nach einer Missionsdauer von über sieben Jahren mittlerweile sehr zeitaufwändig ausfallen lässt. Messungen, welche zu Beginn der Mission einen Zeitraum von nur wenigen Stunden beanspruchten, dauern mittlerweile viele Tage. Für die Gewinnung eines detaillierten Spektrums benötigt Opportunity mittlerweile mehrere Wochen. Von daher sind solche Messungen nur dann sinnvoll, wenn der Rover über einen längeren Zeitraum zur Bewegungslosigkeit gezwungen ist. Zuletzt war dies während der Sonnenkonjunktion im Januar/Februar 2011 der Fall (Raumfahrer.net berichtete).

Eine weitere Alternative für eine längerfristige wissenschaftliche Untersuchung ohne Positionsveränderung wäre eine Radio-Science-Kampagne zur Untersuchung des inneren Aufbaus unseres Nachbarplaneten. Durch eine langfristige Verfolgung und Analyse der Doppler-Signale der von dem Rover ausgesandten Radiowellen ließen sich Rückschlüsse über die innere Struktur des Mars gewinnen. Eine entsprechende Kampagne erscheint allerdings nur dann sinnvoll, wenn sich der Rover für die Dauer von mindestens 300 (Erd)Tagen nicht um auch nur einen Zentimeter von der Stelle bewegt. Weitere Details zu einer entsprechenden Untersuchung finden Sie hier.

Die Einnahme der „Winterquartier“-Position durch Opportunity ist noch vor dem 25. November 2011 vorgesehen, denn an diesem Tag öffnet sich das Startfenster für die nächste Planetenmission der NASA. Der Marsrover Curiosity könnte nach seinem Start (der frühest mögliche Starttermin ist der 25. November 2011, das Startfenster schließt sich am 18. Dezember) unter Umständen für die Dauer von mehreren Wochen den größten Teil der ursprünglich für Opportunity reservierten Kommunikationszeit des Deep Space Network der NASA belegen. Diese Phase einer eventuellen zwangsweise verringerten Kommunikation mit Opportunity könnte sich laut Scott Maxwell, dem Leiter des für die Steuerung von Opportunity verantwortlichen Marsroverdriver-Teams – einen Start von Curiosity am Ende des gegebenen Zeitfensters vorausgesetzt – bis in den Januar 2012 erstrecken.

Im Januar könnte sich die Energiesituation des Rovers allerdings bereits so weit verschlechtert haben, dass längere Fahrten nicht mehr möglich sind beziehungsweise das Roverdriver-Team nicht mehr genügend Zeit hätte, um auf unerwartete Ereignisse wie zum Beispiel einem Festfahren des Rovers in eventuell vorhandenen Sandfallen zu reagieren. Mit einem vorzeitigen Erreichen des Winterquartiers steht dem Team zudem auch genügend Zeit zur Verfügung, um die dortige Landschaft näher zu erkunden und Standorte und Forschungsziele auszuwählen, welche dann ab dem Januar 2012 nach dem Ende der „heißen“ Kommunikationsphase mit Curiosity gezielt angesteuert werden könnten.

Aus diesem Grund führten die Fahrten von Opportunity auch in den letzten Wochen weiterhin in die nördliche Richtung. Neben der Suche nach einer optimalen Parkposition für die kommenden Monate galt die Suche einem Untergrund, welcher aus geochemischer Sicht interessant genug erscheint, um langfristige Messungen mit dem Moessbauer-Spektrometer zu rechtfertigen. Besonders interessant erscheinen dabei die feinen, schmalen Risse im Untergrund, welche an Venen erinnern und die der Rover bereits vor mehreren Wochen unmittelbar nach dem Erreichen des Odyssey-Kraters am Südrand des Cape York beobachten konnte. Hierbei handelt es sich anscheinend um Frakturen im marsianischen Grundgestein, welche laut einer ersten Einschätzung von bisher noch nicht näher bestimmten Materialien ausgefüllt wurden.

Und tatsächlich stieß Opportunity in den vergangenen Tagen auch im nordwestlichen Bereich des Cape York auf solche „Venen“. Diese wurden erstmals auf den Bildern identifiziert, welche der Rover nach seiner Fahrt am 29. Oktober, dem Sol 2760 der Mission, aufnahm. Die noch fehlenden 3,7 Meter bis zu der als „Homestake“ bezeichneten Oberflächenformation konnten am 1. November erfolgreich überbrückt werden. Bereits am darauf folgenden Tag wurde zuerst das Mikroskop direkt über der „Vene“ platziert, um detaillierte Bilder zu erhalten. Anschließend erfolgte eine mehrstündige Messung des APXS-Spektrometers, um deren mineralogische Zusammensetzung zu bestimmen. Die folgenden Tage wurden durch weitere Messungen und Bildaufnahmen bestimmt, wobei auch die unmittelbare Umgebung von Homestake das Ziel einer umfassenden Untersuchung durch die verschiedenen Instrumente darstellte.

Allerdings befindet sich im Bereich von Homestake keine Hanglage, welche eine optimale Positionierung des Rovers zur Sonne ermöglicht. Deshalb entschlossen sich die Leiter der Mission, die Fahrt über das Cape York nach dem Abschluss der Untersuchungen fortzusetzen. Unmittelbar vor dem Verlassen des Gebietes vollführte Opportunity am 12. November noch eine „Drehung“ auf Homestake. Dieses Pirouetten-Manöver hatte zur Folge, dass der dortige Oberflächenbereich durch die Räder des Rovers umgepflügt wurde. Die danach erkennbaren Veränderungen erlaubten den Wissenschaftlern weitere Einblicke in die Zusammensetzung und Beschaffenheit der Oberfläche.

Anschließend wurde die Fahrt in die nordöstliche Richtung fortgesetzt, wobei Opportunity mittlerweile im Rahmen von drei Etappen weitere rund 120 Meter überwinden konnte. Eine weitere Fahrt, welche am heutigen Sol 2778 erfolgte, führte über eine Distanz von etwa 12 Metern in die südliche Richtung. Der Rover befindet sich jetzt im nördlichen Bereich des Cape York und ist nur noch wenige Meter von der vorgesehenen Winterquartier-Position entfernt.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen gibt die folgende Auflistung. 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 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 Rovers.

• 31.08.2011: 0,352 kWh/Tag , Tau-Wert 1,070 , Lichtdurchlässigkeit 54,00 Prozent
• 07.09.2011: 0,336 kWh/Tag , Tau-Wert 1,000 , Lichtdurchlässigkeit 53,10 Prozent
• 14.09.2011: 0,334 kWh/Tag , Tau-Wert 0,887 , Lichtdurchlässigkeit 52,00 Prozent
• 20.09.2011: 0,321 kWh/Tag , Tau-Wert 0,895 , Lichtdurchlässigkeit 51,10 Prozent
• 27.09.2011: 0,313 kWh/Tag , Tau-Wert 0,882 , Lichtdurchlässigkeit 51,40 Prozent
• 06.10.2011: 0,320 kWh/Tag , Tau-Wert 0,840 , Lichtdurchlässigkeit 51,30 Prozent
• 13.10.2011: 0,316 kWh/Tag , Tau-Wert 0,791 , Lichtdurchlässigkeit 49,80 Prozent
• 19.10.2011: 0,312 kWh/Tag , Tau-Wert 0,764 , Lichtdurchlässigkeit 49,10 Prozent
• 25.10.2011: 0,297 kWh/Tag , Tau-Wert 0,913 , Lichtdurchlässigkeit 51,00 Prozent
• 01.11.2011: 0,304 kWh/Tag , Tau-Wert 0,752 , Lichtdurchlässigkeit 49,40 Prozent
• 08.11.2011: 0,295 kWh/Tag , Tau-Wert 0,774 , Lichtdurchlässigkeit 48,90 Prozent

An dieser Stelle noch der bisher letzte Mars-Wetterbericht für den Zeitraum vom 31. Oktober bis zum 13. November 2011, erstellt von Malin Space Science Systems (MSSS). Die Firma MSSS ist für den Betrieb der Kameras HiRISE, CTX und MARCI an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter verantwortlich. Die MARCI-Kamera fertigt dabei tägliche globale Aufnahmen des Mars an, mit denen sich Wetterkarten erstellen lassen. Diese Karten erlauben Rückschlüsse über die gegenwärtigen Staubaktivitäten und Wolkenbildungen in der Marsatmosphäre. Über einen längeren Zeitraum gewinnen die Wissenschaftler dadurch einen Einblick in die Dynamik des Wettergeschehens auf unserem Nachbarplaneten. Die so gewonnenen Wetterdaten verfügen zwar nicht über die Qualität der aus den Tagesnachrichten bekannten irdischen Wetterberichte, für die Planung der zukünftigen Aktivitäten eines Marsrovers sind sie jedoch trotzdem sehr hilfreich.

Das Wetter auf dem Mars zeigte in den vergangenen Wochen die für die gegenwärtige Jahreszeit typischen Eigenschaften. Mehrere kleine und lokal begrenzte Staubstürme wurden zu Beginn des Monats über dem Terra Sirenum und über dem Terra Cimmeria beobachtet (beide Regionen befinden sich auf der südlichen Planetenhemisphäre). Gleichzeitig wurden etwas größer ausfallende Sturmgebiete am Rand der nördlichen Polarkappe registriert. Erwähnenswert sind dabei drei Sturmgebiete im Bereich des Acidalia Planitia (am 3. November 2011) sowie über den Regionen Utopia Planitia und Arcadia Planitia (beide am 5. November 2011). Speziell die beiden Sturmgebiete am 5. November dehnten sich bis über den Rand der Polarkappe nach Norden hin aus.

Auch die vergangene Woche zeigte eine erhöhte Staubaktivität innerhalb der Marsatmosphäre. Dies zeigte sich anhand mehrerer größerer Sturmgebiete, welche speziell über dem Acidalia Planitia, dem Tempe Terra und dem Arcadia Planitia auftraten. Lokal begrenzte Staubstürme traten dagegen besonders über dem Aonia Terra und im Bereich des nördlich davon gelegenen Claritas Fossae auf.

Wolken aus Wassereiskristallen wurden speziell über den größeren Vulkanen im Bereich der Regionen Tharsis und Elysium beobachtet. Weitere allerdings recht dünn ausfallende Wolkengebiete wurden zudem am Rand der nördlichen Polarkappe und im Bereich des Marsäquators registriert. Hierbei war dann auch das Meridiani Planum, das Operationsgebiet von Opportunity, unmittelbar betroffen.

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Der Beitrag Opportunity auf dem Weg zum Winterquartier erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Unmanned Spaceflight.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen des Viktoria-Kraters, welcher sich auf der auf dem Mars gelegenen Hochebene „Meridiani Planum“ befindet, fassten die für die Opportunity-Mission verantwortlichen Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) den Entschluss, den Marsrover Opportunity zu einem neuen Ziel zu manövrieren. Hierfür wählte die Missionsleitung den westlichen Rand des knapp 22 Kilometer durchmessenden und etwa 12 Kilometer vom Viktoria-Krater entfernt liegenden Endeavour-Kraters aus. Auf dem Weg zu seinem neuen Ziel legte Opportunity in den vergangenen Jahren weitere über 20 Kilometer auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurück.

Neben der Entdeckung und Untersuchung mehrerer Meteoriten und der Erkundung verschiedener kleinerer Krater stand dabei die in regelmäßigen Abständen erfolgende Analyse der chemischen Zusammensetzung der passierten Böden und Gesteine auf dem Arbeitsprogramm des Robotergeologen. Nach einer Reisedauer von fast drei Jahren konnte der Rover sein Ziel schließlich am 9. August 2011, dem Sol 2.681 der Mission, erreichen (Raumfahrer.net berichtete). Opportunity befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen und nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand des Endeavour-Kraters befindet.

Als erstes Untersuchungsgebiet wählten die an der Mission beteiligten Geologen ein Areal an der Südseite des dort gelegenen Odyssey-Kraters aus. Dieser lediglich etwa 17 x 21 Meter durchmessende Impaktkrater befindet sich direkt auf der Südspitze des Cape York. In seiner Umgebung sind eine Vielzahl von Gesteinsbrocken abgelagert, die bei dem Einschlag, welcher zur Entstehung dieses Kraters führte, aus dem Untergrund herausgerissen wurden.

Am 11. und am 13. August führte der Rover zwei Fahrten aus, bei denen er sich dem Südrand des Odyssey-Kraters um 14,88 beziehungsweise 17,86 weitere Meter annäherte. Eine dritte Annäherungsetappe wurde am 16. August durch die Sicherheitsautomatik des Rovers nach nur 49 gefahrenen Zentimetern automatisch abgebrochen. Dieser vorzeitige Fahrtabbruch stellte für die „Roverdriver“ des JPL, welche für die Steuerung von Opportunity verantwortlich sind, allerdings keine allzu große Überraschung dar. Aufgrund des unbekannten Geländes und der großen Präzision, mit der sich der Rover ab jetzt bewegen musste, hatten diese die Sicherheitsparameter, welche unter anderem die Toleranzen für einen Schlupf der Räder oder eine seitliche Abdrift des Rovers kontrollieren, im Vorfeld der Fahrt bewusst konservativ eingestellt. Der Fahrtabbruch wurde in diesem Fall dadurch ausgelöst, dass die verschiedenen Kamerasysteme des Rovers nicht genügend Daten für die exakte visuelle Positionsbestimmung, die sogenannte visuelle Odometrie, liefern konnten.

Die Fahrt des Rovers wurde am 19. August fortgesetzt und endete diesmal nach weiteren vier Metern der Annäherung an das angepeilte Ziel, welches in den folgenden Tagen ausführlich mit den verschiedenen Instrumenten des Rovers untersucht werden sollte. Hierfür hatte das wissenschaftliche Team der Opportunity-Mission mittlerweile einen knapp 30 Zentimeter hohen und rund 1,5 Meter breiten Felsen ausgewählt. Tisdale-2, so dessen vorläufiger Name, zeichnet sich durch eine augenfällige helle Schicht an seiner Oberseite aus, welche das Interesse der Geologen geweckt hatte. Zudem schien es sich hierbei um einen Felsblock zu handeln, welcher bei dem Impakt aus dem Untergrund herausgelöst wurde. Seine Analyse könnte also einen Einblick in den ansonsten im Verborgenen liegenden Marsuntergrund liefern.
Die Annäherung an Tisdale-2 wurde zwei Tage später fortgesetzt. Zu diesem Zweck vollführte der Rover zuerst eine Drehung um 180 Grad. Durch dieses Manöver wendete Opportunity, welcher sich bisher in einer „Rückwärtsbewegung“ fortbewegt hatte, dem Felsen jetzt seine Vorderseite mit dem dort befindlichen Instrumentenarm zu. Im Anschluss an die Drehung erfolgte eine weitere Annäherung um zwei Meter. Nach der Beendigung dieser Fahrt befand sich Tisdale-2 endlich in der Reichweite des „Instrument Deployment Device“ (IDD), so die offizielle Bezeichnung für den Instrumentenarm, an dem vier Geräte zur „In Situ“-Erforschung der Marsoberfläche befestigt sind.
Hierbei handelt es sich um das Rock Abrasion Tool (RAT), einem Gesteinsbohrer mit einer integrierten Bürste zur Reinigung von zu untersuchenden Gesteinen, einem Mikroskop (MI) für detaillierte Abbildungen der zu untersuchenden Objekte und um zwei Spektrometer. Das APXS-Spektrometer wurde am Max-Planck-Institut für Chemie entwickelt. Das zweite Instrument, das Moessbauer-Spektrometer ist dagegen eine Entwicklung der Johannes Gutenberg Universität in Mainz.

Die direkte Untersuchung von Tisdale-2 begann schließlich am 22. August. Um ein möglichst aussagekräftiges Profil über die vertikale chemische Zusammensetzung von Tisdale-2 zu erstellen, analysierte der Rover zwischen dem 22. und dem 24. August 2011 – dies entspricht den Sols 2694 bis 2696 der Mission – zunächst drei verschiedene Bereiche an dessen Vorderseite. Die erste Messung erfolge im oberen Bereich, die zweite in der Mitte und die dritte Messung im unteren Bereich des Felsens.

Dazu wurde vor jeder Untersuchung zuerst das Moessbauer-Spektrometer auf dem jeweiligen zu untersuchenden Bereich abgesetzt. Durch dieses Präzisionsmanöver sollte bestätigt werden, dass die Roverdriver die Entfernung des Instrumentenarmes zu ihrem Ziel korrekt berechnet hatten und die Instrumente punktgenau auf der sehr unebenen Gesteinsoberfläche eingesetzt werden konnten. Erst nach der erfolgten Bestätigung wurde das Mikroskop des Rovers auf das jeweilige Ziel ausgerichtet. Dieses fertigte anschließend von diesen Bereichen der Felsoberfläche jeweils eine Vielzahl von Aufnahmen an. Während der anschließenden Nächte wurden in diesen Bereichen zusätzlich jeweils mehrstündige Messungen mit dem APXS-Spektrometer durchgeführt. Aus den so gewonnenen Daten können die beteiligten Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung von Tisdale-2 ableiten.

Nach der Erstellung des vertikalen Profils näherte sich Opportunity dem Felsen am 26. August nochmals um weitere 15 Zentimeter. Durch dieses Manöver gelangte jetzt auch die Oberseite von Tisdale-2 in die Reichweite des IDD. Diese wurde ab dem 28. August, dem Sol 2699 der Mission, ebenfalls mit dem Mikroskop und dem APXS-Spektrometer untersucht. Auch bei diesen Messungen wurden verschiedene Bereiche der Felsoberfläche abgetastet.

Am 1. September 2011 wurden im Rahmen einer von der NASA veranstalteten Telekonferenz erste Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen bekannt gegeben.

Opportunity, so die an der Mission beteiligten Wissenschaftler, hat mit der Ankunft im Randbereich des Endeavour-Kraters ein Gebiet erreicht, welches sich aus geologischer Sicht vollkommen von den zuvor befahrenen und untersuchten Regionen unterscheidet. Der Rover hat während der Annäherung an das Cape York eine Grenzelinie in der Zusammensetzung des Sedimentgesteins überschritten und hat jetzt Zugriff auf tiefer liegende Gesteinsschichten, welche über ein deutlich höheres Alter verfügen als die zuvor untersuchten Oberflächenformationen. Diese Formationen entstammen teilweise dem Noachischem Zeitalter, welches vor etwa 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren vorherrschte. Im Gegensatz zu den bisher üblichen Gesteinsschichten aus Sandstein erreicht Opportunity somit jetzt Gesteinsformationen, welche aus der Frühzeit des Mars stammen. „Dies ist für uns eine brandneue Mission mit einem brandneuen Landeplatz“, so Steve Squyres von der Cornell University, der Principal Investigator der Mars Exploration Rover-Mission.
Bereits beim Durchfahren der dem Cape York vorgelagerten Bottany Bay zeigte sich, dass die dort befindlichen Felsen offensichtlich durch eine über Milliarden von Jahren anhaltende Winderosion verändert wurden. Auf der Oberfläche der Bottany Bay sind zudem an mehreren Stellen feine Adern erkennbar, welche sich aus einem hellen Material zusammensetzten. Möglicherweise, so ein erster Erklärungsversuch, handelt es sich hierbei um Minerale, welche durch Wasser aus der Planetenoberfläche ausgewaschen wurden. Für genauere Aussagen fehlen allerdings entsprechende Messwerte, da sich die an der Mission beteiligte Wissenschaftler dazu entschlossen hatten, zuerst die Gesteine in der Umgebung des Odyssey-Kraters zu analysieren.

Die ersten Auswertungen der bisher gewonnenen Daten von Tisdale-2 haben ergeben, dass es sich bei dieser Struktur um eine typische Impaktbrekzie handelt. Der Felsen ist somit ein Produkt des Meteoriteneinschlages, welcher zur Entstehung des Odyssey-Kraters führte. Bei dem Impakt wurden ältere auf der Marsoberfläche abgelagerte Gesteine zertrümmert und durch die dabei auftretenden hohen Drücke verdichtet und zu Tisdale-2 verschmolzen. Tisdale-2 ist die erste Impaktbrekzie, welche auf dem Mars durch den Rover Opportunity untersucht werden konnte.

Zudem verfügt Tisdale-2, so die ersten Analysen der APXS-Daten, über eine Zusammensetzung, welche in dieser Form noch nie zuvor auf dem Mars nachgewiesen werden konnte. Er besitzt eine Zusammensetzung, welche mit verschiedenen vulkanischen Gesteinen vergleichbar ist. Die nachgewiesenen Anteile von Kieselerde, Aluminium und Chlor sind typisch. Besonders auffällig ist jedoch der ungewöhnlich hohe Anteil von Zink und Brom. Speziell der nachgewiesene Zink-Anteil fällt deutlich höher aus als bei allen zuvor durch die Rover Spirit und Opportunity untersuchten Gesteinen. Auf der Erde sind Gesteine mit einer solchen hohen Zink-Konzentration Hinweise auf eine in der Vergangenheit in der Region erfolgten hydrothermale Aktivität.

„Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass wir es auch hier mit einem ehemaligen hydrothermalen System zu tun haben“, so Steve Squyres. Erste Vermutungen gehen in die Richtung, dass die hydrothermale Aktivität vor mehreren Jahrmilliarden durch die Entstehung des Endeavour-Kraters ausgelöst wurde. Im Gegensatz zu anderen Regionen auf dem Mars, welche Anzeichen für eine ehemalige hydrothermale Aktivität aufweisen, war das im Bereich des Endeavour-Kraters aufgetretenen Wasser aber sehr wahrscheinlich pH-neutral.

Dies deckt sich mit den vorherigen Messergebissen des CRISM-Spektrometers an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Die bisherigen Analysen der von diesem Instrument gewonnenen Daten deuten eindeutig darauf hin, dass sich in der Umgebung des Cape York an verschiedenen Stellen Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert haben. Dies weist auf eine früher erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hin.

Im zentralen Bereich des Cape York konnte das CRISM-Spektrometer eine hohe Konzentration von Smektiten – hierbei handelt es sich um Schichtsilikate, welche eine bestimmte Gruppe der Tonminerale bilden – registrieren. Speziell das Vorhandensein dieser Smektite ist ein Indiz dafür, dass sich in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals pH-neutrales Wasser befunden haben muss – und dies über einen in geologischen Zusammenhängen betrachtet längeren Zeitraum.

Opportunity beendete die Untersuchungen von Tisdale-2 am 31. August. Am darauffolgenden Tag verließ der Rover sein bisheriges Forschungsziel und bewegte sich zunächst knapp 20 Meter in die östliche Richtung. Die nächste Fahrt ist noch für dieses Wochenende vorgesehen. Dabei soll sich der Rover um weitere 20 bis 25 Meter in die nordöstliche Richtung bewegen und einen Bereich mit offen zutage liegenden Grundgestein erreichen. Bei dessen Analyse soll Opportunity nach weiteren Zink-Konzentrationen suchen. Sollten diese tatsächlich nachgewiesen werden, so wäre dies ein weiteres Indiz für eine einstmals „feuchte Vergangenheit“ des Mars.

Ein kleiner Wermutstropfen ist die gegenwärtig auf dem Mars vorherrschende Wettersituation. Aufgrund mehrerer während der letzten Wochen auf dem Mars aktiven lokalen und regionalen Staubstürmen ist die Atmosphäre des Mars gegenwärtig sehr stark mit Staub durchtränkt. Dies hatte unter anderem zur Folge, dass die in den letzten Wochen von Opportunity angefertigten Fotoaufnahmen der weiteren Umgebung relativ unscharf ausgefallen sind.

Die Staubaktivitäten in der Marsatmosphären hatten in den letzten Tagen wieder zugenommen. Vor zwei Wochen wurden dabei lokale Sturmgebiete über dem südlichen Noachis Terra und unmittelbar südlich des Hellas Planitia beobachtet, welche sich zu einem regionalen Sandsturm entwickelten, der sich anschließend über die nahezu gesamten südlichen Hemisphäre des Mars ausbreitete. Das Zentrum dieses Sturmgebietes befand sich über dem Noachis Terra und bewegte sich dann auf das westlich gelegene Aonia Terra zu. Ausläufer des Sturm dehnten sich dabei bis in das Terra Sirenum und das Terra Cimmeria aus. Zeitweilig wurde durch den Staub auch die südliche Polarkappe des Mars verdeckt.

Ab dem 22. August bewegte sich ein größeres Sturmgebiet über dem Chryse Planitia. Kleinere Stürme wurden in der vergangenen Woche zudem über dem Utopia Planitia und dem Elysium Planitia registriert. Wolken aus Wassereiskristallen wurden über dem Tempe Terra und dem Acidalia Planitia sowie im Bereich des Vulkans Arsia Mons in der Tharsis-Region beobachtet, von wo aus sie sich über die nördlichen mittleren Breiten des Mars ausdehnten. Der Himmel über dem Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity, war von dieser Entwicklung der letzten Wochen allerdings kaum betroffen. Er erschien lediglich leicht getrübt.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen gibt die folgende Auflistung. 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 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 Rovers.

• 27.07.2011: 0,413 kWh/Tag , Tau-Wert 1,01 , Lichtdurchlässigkeit 58,70 Prozent
• 03.08.2011: 0,385 kWh/Tag , Tau-Wert 1,03 , Lichtdurchlässigkeit 53,70 Prozent
• 09.08.2011: 0,374 kWh/Tag , Tau-Wert 1,12 , Lichtdurchlässigkeit 54,20 Prozent
• 17.08.2011: 0,399 kWh/Tag , Tau-Wert 1,03 , Lichtdurchlässigkeit 56,90 Prozent
• 23.08.2011: 0,366 kWh/Tag , Tau-Wert 1,07 , Lichtdurchlässigkeit 54,60 Prozent
• 31.08.2011: 0,352 kWh/Tag , Tau-Wert 1,07 , Lichtdurchlässigkeit 54,00 Prozent

Laut John Callas, dem für die Mars Exploration Rover-Mission zuständigen Projektmanager des JPL, wird die Energiesituation während des kommenden Marswinters sehr wahrscheinlich keine Beeinträchtigung darstellen. Die zur Verfügung stehende Energie sollte auch in der Zukunft ausreichen, um die Fortsetzung der geplanten Analysen zu ermöglichen. Für diese Einschätzung greifen die Ingenieure des JPL auf die Erfahrungen der letzten Jahre zurück. Trotzdem muss aufgrund des fortgeschrittenen Alters des Rovers jederzeit damit gerechnet werden, dass entscheidende technische Bauteile von Opportunity dauerhaft ausfallen und die Mission somit beendet werden muss. „Wir betrachten jeden weiteren Tag der Forschung als ein zuvor nicht zu erwartendes Geschenk für die Fortsetzung dieser Mission“, so Dave Lavery vom NASA-Hauptquartier.

Sollte Opportunity jedoch auch weiterhin einsatzfähig bleiben – und abgesehen von verschiedenen Alterserscheinungen deutet gegenwärtig eigentlich nichts auf das Gegenteil hin – so könnte der Rover noch viele weitere Jahre mit der Erforschung des Endeavour-Kraters verbringen. Nach dem Abschluss der noch mehrere Monate andauernden Untersuchungen am Cape York soll sich Opportunity dabei in die südliche Richtung bewegen und das in mehreren Kilometern Entfernung gelegene Cape Tribulation ansteuern. Hier würde eine neue Herausforderung auf den Rover warten. Bei der Ersteigung des Cape Tribulation müsste Opportunity zuerst einen Höhenunterschied von rund 80 Metern überbrücken und anschließend ein Gefälle von bis zu 25 Grad überwinden. Erst danach würden sich die im Bereich des Cape Tribulation befindlichen Smektit-Konzentrationen in der Reichweite des Rovers befinden.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Unmanned Spaceflight.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen des Viktoria-Kraters auf der Hochebene „Meridiani Planum“ im Jahr 2008 fassten die für die Opportunity-Mission verantwortlichen Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) den Entschluss, den Marsrover Opportunity zu einem neuen Ziel zu manövrieren. Hierfür wählte die Missionsleitung den westlichen Rand des knapp 22 Kilometer durchmessenden und etwa 12 Kilometer vom Viktoria-Krater entfernten Endeavour-Kraters aus. Auf dem Weg zu seinem neuen Ziel legte Opportunity in den vergangenen Jahren weitere über 20 Kilometer auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurück.

Neben der Entdeckung und Untersuchung mehrerer Meteoriten und der Erkundung verschiedener kleinerer Krater stand dabei die in regelmäßigen Abständen erfolgende Analyse der chemischen Zusammensetzung der passierten Böden und Gesteine auf dem Arbeitsprogramm des Robotergeologen. Nach einer Reise von fast drei Jahren hat der Rover am gestrigen Tag, dem Sol 2.681 der Mission, sein Ziel erreicht. Opportunity befindet sich seit wenigen Stunden direkt am Rand des Cape York, einer kleinen Geländeerhebung am Westrand des Endeavour-Kraters.

Seit dem letzten ausführlichen Statusbericht konnte sich Opportunity auch weiterhin erfolgreich auf sein nächstes Ziel zubewegen. Nach der Beendigung einer Messung mit seinem APXS-Spektrometer setzte Opportunity seine Fahrt am 29. Juli 2011, dem Sol 2.670 der Mission, fort. Im Rahmen dieser Fahrt über eine Strecke von 63,61 Metern in die süd-südöstliche Richtung wurde die Marke von insgesamt 33 auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegten Kilometern überschritten. Nach der Anfertigung verschiedener Bildaufnahmen eines nahe gelegenen Kraters wurde die Fahrt bereits am darauffolgenden Tag fortgesetzt. Diesmal wurden 69,20 Meter in die südöstliche Richtung zurückgelegt. Zwei weitere Fahrten über 120 und 121 Meter folgten am 2. und 4. August.

Opportunity hatte sich der Südspitze des Cape York damit bis auf etwa 140 Meter genähert. Bereits zuvor waren den für die Bedienung der Navigations- und Panoramakameras verantwortlichen Missionsmitarbeitern spektakuläre Aufnahmen gelungen. Jetzt war aber erstmals auch ein Blick in das Innere des etwa 300 Meter tiefen Endeavour-Kraters möglich.

Im Vordergrund der nebenstehenden Aufnahme befindet sich die Ebene Bottany Bay, welche zwischen dem Cape York und dem Cape Tribulation platziert ist. Die Gebirge in der rechten Bildhälfte zeigen das Cape Tribulation mit dem vorgelagerten Sunderland Point, anschließend das Cape Byron und dahinter das Cape Dromedary, welche sich auf einer Länge von mehreren Kilometern am Westrand des Endeavour-Kraters erstrecken und einen Teil von dessen teilweise bereits stark verwittertem Wall bilden. Im Bildhintergrund ist das etwa 22 Kilometer entfernte östliche Randgebirge des Kraters zu sehen. Im Inneren des Kraters sind zudem am äußersten linken Bildrand die Ausläufer eines extrem flach ausfallenden Zentralberges zu erkennen. Das Cape York befindet sich in diesem Panorama außerhalb des Aufnahmebereiches noch weiter links (nördlich).

Zugleich hatte die jetzt erfolgte relativ dichte Annäherung an das Cape York auch eine Änderung der bisherigen Taktik des Mars Exploration Rover-Teams zur Folge. Die bisherige Vorgehensweise bestand darin, in einem möglichst kurzen Zeitraum eine möglichst große Entfernung in Richtung zum Rand des Endeavour-Kraters zu überbrücken. Diese Fahrten wurden nur gelegentlich für intensivere Untersuchungen oder Fotoaufnahmen von ausgewählten Zielen unterbrochen. Ab jetzt, so die Aufforderung von Steve Squyres von der Cornell University, dem Chefwissenschaftler der Rover-Mission, solle man „etwas auf die Bremse treten“ und die Wissenschaft in den Vordergrund rücken.
Hierzu sollten zuerst verstärkt zusätzliche Aufnahmen von verschiedenen Oberflächenstrukturen angefertigt werden. Durch die Verwendung verschiedener Filter können diese Strukturen sowohl in Echtfarben als auch in Falschfarben wiedergegeben werden. Bereits aus diesen ausschließlich optischen Daten lassen sich Rückschlüsse über die Beschaffenheit und Zusammensetzung der Oberfläche gewinnen. Aus diesem Grund sollten die restlichen Meter bis zum Rand des Cape York auch nicht in einer einzigen Etappe überbückt werden.

„Die Landschaft ist wirklich sehr spektakulär“, so Steve Squyres. „Mittlerweile stellt sie sich jeden Tag anders dar und jede Datenübertragung vom Mars gestaltet sich spannend. Wir wissen, dass sich die Geologie der Oberfläche jetzt sehr stark verändert, können das Ausmaß dieser Veränderungen aber noch nicht einschätzen.“

Bei seiner nächsten Fahrt am 6. August näherte sich Opportunity dem Cape York nochmals um zusätzliche 75,26 Meter an und enthüllte mit den anschließend angefertigten Bildaufnahmen weitere Details der Oberfläche. Am linken Rand der nebenstehenden Aufnahme der Navigationskamera ist das Auswurfmaterial des Odyssey-Kraters zu erkennen, welches sich an dessen unmittelbarem Rand abgelagert hat. Besonders auffällig ist dabei die Größe der Ejektablöcke.

Dieser lediglich etwa 17 x 21 Meter durchmessende Krater befindet sich direkt auf der Südspitze des Cape York. Auch in dieser Aufnahme ist im Inneren des Endeavour-Kraters der sehr flach ausfallende „Zentralberg“ erkennbar. Ebenfalls gut erkennbar ist eine Veränderung des vorausliegenden Geländes. Zum Zeitpunkt dieser Aufnahme befand sich Opportunity noch auf einem Areal, wo offen zutage tretendes Grundgestein die Zusammensetzung der Oberfläche dominiert. Weiter zum Kraterrand hin wird dieses wieder von Sand abgelöst.

Seine bisher letzte Etappe absolvierte Opportunity schließlich am gestrigen Sol 2.681. Im Rahmen dieser Fahrt bewegte sich der Rover weitere 62 Meter in die südöstliche Richtung. Aktuell befindet sich Opportunity jetzt in einer Entfernung von etwa 20 Metern zum westlichen Rand des Odyssey-Kraters. Was jetzt folgt, wird von vielen Mitarbeitern der Mars Exploration Rover-Mission mit dem Beginn einer völlig neuen Mission verglichen. Der Zweck der demnächst beginnenden Oberflächenanalysen besteht darin, die in der unmittelbaren Umgebung des Cape York befindlichen Minerale näher zu analysieren.

Die bisherigen Analysen der von den verschiedenen Marsorbitern gewonnenen Daten deuten eindeutig darauf hin, dass sich dort an verschiedenen Stellen Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert haben. Dies weist auf eine früher erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hin. Sowohl Opportunity als auch sein baugleicher „Zwillingsbruder“ Spirit haben im Verlauf ihrer bisherigen Forschungsarbeiten mehrfach Minerale auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten nachgewiesen, welche sich normalerweise nur unter dem Einfluss von Wasser bilden können. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang besonders der Nachweis von Sulfaten. Diese Sulfate benötigten für ihre Bildung jedoch wahrscheinlich lediglich punktuell auftretende Konzentrationen von verhältnismäßig salzigem Wasser, welches zudem nicht dauerhaft über einen längerem Zeitraum auf der Planetenoberfläche aufgetreten sein müsste. Für die Bildung von Tonmineralen müsste die Marsoberfläche dagegen über einen deutlich längeren Zeitraum mit Wasser interagiert haben.

Ein weiterer Unterschied bei der Bildung von Sulfaten und Tonmineralen ist der pH-Wert des dafür benötigten Wassers. Eines der Sulfate, welches Opportunity in den bisher untersuchten Gesteinen nachweisen konnte, ist das Mineral Jarosit, welches sich ausschließlich in einer sehr „sauren“ Umgebung bildet. Eine solche saure Umgebung stellt für die meisten irdischen Lebensformen, abgesehen von hochspezialisierten extremophilen Organismen, eine eher schlechte Lebensgrundlage dar. Die meisten Astrobiologen halten es für unwahrscheinlich, dass sich unter solchen extremen Voraussetzungen Leben bilden kann.

Tonminerale entstehen dagegen bei höheren, nahezu neutralen pH-Werten. Ihr Vorhandensein im Bereich des Endeavour-Kraters wird als ein Hinweis darauf interpretiert, dass sich in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals pH-neutrales Wasser befunden haben muss – und dies über einen 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.

Die geplanten Untersuchungen des Cape York könnten somit zugleich die wissenschaftlich bedeutsamsten der gesamten Mars Exploration Rover-Mission werden. Mit ihnen könnten die Wissenschaftler der Beantwortung der wohl interessantesten Frage der aktuellen Marsforschung einen Schritt näher kommen: „Haben auf dem Mars einstmals Umweltbedingungen geherrscht, welche die Entstehung von Leben ermöglicht haben könnten?“
Allerdings wird Opportunity für die entsprechenden Untersuchungen das Cape York erklimmen müssen, was bei der geringen Höhe von nur wenigen Metern aber keine allzu großen Probleme bereiten dürfte. Dort konnte das CRISM-Spektrometer an Bord des von der NASA betriebenen Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) die höchste Konzentration von Smektiten – hierbei handelt es sich um Schichtsilikate, welche eine bestimmte Gruppe der Tonminerale bilden – registriert.

Nach einer ausführlichen Sondierung der Lage sollen anschließend unter anderem das APXS-Spektrometer und das Moessbauer-Spektrometer, zwei der wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Rovers, dazu eingesetzt werden, um die Zusammensetzung der Oberfläche eingehend zu analysieren. Speziell die Messungen mit dem Moessbauer-Spektrometer werden dabei über einen Zeitraum von mehreren Wochen andauern. Da sich der Robotergeologe in diesem Zeitraum nicht bewegen darf, soll diese Zeit unter anderem dazu genutzt werden, um die Umgebung und speziell das Innere des Endeavour-Kraters mit den verschiedenen Kameras ausführlich abzubilden. Der Öffentlichkeit werden somit in Kürze äußerst interessante und spektakuläre Aufnahmen des Endeavour-Kraters zur Verfügung stehen.

Ein kleiner Wermutstropfen ist dabei die gegenwärtig auf dem Mars vorherrschende Wettersituation. Aufgrund mehrerer kürzlich aktiver lokaler und regionaler Staubstürme ist die Atmosphäre des Mars gegenwärtig sehr stark mit Staub durchtränkt. Dies hatte zur Folge, dass die in den letzten Wochen von Opportunity angefertigten Fotoaufnahmen relativ unscharf ausgefallen sind.

Allerdings gehen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler davon aus, dass sich diese zur Zeit eher negativen Wetterbedingungen in den kommenden Monaten aufgrund des Wandels der Jahreszeiten auf dem Mars wieder verbessern werden. Die daraus resultierende verbesserte Opazität der Marsatmosphäre wird sich dabei nicht nur positiv auf weitere fotografische Dokumentationen auswirken. Zusätzlich sollte sich dadurch auch wieder die täglich zur Verfügung stehende und in den letzten Wochen leicht rückläufige Energiemenge für den ausschließlich solarbetriebenen Rover erhöhen.

Aus technischer Sicht betrachtet befindet sich Opportunity, von kleineren Mängeln abgesehen, nach wie vor in einem exzellenten Zustand. Einer Fortsetzung der Mission steht somit aus heutiger Sicht nichts im Weg. In Anbetracht der Anforderungen, welche ursprünglich an diese Mission gestellt wurden und die von einer Einsatzdauer von drei Monaten ausgingen, in denen der Rover „lediglich“ rund 700 Meter zurücklegen sollte, ist dies eine fast unglaubliche Leistung. Diese fand am gestrigen Tag ihren vorläufigen Höhepunkt. Nur wenige Optimisten haben wohl ernsthaft damit gerechnet, dass Opportunity wirklich den Rand des Endeavour-Kraters erreichen würde. Aufgrund dieses erneuten Erfolges wird der Menschheit ein weiterer und noch tieferer Einblick in die Entwicklungsgeschichte unseres Nachbarplaneten ermöglicht werden.

Die momentanen Planungen der Mitarbeiter der Mars Exploration Rover-Mission sehen vor, dass sich Opportunity im Rahmen einer weiteren Fahrt noch weiter auf das Cape York begeben soll. Das nächste Ziel wird dabei sehr wahrscheinlich der unmittelbare Rand des Odyssey-Kraters sein. In dieser Region sollen anschließend noch auszuwählende Oberflächenstrukturen näher untersucht werden. Diese Analysen werden jedoch erst den Auftakt für weitere und intensivere Forschungen im Bereich des Cape York bilden. Sollte Opportunity anschließend immer noch funktionsfähig sein, so soll der Rover seine Fahrt in die südliche Richtung fortsetzen und nach einer zwischenzeitlichen Untersuchung der Bottany Bay das dort gelegene Cape Tribulation ansteuern.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Unmanned Spaceflight, Road to Endeavour.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen des Viktoria-Kraters auf der Hochebene „Meridiani Planum“ im Jahr 2008 trafen die für die Opportunity-Mission verantwortlichen Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) den Entschluss, den Marsrover Opportunity zu einem neuen Ziel zu manövrieren. Hierfür wählte die Missionsleitung den knapp 22 Kilometer durchmessenden und etwa 12 Kilometer vom Viktoria-Krater entfernten Endeavour-Krater aus. Im Verlauf der Fahrt zu diesem Krater erreichte Opportunity am 16. Dezember 2010 den etwa 90 Meter durchmessenden Krater Santa Maria, welcher von dem Rover in den folgenden Wochen teilweise umrundet, ausführlich fotografisch dokumentiert und an mehreren aus wissenschaftlicher Sicht besonders interessanten Stellen intensiv mit den verschiedenen Instrumenten untersucht wurde (Raumfahrer.net berichtete).

Am 25. März 2011, dem Sol 2547 der Opportunity-Mission, waren die Untersuchungen beendet und der Rover setzte seinen Weg zu dem zu diesem Zeitpunkt noch über sechs Kilometer entfernten Westwall des Endeavour-Kraters fort. Bis zum 7. April, dem Sol 2560 der Mission, konnte der Rover dabei in zehn Etappen eine Distanz von 996 Meter zurücklegen und weitere Aufnahmen des umgebenden Geländes anfertigen. Diese Fahrten führten zuerst in die südliche und später in die östliche Richtung. Mit dem gewählten Kurs nahm das für die Steuerung von Opportunity verantwortliche Marsrover-Driver-Team absichtlich einen Umweg in Kauf. Auf diese Weise konnten verschiedene Geländeabschnitten, welche im Vorfeld als problematisch eingestuft wurden, erfolgreich umfahren werden.

Bei diesen Fahrten zeigten die Telemetriedaten von Opportunity allerdings einen um mehr als 100 Milliampere erhöhten Stromverbrauch des rechten Vorderrades im Vergleich zu den restlichen fünf Rädern des Rovers an. Dieses Phänomen einer erhöhten Stromabnahme trat erstmals bei der Erkundung des Inneren des Viktoria-Kraters auf und konnte seit dem Februar 2009 regelmäßig beobachtet werden. Als wahrscheinlichste Ursache wird von den Technikern und Ingenieuren des JPL und der Herstellerfirmen ein Problem mit dem Schmiermittel des betreffenden Radgetriebes angenommen, welches zu einem erhöhten Reibungswiderstand im Inneren des Getriebes führt.

Analysen im Frühjahr 2009 ergaben, dass der Stromverbrauch des rechten Vorderrades bei einer Rückwärtsbewegung des Rovers geringer ausfällt als bei einer Vorwärtsbewegung. Um das Rad und das für dessen Antrieb verantwortliche Getriebe so weit wie möglich zu schonen, wurde Opportunity ab diesem Zeitpunkt in der Regel nur noch im „Rückwärtsgang“ über das Meridiani Planum gesteuert. Durch diese Fortbewegungsweise lag der Wert des Vorderrades durchschnittlich nur noch 40 bis 50 Milliampere über den Werten der restlichen Räder.

Die erneute Zunahme des Stromverbrauches während der Untersuchung von Santa Maria und in den darauffolgenden Tagen liegt nach den Annahmen der Mitarbeiter des JPL darin begründet, dass sich Opportunity während der Erkundung des Kraters Santa Maria die meiste Zeit im Vorwärtsgang fortbewegte. Eine weitere Ursache könnte laut Bill Nelson, dem Leiter des Mars Exploration Rover-Ingenieur-Teams des JPL in den Umgebungstemperaturen auf dem Mars liegen. „Wenn wir eine Fahrt früh am Tag bei entsprechend niedrigen Temperaturen beginnen, dann sehen wir höhere Ströme als wenn wir eine Fahrt zu einer späteren Tageszeit und somit bei höheren Temperaturen starten.“
Während der folgenden Fahrten sanken die Stromwerte für das rechte Vorderrad dann allerdings wieder auf den mittlerweile normalen, nur noch leicht erhöhten Wert ab. Die weitere Entwicklung wird von den Ingenieuren des Mars Exploration Rover-Teams jedoch auch weiterhin sorgfältig verfolgt.
Bis zum 1. Mai, dem Sol 2583 der Mission, konnte Opportunity im Verlauf von weiteren neun Tagesetappen zusätzliche rund 1.000 Meter überwinden. Der eingeschlagene Kurs führte jetzt in die südöstliche Richtung und zielte somit direkt auf das Cape York, einer Geländeerhebung am Westrand des Endeavour-Kraters, welche als Ankunftspunkt an diesem Krater vorgesehen ist. Der Rover konnte dabei am 27. April, dem Sol 2579, einen neuen Rekord verbuchen. An diesem Tag legte Opportunity eine Strecke von 152,18 Metern zurück. Dies war ein neuer „Post-Viktoria“-Rekord für eine im „Rückwärtsgang“ durchgeführte Fahrt an einem einzigen Missionstag.

Nach seiner Fahrt am 1. Mai befand sich Opportunity unmittelbar nördlich von einem Kraterfeld, welches sich aus vier kleinen und anscheinend noch relativ jungen Impaktkratern zusammensetzt. Anlässlich des 50. Jahrestages des ersten Starts eines US-amerikanischen Astronauten ins Weltall wurden diese vier Krater von den Mitarbeitern der Rovermission mit den inoffiziellen Namen Freedom 7, Sigma 7, Faith 7 und Friendship 7 versehen, welche sich auf die Namen von Raumschiffen des Mercury-Programms der amerikanischen Weltraumbehörde beziehen. Alan Shepard, der erste Amerikaner im Weltall, startete am 5. Mai 1961 und erreichte auf einer ballistischen Flugbahn eine Höhe von 187 Kilometern. Nach einer Flugdauer von 15 Minuten und 22 Sekunden wasserte sein Raumschiff Freedom 7 wie vorgesehen im Atlantischen Ozean.

In den folgenden Tagen durchfuhr Opportunity das Kraterfeld und fertigte dabei mit seinen Navigations- und Panoramakameras diverse Aufnahmen der Krater und der unmittelbaren Umgebung an. Die beiden kleineren Krater Sigma 7 und Faith 7 am nördlichen Rand des Feldes sind bereits relativ stark mit Sand und Staub verfüllt. Friendship 7 ist komplett von einem hellem Ejekta-Material umgeben. Der größte der vier Krater, er wurde mit dem Namen Freedom 7 belegt, verfügt über eine Ausdehnung von rund 25 x 31 Metern. An seinem südlichen Rand ist ebenfalls helles Auswurfmaterial erkennbar.

Am 6. Mai war die Untersuchung des Mercury-Kraterfeldes beendet und Opportunity bewegte sich mit einer Fahrt über 126 Meter in die östliche Richtung. Einen Tag später, am Sol 2589, folgte eine weitere Fahrt über diesmal 129 Meter. In der folgenden Woche konnte der Rover im Rahmen von fünf Fahrten zwischen dem 10. und dem 14. Mai weitere rund 530 Meter überbrücken. Dabei führte der Kurs den Rover erneut an einem kleinen Impaktkrater vorbei, welcher ebenfalls kurz mit den Kameras abgebildet wurde. Auch der Skylab-Krater, so sein Name, verfügt lediglich über einen Durchmesser von wenigen Metern.

In der folgenden Woche überquerte Opportunity am 17. und 18 Mai planmäßig eine Strecke von weiteren rund 200 Metern. Die darauffolgende Fahrt am 19. Mai wurde dagegen vom dem Rover nach einer überbrückten Distanz von lediglich 29 Metern vorzeitig automatisch abgebrochen. Die Analysen der Ingenieure des JPL ergaben, dass der Rover zu diesem Zeitpunkt von kosmischer Strahlung getroffen wurde. Diese verursachte einen Single Event Upset. Durch die hochenergetische Strahlung wurde in einer der FPGAs des Rovers ein sogenannter „Bit flip“ – die unvorhergesehene Änderung des Zustandes eines Bits – hervorgerufen. Vergleichbare Ereignisse sind in den vergangenen Jahren bei den beiden Marsrovern Spirit und Opportunity nur äußerst selten aufgetreten. Wie bereits in der Vergangenheit blieb jedoch auch dieses Ereignis ohne weitere negative Folgen. Opportunity konnte seine Fahrt am 21. Mai, dem Sol 2603 der Mission, mit einer Etappe über 128 Meter fortsetzen.

Die folgende Fahrt fiel mit einer überbrückten Distanz von 42 Metern bewusst kurz aus und führte Opportunity in ein Gebiet, in dem die an der Mission beteiligten Wissenschaftler zuvor mittels der Kamerabilder des Rovers eine interessante Gesteinsformation entdeckt hatten. „Valdivia“, so der formelle Name dieser Region aus offen zutage liegenden Grundgestein, wurde in den folgenden Tagen ausführlich mit den verschiedenen Kamerasystemen des Rovers abgebildet. Zudem wurden das Mikroskop und das APXS-Spektrometer für intensivere Untersuchungen des Bodens eingesetzt.

Nach der Beendigung der Analysen setzte der Rover seine Fahrt am heutigen Sol 2614 fort und überbrückte dabei eine Distanz von rund 140 Metern. Im Rahmen dieser bisher letzten Fahrt, welche in der vergangenen Nacht gegen 04:00 MESZ beendet wurde, hat Opportunity die Marke von 30 auf der Oberfläche des Mars‘ zurückgelegten Kilometern überschritten. Somit hat Opportunity seit der Beendigung seiner Untersuchungen am Krater Santa Maria während der letzten zehn Wochen eine Distanz von über drei Kilometern überbrückt. Die Entfernung zum Westrand des Endeavour-Kraters konnte in diesem Zeitraum fast halbiert werden und beträgt aktuell noch etwa 3,3 Kilometer. Bis zum jetzigen Zeitpunkt konnte Opportunity rund 153.000 Bilder an die Erde übermitteln.

Nach den aktuellen Planungen wird das Roverdriver-Team den Marsrover auch in den kommenden Wochen ohne größere Unterbrechungen auf den Endeavour-Krater zusteuern. Das vorausliegende Gelände fällt sehr eben aus und ist von Rippelmarken und gelegentlich auftretenden Flächen von offen zutage liegendem Grundgestein gekennzeichnet.

Dieses jetzt noch zu überbrückende Gebiet wurde in der Vergangenheit ausführlich mit den verschiedenen Kameras und Spektrometern der beiden NASA-Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter und Mars Odyssey kartiert. Bei der Auswertung der Daten konnten die beteiligten Wissenschaftler keinerlei Hinweise darauf finden, dass der Rover Probleme bei der Bewältigung der zukünftigen Route haben könnte. „Die von uns beobachteten Dünengrate sind weder hoch genug noch ausgedehnt genug, um ein Mobilitätsproblem für den Rover dazustellen“, so Ray Arvidson, der stellvertretende Chef-Wissenschaftler der Mars Exploration Rover-Mission von der Washington University in St. Louis/ USA.
Momentan deuten die Telemetriedaten bezüglich des „Gesundheitszustandes“ des Rovers auf keine nennenswerten technischen Anomalien hin. Neben dem allgemeinen technischen Zustand muss dabei allerdings auch immer ein Auge auf die aktuelle Wettersituation auf dem Mars geworfen werden. Da der Rover ausschließlich mittels seiner Solarpaneele durch Sonnenenergie betrieben wird, ist für dessen Energiesituation allein das Wetter auf dem Mars verantwortlich.

Hierbei zeigt sich gegenwärtig eine für die jetzige Jahreszeit – auf der südlichen Hemisphäre des Mars herrscht gerade Frühsommer – typische Entwicklung. Mehrere regional begrenzte Staubstürme haben während der vergangenen Wochen und Monate größere Mengen an Staub in die Luft befördert, was zu einer Trübung der Atmosphäre geführt hat. Dieser Staub hat sich mittlerweile teilweise wieder auf der Planetenoberfläche abgelagert und dabei auch die Solarpaneele von Opportunity mit einer dünnen Staubschicht bedeckt. Dadurch bedingt ist die von dem Rover generierte Energiemenge in den letzten Monaten langsam, aber stetig abgefallen und hatte sich in den letzten Wochen bei einem Wert von weniger als 400 Wattstunden pro Tag eingependelt.

Auch in den vergangenen Wochen gestaltete sich das Wetter auf dem Mars typisch für die gegenwärtige Jahreszeit. Staub und Wolken aus Wassereiskristallen erstreckten sich über weite Bereiche der mittleren nördlichen Breiten. Besonders stark konzentriert war der Staub dabei über dem Tempe Terra, dem Acidalia Planitia und dem Arcadia Planitia in der nördlichen Tiefebene. Zwei kurzlebige Staubstürme konnten außerdem am 19. und am 21. Mai westlich des Marsvulkans Olympus Mons über dem Amazonis Planitia registriert werden. Der Rest des Planeten zeigte sich dagegen in den vergangenen Wochen relativ staubfrei.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Monate gibt die folgende Auflistung. 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 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 Rovers.

• 22.03.2011: 0,453 kWh/Tag , Tau-Wert 0,968 , Lichtdurchlässigkeit 58,80 Prozent
• 29.03.2011: 0,423 kWh/Tag , Tau-Wert 0,914 , Lichtdurchlässigkeit 56,00 Prozent
• 06.04.2011: 0,414 kWh/Tag , Tau-Wert 0,910 , Lichtdurchlässigkeit 56,10 Prozent
• 12.04.2011: 0,390 kWh/Tag , Tau-Wert 0,919 , Lichtdurchlässigkeit 53,55 Prozent
• 19.04.2011: 0,400 kWh/Tag , Tau-Wert 0,922 , Lichtdurchlässigkeit 54,14 Prozent
• 27.04.2011: 0,381 kWh/Tag , Tau-Wert 0,870 , Lichtdurchlässigkeit 50,70 Prozent
• 04.05.2011: 0,367 kWh/Tag , Tau-Wert 0,819 , Lichtdurchlässigkeit 51,00 Prozent
• 12.05.2011: 0,382 kWh/Tag , Tau-Wert 0,816 , Lichtdurchlässigkeit 51,40 Prozent
• 18.05.2011: 0,406 kWh/Tag , Tau-Wert 0,806 , Lichtdurchlässigkeit 52,80 Prozent
• 25.05.2011: 0,408 kWh/Tag , Tau-Wert 0,827 , Lichtdurchlässigkeit 53,50 Prozent

Speziell diese eher niedrigen Energiewerte lassen die in den letzten zwei Monaten zurückgelegten Entfernungen mit Tagesetappen von teilweise deutlich über 100 Metern an mehreren aufeinander folgenden Tagen bemerkenswert erscheinen. Für den Betrieb seines Bordrechners, der internen Heizung für die wichtigsten elektronischen Bauteile und die tägliche Kommunikation mit der Erde benötigt Opportunity pro Tag etwa 160 Wattstunden Energie. Sofern nicht auf die Reserven in den beiden Batterien zurückgegriffen werden soll, steht dem Rover lediglich der verbleibende Energieüberschuss für die jeweilige tägliche Fahrt zur Verfügung.

Auch in den nächsten Wochen und Monaten wird sich der Robotergeologe Opportunity weiterhin in die südöstliche Richtung bewegen und dabei seinem nächsten „großen Ziel“, dem Endeavour-Krater, nähern. Als Ankunftspunkt an diesem Krater ist dabei nach den aktuellen Planungen des wissenschaftlichen Teams der Mars Exploration Rover-Mission die Südspitze des Cape York vorgesehen. Bei dem Cape York handelt es sich um eine etwa 650 Meter lange, rund 150 Meter breite und relativ flach ausfallende Geländeerhebung am unmittelbaren Westrand des Endeavour-Kraters. Diese Geländeformation ist von geschichteten Gesteinsablagerungen umgeben, welche laut der durch Spektrometermessungen aus der Umlaufbahn erzielten Messergebnisse unter dem direkten Einfluss von Wasser entstanden sind.
Speziell in seinem südlichen Bereich, so die bisherigen Analysen der von den verschiedenen Marsorbiter gewonnenen Daten, scheinen sich Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert zu haben. Dies deutet auf eine früher erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hin. Sowohl Opportunity als auch sein baugleicher „Zwillingsbruder“ Spirit haben im Verlauf ihrer bisherigen Forschungsarbeiten mehrfach Minerale auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten nachgewiesen, welche sich normalerweise nur unter dem Einfluss von Wasser bilden können. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang besonders der Nachweis von Sulfaten. Diese Sulfate benötigten für ihre Bildung jedoch wahrscheinlich lediglich punktuell auftretende Konzentrationen von verhältnismäßig salzigem Wasser, welches zudem nicht dauerhaft über einen längerem Zeitraum auf der Planetenoberfläche aufgetreten sein müsste. Für die Bildung von Tonmineralen müsste die Marsoberfläche dagegen über einen deutlich längeren Zeitraum mit Wasser interagiert haben.

Ein weiterer Unterschied bei der Bildung von Sulfaten und Tonmineralen ist der pH-Wert des dafür benötigten Wassers. Eines der Sulfate, welches Opportunity in den bisher untersuchten Gesteinen nachweisen konnte, ist das Mineral Jarosit, welches sich ausschließlich in einer sehr „sauren“ Umgebung bildet. Eine solche saure Umgebung stellt für die meisten irdischen Lebensformen, abgesehen von hochspezialisierten extremophilen Organismen, eine eher schlechte Lebensgrundlage dar. Die meisten Astrobiologen halten es für unwahrscheinlich, dass sich unter solchen extremen Voraussetzungen Leben bilden kann.

Tonminerale entstehen dagegen bei höheren, nahezu neutralen pH-Werten. Ihr Vorhandensein im Bereich des Endeavour-Krater wird als ein Hinweis darauf interpretiert, dass sich in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals pH-neutrales Wasser befunden haben muss – und dies über einen 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.

Die geplanten Untersuchungen am südlichen Rand von Cape York könnten somit zugleich die wissenschaftlich bedeutsamsten Untersuchungen der gesamten Mission werden. Mit ihnen könnten die Wissenschaftler der Beantwortung der wohl interessantesten Frage der aktuellen Marsforschung einen Schritt näher kommen: „Haben auf dem Mars einstmals Umweltbedingungen geherrscht, welche die Entstehung von Leben ermöglicht haben könnten?“

Um das Cape York zu erreichen, gibt es auch weiterhin nur eine Vorgabe für den Rover: „Fahren, fahren, fahren…“, so Steve Squyres von der Cornell University. Unterbrochen werden soll diese weitere Fahrt, wie bereits im Fall von „Valdivia“, lediglich durch gelegentliche und dann auch nur kurzzeitige wissenschaftliche Untersuchungen der Bodenzusammensetzung des zu überquerenden Geländes.

Bezüglich des genauen Ankunftsdatums von Opportunity am Rand des Endeavour-Kraters lassen sich die an der Mission beteiligten Mitarbeiter allerdings nicht zu einer festen Aussage hinreißen. „Irgendwann zwischen Mitte September und Weihnachten 2011“, so zum Beispiel Scott Maxwell, der Leiter der Roverdriver-Teams des JPL. Zu viele Unwägbarkeiten lassen sich nicht genau abschätzen oder gar definitiv vorhersagen. Die weitere Entwicklung der Wettersituation auf dem Mars und somit die Menge der für die Fahrten zur Verfügung stehenden Energie, der allgemeine technische Zustand des Rovers, eventuelle Probleme beim Deep Space Network der NASA oder mit dem Orbiter Mars Odyssey, welche für die Kommunikation mit Opportunity benötigt werden – all dies sind Faktoren, die einen nicht unerheblichen Einfluss auf den weiteren Verlauf der Mission und nicht zuletzt auch auf das Tempo haben, mit dem sich der Rover in den kommenden Wochen und Monaten fortbewegen wird.

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Der Beitrag Opportunity überschreitet die 30-Kilometer-Marke erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Unmanned Spaceflight. Vertont von Peter Rittinger.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen des Viktoria-Kraters im Jahr 2008 entschlossen sich die für die Opportunity-Mission verantwortlichen Mitarbeiter des Jet Propulsion Laboratory (JPL) den Rover zu einem neuen Ziel zu manövrieren. Hierfür wählte die Missionsleitung den knapp 22 Kilometer durchmessenden und etwa 12 Kilometer vom Viktoria-Krater entfernten Endeavour-Krater aus. Im Verlauf seiner weiteren Fahrt erreichte Opportunity am 16. Dezember 2010 den etwa 90 Meter durchmessenden Krater Santa Maria, welcher von dem Rover in den folgenden Wochen teilweise umrundet und dabei ausführlich fotografisch dokumentiert wurde. Am 11. Januar 2011 nahm der Rover schließlich eine Position unmittelbar vor einer Formation aus offen zutage tretenden Grundgestein ein, welche in den folgenden Wochen ausführlich mit den verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten des Rovers analysiert wurde (Raumfahrer.net berichtete).

Der Grund für diese mehrwöchige Unterbrechung der Fahrt war die diesjährige Sonnenkonjunktion. Dabei handelt es sich um eine Konstellation, bei der sich der Mars von der Erde aus gesehen in einem Abstand von weniger als fünf Grad von der Sonne befindet. Aufgrund dieser Planetenstellung war die Datenübertragung zwischen der Erde und dem Mars für einen Zeitraum von etwa zwei Wochen stark eingeschränkt, da die von der Sonne ausgehende Strahlung die Funksignale, welche zwischen den beiden Planeten hin und her gesandt werden, zu sehr störte. Im Zeitraum zwischen dem 27. Januar und dem 11. Februar 2011 sollte deshalb keine Transmission von Kommandos von der Erde aus in Richtung Mars erfolgen, um den Empfang von unvollständigen und damit eventuell fehlerhaften Kommandosequenzen durch Opportunity zu vermeiden. Stattdessen wurde dem Rover für diesen Zeitraum ein Arbeitsplan übermittelt, welcher von Opportunity automatisch abgearbeitet wurde.

Die primäre Aufgabe des Rovers bestand während des Zeitraumes der Konjunktion darin, mit seinem Moessbauer-Spektrometer Spektraldaten von der Felsformation „Luis de Torres“ zu sammeln. Hiefür war das Instrument während der Konjunktion jeden Tag für mehrere Stunden aktiv. Aus dem Marsorbit heraus gewonnene Daten des CRISM-Spektrometers an Bord des Mars Reconnaissance Orbiters deuten darauf hin, dass sich speziell in diesem Gebiet am südöstlichen Rand des Kraters hydratisierte Sulfatminerale befinden. Diese Mineralvorkommen gelten als ein sicheres Indiz dafür, dass in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals flüssiges Wasser mit dem dort befindlichen Gestein interagiert haben muss. Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler hoffen, diese Sulfatminerale mit Hilfe der Moessbauer-Daten näher analysieren zu können.

Nach dem Ende der Konjunktion konnte die Verbindung mit dem Rover am 15. Februar wieder wie geplant hergestellt werden. Die dabei übermittelten Telemetriedaten zeigten, dass Opportunity den Zeitraum der Konjunktion gut überstanden hatte. Auch die gesammelten wissenschaftlichen Daten entsprachen den Erwartungen der Marsforscher. Ab dem 16. Februar konnte der Rover wieder im Normalmodus betrieben werden.

In den nächsten Tagen erfolgten dabei zunächst weitere Untersuchungen von „Luis de Torres“. Dazu wurde am 17. und 18. Februar das Rock Abrasion Tool (RAT) – hierbei handelt es sich um einen Gesteinsbohrer, welcher am Instrumentenarm des Rovers platziert ist – dazu genutzt, um die obersten drei Millimeter dieser Gesteinsplatte abzutragen und so von Verunreinigungen zu befreien. Nachdem das „Bohrloch“ mit dem ebenfalls am Roboterarm des Rovers befindlichen Mikroskop abgebildet wurde, kam mit dem APXS-Spektrometer ein weiteres Instrument zum Einsatz, um die mineralogische Zusammensetzung der Oberfläche zu ermitteln.

Die entsprechende Untersuchung dauerte drei Tage an. „Wir entschlossen uns für diese längere Untersuchung, um wirklich gute Daten zu erhalten“, so Ray Arvidson von der Washington University in St. Louis/USA. „Wir können Kohlenstoff und Wasserstoff nicht direkt nachweisen. Durch längerfristige Untersuchungen können wir dagegen zum Beispiel Kationen von Magnesium, Eisen oder Sauerstoff nachweisen.“ Durch deren Verteilung lassen sich Rückschlüsse auf die Anteile anderer Bestandteile ziehen.

„Wir können jetzt bereits sagen, dass die natürliche Oberfläche sehr stark [durch Staub- und Sandablagerungen] verunreinigt ist. Unter dieser obersten Schicht sind die Sulfatminerale in deutlich höheren Konzentrationen abgelagert“, so Ray Arvidson weiter. Für weitere Aussagen ist es jedoch noch zu früh. Den Wissenschaftlern steht jetzt erst einmal jede Menge Detektivarbeit bevor, da die gewonnenen Daten zuerst noch vollständig gesichtet, analysiert und bewertet werden müssen. Erst danach können erste Ergebnisse publiziert werden. Unklar ist bisher auch, warum das CRISM-Spektrometer die Sulfate in diesem Bereich trotz der staubbedeckten Oberfläche so deutlich nachweisen konnte.

Im Rahmen der bisher erfolgten Auswertung der Daten des CRISM-Spektrometers entdeckten die Wissenschaftler, dass die hydratisierten Sulfatminerale auch in anderen Bereichen des Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity, vorhanden sind. Entsprechende Nachweise gelangen bisher im Bereich des Viktoria-Kraters, bei dem etwa 100 Kilometer in südöstlicher Richtung gelegenen Ada-Krater und in mehreren Tälern im nördlichen Bereich des Meridiani Planum. Diese weiträumige Verteilung der Sulfate wird als ein Beleg dafür interpretiert, dass das Wasser, welches in diesen Bereichen einstmals über die Marsoberfläche geflossen ist, regional und nicht nur punktuell aufgetreten sein muss. Die Mitglieder des wissenschaftlichen Teams hoffen, dass die von Opportunity gesammelten Daten weitere Aufschlüsse bezüglich dieser Vermutung ermöglichen werden.

Nach der Beendigung der Bodenuntersuchungen bei „Luis de Torres“ setzte Opportunity seine Umrundung des „Santa Maria“-Kraters fort und bewegte sich ab dem 23. Februar über insgesamt 28 Meter in die nördliche Richtung. Das dabei angepeilte Ziel war ein auffälliger Felsblock am Rand von Santa Maria. Bei den anschließenden Untersuchung von „Ruiz Garcia“, so der vorläufige Name dieses Felsens, sind dann allerdings einige Probleme aufgetreten.

Zuerst konnten am 26. Februar, dem Sol 2521 der Opportunity-Mission, nicht die gewünschten Aufnahmen mit dem Mikroskop erstellt werden. Das Mikroskop des Rovers verfügt über ein Objektiv mit einer fest eingestellten Brennweite von 20 Millimetern. Bei einem Aufnahmeabstand von 66 Millimetern zur Oberfläche deckt es einen Bereich mit einer Fläche von 31 × 31 Millimetern ab. Um diesen für die zu erstellenden Aufnahmen optimalen Abstand zu der abzubildenden Oberflächenformation zu ermitteln, ist das Mikroskop mit einem Kontaktsensor ausgestattet.

Die Ermittlung des Abstandes zur Oberfläche hat an diesem Tag aber nicht wie vorgesehen funktioniert. Das Mars Exploration Rover-Team untersucht gegenwärtig noch die Ursache für das an diesem Tag aufgetretene Fehlverhalten. Möglich wäre zum Beispiel, dass die unregelmäßige Oberfläche des Felsens dafür verantwortlich war, dass die exakte Distanz zur Gesteinsoberfläche nicht korrekt ermittelt werden konnte. Als eine andere mögliche Ursache wurde auch eine allgemeine Fehlfunktion des Gerätes in Betracht gezogen. Als Alternative, so die Wissenschaftler, könnte in diesem Fall in Zukunft der Abstandssensor des Moessbauer-Spektrometers als Ersatz verwendet werden.
Drei Tage später wollten die Wissenschaftler dann erneut Mikroskop-Bilder angefertigen, wofür diesmal jedoch ein anderer Oberflächenbereich von „Ruiz Garcia“ als Ziel ausgesucht wurde. Aufgrund des Abstandes zwischen dem Rover und dem zu untersuchenden Felsen musste der Instrumentenarm des Rovers dabei zu seiner maximalen Länge ausgestreckt werden. Allerdings verweigerte eines der Gelenke des Instrumentenarmes dabei die Funktion und blockierte. Als Grund hierfür wird die kommandierte maximale Ausstreckung des Armes in Kombination mit einer nur geringfügige Bewegung angenommen. Vergleichbare Probleme in ähnlichen Situationen, so das JPL, sind bereits in der Vergangenheit aufgetreten. Weiterführende Tests bezüglich der Funktionalität der Gelenke des Instrumentenarmes zeigten keine weiteren Auffälligkeiten.

Um das Problem mit dem Gelenk des Instrumentenarmes zu umgehen ist Opportunity am darauffolgenden Sol 2525 einfach noch einmal 21 Zentimeter näher an Ruiz Garcia herangefahren. Nach diesem Manöver konnte der Instrumentenarm erfolgreich auf der Oberfläche des Felsens platziert werden. Neben diversen Abbildungen der Felsoberfläche mit dem Mikroskop wurde auch hier in den folgenden Tagen das APXS-Spektrometer zur Untersuchung eingesetzt.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen bei „Ruiz Garcia“ waren die Messungen bezüglich der Bodenzusammensetzung im Bereich von Santa Maria durch die verschiedenen Instrumente des Rovers beendet. Ab dem 9. März wurde Opportunity von den Roverdrivern in mehreren kurzen Etappen weiter in die nördliche Richtung gesteuert, um verschiedenen neue Standorte am Kraterrand zu erreichen. Wie bereits in den Vorwochen wurden von diesen neuen Standorten aus mit den Navigations- und Panoramakameras des Rovers diverse Aufnahmen des Kraterrandes, der unmittelbaren Umgebung und des Kraterinneren anfertigt.

Dadurch, dass diese Abbildungen jeweils von zwei dicht beieinander liegenden Standpunkten angefertigt wurden, ist die Erstellung von Stereoaufnahmen möglich. Mit den diversen während der letzten Monate angefertigten Aufnahmen wollen die Wissenschaftler jetzt eine möglichst detailgetreue dreidimensionale Karte von Santa Maria und dessen Umgebung erstellen und so die Geomorphologie und Struktur dieses Kraters charakterisieren.

Während die an der Mission beteiligten Wissenschaftler jede Aufnahmesequenz der Kameras und jede Messung der Spektrometer mit Freude begrüßten, konnten es die Roverdriver in den letzten Tagen kaum erwarten, die Fahrt endlich fortsetzen zu dürfen. „Natürlich ist es uns bewusst, dass wir Santa Maria die gründlichste Aufmerksamkeit angedeihen lassen müssen, welche in der knappen zur Verfügung stehenden Zeit möglich ist“, so Scott Maxwell, der Leiter des Marsroverdriver-Teams des JPL. „Diese Untersuchungen dienen schließlich der Wissenschaft. Aber wir befinden uns gerade in einer Zeitphase, in der wir aufgrund der Energiesituation des Rovers und der Wetterlage auf dem Mars optimale Fahrbedingungen für den Rover vorfinden. Ich kann es nicht erwarten, den Rover endlich wieder „zurück auf die Straße“ zu bringen.“

Der Marsrover Opportunity wird, genauso wie auch sein baugleicher „Zwillingsbruder“ Spirit, ausschließlich mit Sonnenenergie betrieben, welche durch die Solarpaneele des Rovers gewonnen wird. Momentan herrscht am Operationsgebiet des Rovers der späte Mars-Frühling. Dies macht sich unter anderem dadurch bemerkbar, dass die Sonne für einen besonders langen Zeitraum über dem Horizont steht und dabei eine fast maximale Höhe erreicht. Dies hat zur Folge, dass dem Rover momentan ein theoretisches Maximum an Energie zur Verfügung steht, welches die Roverdriver natürlich sehr gerne für die weiteren Fahrten nutzen möchten. Der hohe Sonnenstand ermöglicht zusätzlich auch das Aufnahmen von Bildern, welche unter optimalen Beleuchtungsverhältnissen erstellt werden können. Diese Aufnahmen des Rovers sind zwingend für die Planung der weiteren Fahretappen notwendig. Je höher die Qualität dieser Aufnahmen ausfällt, desto weitere Etappen kann Opportunity pro Tag absolvieren.

Allerdings hat diese Jahreszeit – später Frühling auf der südlichen Hemisphäre des Mars, später Herbst auf der Nordhälfte – auch seine Schattenseiten. Der Mars verfügt mit einem Wert von 0,0934 nach dem Merkur über die zweithöchste Exzentrizität aller Planeten in unserem Sonnensystem. Dies hat zur Folge, dass der Planet am Punkt seiner größten Annäherung an die Sonne, dem sogenannten Perihel, rund 40 Prozent mehr Sonnenstrahlung empfängt als am entferntesten Punkt seiner Umlaufbahn. Dementsprechend stark variieren auch die Temperaturen in der Marsatmosphäre.

Bedingt durch den erfolgenden Temperaturanstieg sublimiert das an der Südpolarkappe in Form von Trockeneis niedergeschlagene Kohlendioxid, da sich der Marssüdpol aufgrund der Achsneigung des Planeten der Sonne entgegen neigt und dabei ein Maximum an Sonnenenergie empfängt. Das Kohlendioxid tritt dabei vom festen Aggregatzustand direkt in den gasförmigen Zustand über und steigt in die Atmosphäre auf. Zur gleichen Zeit wird es am Marsnordpol, welcher jetzt von der Sonne abgewandt ist – hier herrscht mittlerweile eine mit der von der Erde bekannte Polarnacht – immer kälter. Durch die extremen Temperaturunterschiede zwischen den beiden Polen entsteht eine von Süden nach Norden gerichtete Windströmung, welche das Kohlendioxid in die nördlichen Polarregionen transportiert. Nach dem Erreichen der nordpolaren Regionen resublimiert das Kohlendioxid durch die hier vorherrschenden tieferen Temperaturen erneut und bildet am Nordpol eine bis zu mehrere Meter dicke Schicht aus Kohlendioxideis. Die beim Transport des Kohlendioxides entstehenden Windströmungen entwickeln genügend Kraft, um den Staub auf der Marsoberfläche aufzuwirbeln.

Genau dieses Phänomen ließ sich während der vergangenen Wochen auf dem Mars verfolgen. Mehrere regional begrenzte Staubstürme haben dabei größere Mengen an Staub in die dortige Atmosphäre befördert. Erhöhte Staubaktivitäten konnten während der letzten Tage unter anderem am Rand der südlichen Polarkappe beobachtet werden. Wolken aus Wassereiskristallen und weitere Staubkonzentrationen konnten zudem über den gesamten nördlichen mittleren Breiten bis hin zum Rand der nördlichen Polarkappe registriert werden. Die höchsten Konzentrationen treten dabei im Bereich von Tempe Terra und Acidalia Planitia auf. Die Bereiche um die hohen Vulkane in den Regionen Tharsis und Elysium waren dagegen relativ klar. Der Himmel über den Operationsgebieten von Spirit und Opportunity war durch den Staub während der letzten Wochen leicht eingetrübt.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Monate gibt die folgende Auflistung. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Eiskristallen. 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 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 Rovers.

• 19.01.2011: 0,555 kWh/Tag , Tau-Wert 0,789 , Lichtdurchlässigkeit 60,03 Prozent
• 24.01.2011: 0,554 kWh/Tag , Tau-Wert 0,854 , Lichtdurchlässigkeit 61,60 Prozent
• 31.01.2011: 0,524 kWh/Tag , Tau-Wert 1,070 , Lichtdurchlässigkeit 62,50 Prozent
• 03.02.2011: 0,585 kWh/Tag , Tau-Wert 1,070 , Lichtdurchlässigkeit 67,80 Prozent
• 15.02.2011: 0,505 kWh/Tag , Tau-Wert 0,949 , Lichtdurchlässigkeit 59,70 Prozent
• 23.02.2011: 0,420 kWh/Tag , Tau-Wert 1,000 , Lichtdurchlässigkeit 62,40 Prozent
• 03.03.2011: 0,446 kWh/Tag , Tau-Wert 1,350 , Lichtdurchlässigkeit 59,90 Prozent
• 09.03.2011: 0,412 kWh/Tag , Tau-Wert 1,050 , Lichtdurchlässigkeit 55,565 Prozent
• 15.03.2011: 0,412 kWh/Tag , Tau-Wert 1,020 , Lichtdurchlässigkeit 57,90 Prozent
• 22.03.2011: 0,453 kWh/Tag , Tau-Wert 0,986 , Lichtdurchlässigkeit 58,80 Prozent

Während der vergangenen Monate hat die Menge der generierten Energie besonders in den letzten Wochen stark abgenommen. Dies ging mit einer Zunahme des Tau-Wertes und einer Verschlechterung der Lichtdurchlässigkeit der Solarpaneele einher. Das kann die Mitarbeiter des JPL allerdings nicht sonderlich erschüttern. Die gegenwärtige Entwicklung wird als typisch für die gegenwärtige Jahreszeit auf dem Mars eingeschätzt und Opportunity hat vergleichbare Situationen während der letzten Jahre bereits immer wieder erfolgreich bewältigen können. Mit dem Fortschreiten der Jahreszeiten wird sich der Staub auch wieder legen und unabhängig davon steht dem Rover momentan immer noch genügend Energie zur Verfügung, um seine Arbeiten auch weiterhin ohne Einschränkungen fortzusetzen.

Nach der Beendigung der Fotoarbeiten am Rand des Kraters Santa Maria soll Opportunity seine Fahrt am 25. März 2011, dem Sol 2547 der Mission, fortsetzen. Im Rahmen dieser Fahrt, so die Planung der Roverdriver, soll sich der Rover etwa 100 Meter in die östliche Richtung bewegen. Bis zum Erreichen des Endeavour-Kraters muss Opportunity allerdings noch weitere rund sechs Kilometer überbrücken.

In den kommenden Monaten werden sich die Aktivitäten des Rovers fast ausschließlich auf weitere Fahrten in die östliche beziehungsweise südöstliche Richtung beschränken. Für die Planung der Route zu dem dort gelegenen Endeavour-Krater verwendet das Mars Exploration Rover-Team unter anderem auch die Bilder der HiRISE-Kamera des Mars Reconnaissance Orbiters. Auf deren Aufnahmen konnten bisher keine besonderen Formationen erkannt werden, welche für den Rover ein lohnendes Ziel für weitere wissenschaftliche Untersuchungen darstellen könnten. Zusätzlich zu zwischenzeitlichen Ruhepausen wird Opportunity auf seinem weiteren Weg unabhängig davon trotzdem auch mehrere Zwischenstopps einlegen und dabei in regelmäßigen Abständen den Marsboden, das Grundgestein und weitere Felsformationen untersuchen.

Mit den Worten „Wir sind eine Forschungsmission“, ruft John Callas den eigentlichen Sinn dieser Marsmission ins Gedächtnis. „Wir fahren jetzt zum Endeavour-Krater. Sobald wir dabei etwas Interessantes entdecken, was einen näheren Blick lohnenswert erscheinen lässt, werden wir natürlich anhalten und entsprechende Untersuchungen durchführen.“ Bis zum Ende seiner letzten Fahrt am Rand des Kraters Santa Maria am 19. März 2011, dem Sol 2.542 der Opportunity-Mission, konnte der Rover 26.709,42 Meter auf der Oberfläche des Mars zurücklegen. Dabei hat Opportunity bis zum jetzigen Zeitpunkt über 150.000 Bilder an die Erde übermittelt.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Unmanned Spaceflight.

Seit dem letzten ausführlicheren Statusbericht über die Mission des Marsrovers Opportunity konnte sich dieser von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene „Robotergeologe“ auch weiterhin erfolgreich in die Richtung auf sein nächstes Ziel, den jetzt noch etwa sechs Kilometer entfernten Endeavour-Krater, bewegen. Im Verlauf der letzten zehn Wochen konnte Opportunity dabei weitere rund 2,5 Kilometer auf dem Mars zurücklegen und erreichte vor wenigen Stunden den „Santa Maria“-Krater, welcher von den Mitarbeitern der Mars Exploration Rover-Mission bereits seit längerem als ein Zwischenstopp auf der geplanten Route vorgesehen war.

Nachdem die Fahrt von Opportunity aufgrund eines prall gefüllten Flashspeichers des Bordcomputers Anfang Oktober 2010 zwischenzeitlich für mehrere Tage unterbrochen werden musste, konnte der Rover seine Fahrt am 17. Oktober, dem Sol 2.393 der Mission fortsetzen. Im Rahmen dieser über eine Distanz von knapp über 100 Metern führenden Etappe überschritt Opportunity die Marke von 24 auf der Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten zurückgelegten Kilometern. Im Verlauf der folgenden Fahrten bewegte sich der Rover zuerst in die ost-nordöstliche und später in die ost-südöstliche Richtung. Dabei manövrierte Opportunity auf einer bereits zuvor befahrenen „Traverse“ aus offen zutage liegendem Grundgestein. Dieser Untergrund ermöglichte Tagesetappen von mehr als 100 Metern. Die Zeiträume zwischen den einzelnen Fahrten sowie die regelmäßig erfolgenden Stopps über die Wochenenden wurden mit dokumentierenden Bildaufnahmen der Umgebung sowie zeitweilig erfolgenden wissenschaftlichen Analysen des Marsbodens mittels des Mikroskops und des APXS-Spektrometers des Rovers verbracht.

Am 27. Oktober, dem Sol 2.403 der Mission, erreichte Opportunity schließlich das Ende dieser Traverse aus Grundgestein. Das vorausliegende Gelände, welches jetzt wieder aus einem sandigeren Untergrund bestand, erwies sich in der folgenden Zeit jedoch nicht als ein Hindernis für die weiteren Fahrten. Der Boden verfügte auch in diesem Bereich über eine relativ feste Zusammensetzung und fiel zudem sehr eben aus, was dem Rover auch weiterhin Tagesetappen von 80 bis 100 Metern ermöglichte. Auf dem weiteren Weg zum „Santa Maria“-Krater wählten die für die Steuerung von Opportunity zuständigen Roverdriver des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/ Kalifornien zunächst einen Kurs, welcher den Rover in die ost-südöstliche Richtung führte. Im Verlauf der folgenden Woche konnte Opportunity dabei weitere rund 400 Meter überwinden.

Im Rahmen dieser Fahrten passierte man mehrere kleine Impaktkrater mit Durchmessern von bis zu etwa 10 Metern. Einige der Krater waren dabei deutlich als solche zu erkennen, andere waren bereits nahezu komplett mit der Oberfläche des Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity, verschmolzen. „Das Interessante an diesem „Krater-Hopping“ ist, dass all diese kleinen Krater nicht zum selben Zeitpunkt entstanden sind „, so Steve Squyres, der Chefwissenschaftler der Mars Exploration Rover-Mission von der Cornell University in Ithaca/ USA. „Einige Krater sind jünger, andere deutlich älter. Wir wollen lernen und verstehen, wie schnell und auf welche Weise solche kleinen Krater erodieren und dabei wieder von der Marsoberfläche verschwinden. Das Anfertigen von Fotoaufnahmen von Kratern in einer vergleichbaren Größenordnung, welche sich allerdings in einem unterschiedlichen Stadium der Verwitterung befinden, stellt einen ersten Schritt zum Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse bei deren Abbau dar.“
Dementsprechend wurden diese passierten Krater während der Fahrten durch die Navigations- und Panoramakameras des Rovers ausführlich abgebildet. Längere Pausen für intensivere Untersuchungen mit den wissenschaftlichen Instrumenten des Rovers wurden dabei allerdings nicht mehr eingelegt. Erst am 9. November positionierte sich Opportunity schließlich neben einem etwa 20 Meter durchmessenden Krater, welcher von dem Rover-Team mit dem vorläufigen Namen „Intrepid-Krater“ belegt wurde. In den folgenden Tagen erfolgte eine ausführliche Dokumentation des Kraters mit den verschiedenen Kamerasystemen des Rovers, welche aus unterschiedlichen Blickwinkeln und unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen durchgeführt wurde.

Nach fünf Tagen verließ Opportunity den Intrepid-Krater, passierte an diesem 14. November die 25-Kilometer-Marke im Rahmen einer 116-Meter-Etappe und setzte die Fahrt in den folgenden Tagen in östliche Richtung fort. Ab jetzt zielte der Kurs des Rovers direkt auf den Rand des zu diesem Zeitpunkt noch etwa 1,5 Kilometer entfernten Kraters Santa Maria. Bis zum 3. Dezember, dem Sol 2.438 der Mission, legte Opportunity dabei im Rahmen von insgesamt sieben Einzelfahrten weitere über 720 Meter zurück. In der darauffolgenden Woche wurden dann die Abstände zwischen den einzelnen Fahrten deutlich verkürzt. Zwischen dem 6. und 9. Dezember fuhr der Rover täglich und überbrückte dabei während dieser vier Fahrten weitere rund 450 Meter in die östliche Richtung.

Möglich war dies unter anderem dadurch, dass die Mitarbeiter des JPL und des Deep Space Network (DSN) der NASA die Datenübertragungsrate zwischen dem Rover und dem Kontrollzentrum erhöhen konnten. Für die Kommunikation zwischen dem am JPL beheimateten Rover-Kontrollzentrum und Opportunity wird neben einer Direktverbindung über die HG-Antenne des Rovers der ebenfalls von der NASA betriebene Marsorbiter Mars Odyssey eingesetzt, welcher bei der Datenübertragung als Relaisstation verwendet wird.

Bisher erfolgte die Datenübertragung auf diesem Weg üblicherweise nur einmal pro Tag in den späten Nachmittagsstunden. Dabei können pro Übertragung in der Regel etwa 60 MBit an Daten vom Mars zur Erde transferiert werden. Mittlerweile wird zusätzlich auch noch in den Vormittagsstunden eine zweite UHF-Verbindung zwischen Mars Odyssey und Opportunity errichtet. Dadurch können die für die Weiterfahrt des Rovers relevanten Navigationsbilder und Telemetriewerte in ihrer Gesamtheit schneller an das JPL übermittelt und dort somit auch schneller ausgewertet und für die Erstellung der zukünftigen Roverroute genutzt werden.

Gleichzeitig stellt diese zusätzliche tägliche Kommunikationsverbindung eine Art Rückversicherung für die Arbeit der Roverdriver dar. Durch eine zweimalige tägliche Kommunikation kann man vermeiden, dass sich der Flashspeicher des Bordcomputers von Opportunity wieder zu sehr mit Bild- und Telemetriedaten füllt, was dann erneut erst einmal eine Weiterfahrt für die nächsten Tage unterbinden würde. Die zusätzliche Verbindung setzt allerdings auch ein relativ kompliziertes und anspruchsvolles Datenmanagement voraus, um Telekommunikationsüberschneidungen zwischen dem DSN-Netzwerk mit anderen NASA-Missionen zu vermeiden. Durch eine am 14. November 2010 erfolgende zeitweise Versetzung der Stardust-Mission der NASA in einen Sicherheitsmodus ging so zum Beispiel an diesem Tag ein Datenübertragungsfenster für Opportunity „verloren“.

Im Verlauf der letzten Woche näherte sich Opportunity schließlich seinem nächsten Etappenziel, dem Krater Santa Maria, welcher bereits seit längerem als ein Zwischenziel auf dem Weg zu dem jetzt noch rund sechs Kilometer entfernten und etwa 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Krater genannt wurde. Nach einer Fahrt über etwa 140 Meter am 12. Dezember, dem Sol 2.447 der Mission, betrug die Entfernung zu Santa Maria noch rund 200 Meter. Zwei Tage später konnten weitere 100 Meter überbrückt werden und am darauffolgenden Tag nochmals rund 80 Meter. Im Rahmen einer letzten Etappe über 20 Meter wurde dann am heutigen 16. Dezember der letzte Schritt der Annäherung absolviert. Opportunity befindet sich jetzt unmittelbar neben dem nordwestlichen Rand dieses Kraters.

Bei dem „Santa Maria“-Krater handelt es sich um einen relativ jungen und etwas weniger als 90 Meter durchmessenden Impaktkrater, der nur geringe Spuren von Winderosion aufweist. Bei dem für die Entstehung des Kraters verantwortlichen Impakt, so die Vermutung der an der Mission beteiligten Wissenschaftler, wurde wahrscheinlich frisches Gestein aus dem Marsuntergrund an die Planetenoberfläche befördert. Dieses könnte sich jetzt am Rand des Kraters befinden oder sich auch in den von dem Krater ausgehenden Strahlen aus Auswurfmaterial konzentriert haben. Aus dem Marsorbit heraus gewonnene Spektraldaten deuten dabei auf das Vorkommen von hydratisierten Mineralen in der unmittelbaren Umgebung des Kraters hin. Dies gilt als ein Anzeichen dafür, dass in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals flüssiges Wasser mit dem dort befindlichen Gestein interagiert haben muss.

Santa Maria wird nicht nur wegen des Vorkommens dieser Mineralien von den Wissenschaftlern der Mission als der letzte bisher bekannte und aus wissenschaftlicher Sicht wirklich spektakuläre Punkt auf dem weiteren Weg zum Endeavour-Krater angesehen. „Da dieser Krater in etwa über die gleichen Ausmaße wie der Endurance-Krater verfügt, dabei aber anscheinend etwas jünger ist, erwarten wir, dass wir einige interessante Dinge in dem Auswurfmaterial dieses Kraters entdecken können“, so Steve Squyres.

Detaillierte Pläne für die Untersuchung des Kraters bestehen zum gegenwärtigen Zeitpunkt allerdings noch nicht. „Über die Dauer und Vorgehensweise der Untersuchungen werden wir erst dann entscheiden wenn uns genauere Daten vorliegen.“ Zumindestens bisher ist dabei für die zu tätigenden Analysen eine Fahrt des Rovers in das Kraterinnere nicht vorgesehen. „Wir waren bereits im Inneren von Kratern, welche über vergleichbare Ausmaße verfügen und wir denken, dass wir im Inneren von Santa Maria nichts wirklich Neues finden können… Außerdem würde so etwas nur zusätzliche Zeit kosten.“

Zudem würde sich bei einem solchen Manöver das Risiko für den Rover erhöhen. Sollte Opportunity in dieser Zeit zum Beispiel den Antrieb für eines seiner sechs Räder verlieren, so wäre zu befürchten, dass er das Kraterinnere nicht mehr verlassen könnte. Allerdings lässt man sich bei diesen Aussagen auch eine Hintertür offen. Sollte der Rover etwas wirklich Interessantes und „Unwiderstehliches“ finden, so Steve Squyres weiter, so ist auch eine Fahrt in das Innere des Kraters nicht auszuschließen.

Nach dem vorläufigen Stand der Planungen soll Opportunity den „Santa Maria“-Krater in den kommenden Wochen zur Hälfte umrunden und dessen unmittelbare Umgebung dabei aus verschiedenen Perspektiven und bei unterschiedlichen Beleuchtungsverhältnissen mit den Bordkameras abbilden. Zusätzlich sollen speziell an mehreren Punkten am südöstlichen Kraterrand und in dessen unmittelbarer Umgebung, dort wurden die besagten Minerale lokalisiert, ausführlichere Untersuchungen mit den wissenschaftlichen Instrumenten des Rovers erfolgen. Dann jedoch wird Opportunity seine Fahrt fortsetzen.

Nach dem momentanen Planungsstand wird dies allerdings erst nach dem 10. Februar 2011 der Fall sein. Im Zeitraum um den 4. Februar 2011 befindet sich der Mars in einer Position am Himmel, welche auch als Sonnenkonjunktion bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um eine Konstellation, bei der sich der Mars von der Erde aus gesehen in einem Abstand von weniger als fünf Grad von der Sonne befindet. Aufgrund des dabei gegebenen geringen Abstandes von der Sonne wird die Datenübertragung zwischen der Erde und dem Mars für einen Zeitraum von etwa zwei Wochen stark eingeschränkt beziehungsweise unmöglich sein.

Die dadurch bedingte Unmöglichkeit einer Weiterfahrt von Opportunity wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler nutzen, indem der Rover während dieses Zeitraumes verschiedene noch festzulegende längerfristige Untersuchungen durchführt, welche kein direktes Eingreifen der Mitarbeiter des JPL erfordern. Hierbei dürfte es sich in erster Linie um länger andauernde Messungen durch die Spektrometer des Rovers handeln.

Auch in den auf die Sonnenkonjunktion folgenden Monaten wird sich der Rover weiterhin in die östliche Richtung bewegen und dabei seinem „großen Ziel“, dem Endeavour-Krater, nähern. Als Ankunftspunkt an diesem Krater ist nach wie vor das Cape York vorgesehen. Hierbei handelt es sich um eine etwa 650 Meter lange und rund 150 Meter breite Geländeerhebung am Westrand des Endeavour-Kraters. Diese Geländeformation ist von geschichteten Gesteinsablagerungen umgeben, welche aufgrund der durch Spektrometermessungen aus der Umlaufbahn erzielten Messergebnisse unter dem Einfluss von Wasser entstanden sind.

Cape York befindet sich etwa 300 Meter vom eigentlichen Kraterrand von Endeavour entfernt. Dieser wiederum, so die bisherigen Analysen aus den Daten der Orbiter, scheint Schichtsilikate und Tonminerale zu enthalten, was auf eine in der Vergangenheit erfolgte Interaktion der dortigen Marsoberfläche mit Wasser hindeutet. Nach der Untersuchung von Cape York soll deshalb unmittelbar der Kraterrand angesteuert werden. Ray Arvidson äußert sich dazu folgendermaßen: „Wir wollen unbedingt den Rand von Endeavour erreichen und dort diese Tonminerale untersuchen.“ Um dieses Ziel auch zu erreichen gibt es in den kommenden Monaten auch weiterhin nur eine Vorgabe für den Rover: „Fahren, fahren, fahren…“, so Steve Squyres.

Auch ein anderer NASA-Rover, der erst im Herbst 2011 startende Rover Curiosity, soll sich im Rahmen seiner wissenschaftlichen Arbeiten nach der Landung auf dem Mars im Sommer 2012 der direkten Untersuchung solcher Minerale auf der Planetenoberfläche widmen. Es wäre allerdings ein vorher nicht zu erwartender Bonus für die gesamte Marsforschung, wenn stattdessen Opportunity der erste Rover wäre, welcher diese unter der unmittelbaren Einwirkung von Wasser entstandene Minerale auf dem Mars mit seinen Instrumenten direkt untersuchen könnte.

Gleichzeitig würde dies auch die unglaublichen bisherigen Leistungen und Erfolge dieses Robotergeologen unterstreichen. Schließlich sollte man nie vergessen, dass die Mars Exploration Rover-Mission von Opportunity und seinem baugleichen „Zwillings“ Spirit ursprünglich lediglich für eine Dauer von jeweils drei Monaten ausgelegt war und die Rover dabei eine Distanz von mittlerweile bescheiden anmutenden 600 bis 700 Metern auf der Marsoberfläche zurücklegen sollten. Daraus wurde im Fall von Opportunity mittlerweile eine Mission, welche trotz aller zwischenzeitlich aufgetretenen technischen Probleme seit fast sieben Jahren erfolgreich verläuft und dabei das Wissen der Menschheit um die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte des Mars in einer nahezu unglaublichen Art und Weise vermehrt hat.

Die dabei auf der Marsoberfläche zurückgelegte Strecke ist allerdings letztlich für den Erfolg der Mission unwichtig. „Es ist nicht relevant, wie weit sich der Rover bewegt hat. Entscheidend ist vielmehr, wie viele Entdeckungen im Rahmen der Mission gemacht wurden und wie viel wissenschaftliche Arbeit dabei im Namen der gesamten Menschheit absolviert wird“, erläutert John Callas, der für die Mars Exploration Rover-Mission verantwortliche Projektmanager des JPL, die Zielsetzung der Mission. „Jedesmal, wenn wir einen neuen Kilometer überbrücken, ist dies natürlich schön für uns. Für mich zählen dabei allerdings nicht die überwundenen Kilometer. Wichtig sind vielmehr die neu entdeckten interessanten Dinge auf dem Mars“, so Steve Squyres.
Es bleibt zu hoffen, dass Opportunity die jetzt noch ausstehenden rund sechs Kilometer bis zum Rand des Endeavour-Kraters trotz seines Alters, welches die Garantie der Herstellerfirmen bereits weit überschritten hat, in den auf die Untersuchung von Santa Maria folgenden Monaten erfolgreich überbrücken kann. Momentan deuten die Telemetriedaten über den „Gesundheitszustand“ des Rovers auf keine nennenswerten technischen Anomalien hin. Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers muss dabei allerdings auch immer ein Auge auf die aktuelle Wettersituation auf dem Mars geworfen werden. Da der Rover ausschließlich mittels seiner Solarpaneele durch Sonnenenergie betrieben wird, ist für dessen Energiesituation allein das Wetter auf dem Mars verantwortlich.

Die momentane Entwicklung gibt dabei allerdings keinen Anlass zur Sorge. In der Woche vom 6. bis 12. Dezember 2010 wurden besonders über den mittleren nördlichen und südlichen Breiten des Mars vermehrte Staubkonzentrationen in der Atmosphäre registriert. Auf der südlichen Hemisphäre konzentrierten sich diese über den Regionen Terra Sirenum, Terra Cimmeria und Noachis Terra am Rand der südlichen Polarkappe. Im Norden waren das Arcadia Planitia, Accidalia Planitia und Utopia Planitia betroffen. Wolken aus Wassereiskristallen formierten sich in erster Linie über den Vulkanen der Tharsis-Region sowie über weiten Bereichen der nördlichen Tiefebene. Über den Standorten der beiden Rover Spirit und Opportunity wurden dagegen lediglich dünne Wolken aus Wassereiskristallen beobachtet, welche keine negativen Einflüsse auf die Energiesituation von Opportunity hatten.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen gibt die folgende Auflistung. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Eiskristallen. 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 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 Rovers.

• 06.10.2010: 0,610 kWh/Tag , Tau-Wert 0,538 , Lichtdurchlässigkeit 71,60 Prozent
• 12.10.2010: 0,607 kWh/Tag , Tau-Wert 0,518 , Lichtdurchlässigkeit 69,10 Prozent
• 19.10.2010: 0,627 kWh/Tag , Tau-Wert 0,639 , Lichtdurchlässigkeit 70,15 Prozent
• 26.10.2010: 0,585 kWh/Tag , Tau-Wert 0,670 , Lichtdurchlässigkeit 68,20 Prozent
• 02.11.2010: 0,610 kWh/Tag , Tau-Wert 0,646 , Lichtdurchlässigkeit 67,80 Prozent
• 10.11.2010: 0,612 kWh/Tag , Tau-Wert 0,704 , Lichtdurchlässigkeit 68,10 Prozent
• 16.11.2010: 0,596 kWh/Tag , Tau-Wert 0,769 , Lichtdurchlässigkeit 67,00 Prozent
• 22.11.2010: 0,603 kWh/Tag , Tau-Wert 0,716 , Lichtdurchlässigkeit 65,90 Prozent
• 30.11.2010: 0,587 kWh/Tag , Tau-Wert 0,753 , Lichtdurchlässigkeit 64,50 Prozent
• 08.12.2010: 0,617 kWh/Tag , Tau-Wert 0,736 , Lichtdurchlässigkeit 66,00 Prozent
• 14.12.2010: 0,592 kWh/Tag , Tau-Wert 0,727 , Lichtdurchlässigkeit 63,55 Prozent

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Malin Space Science Systems, Universität Mainz, Unmanned Spaceflight.

Seit dem letzten ausführlicheren Statusbericht über die Mission des Marsrovers Opportunity konnte sich dieser von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene „Robotergeologe“ auch weiterhin erfolgreich in die Richtung auf sein nächstes Ziel, den jetzt noch über acht Kilometer entfernten Endeavour-Krater, bewegen. Zwischen dem 5. und 18. August, den Sols 2322 bis 2335 der Opportunity-Mission, legte der Rover dabei im Rahmen von insgesamt 10 Einzelfahrten weitere über 700 Meter in die östliche Richtung zurück. Bei diesen Fahrten konnte die im letzten Statusbericht ausführlicher beschriebene neue Strategie der „Autonavigations“-Fahrten erfolgreich umgesetzt werden. „Diese neue Strategie scheint gut zu funktionieren“, so Bill Nelson vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), von wo aus die Mars Exploration Rover-Mission geleitet wird. „Die Räder des Rovers zeigen keine Auffälligkeiten und wir konnten die tägliche Fahrleistung um 15 Prozent erhöhen.“

Am 19. August nahm Opportunity durch eine kurze Fahrt über lediglich sieben Meter eine Position ein, welche eine Formation von offen zutage liegenden Grundgesteins in die Reichweite des Roboterarms (engl. Instrument Deployment Device, kurz IDD) und der daran befestigten Instrumente brachte. Diese als „Cambridge Bay“ benannte Formation erweckte aufgrund der angefertigten Fotoaufnahmen das Interesse der an der Mission beteiligten Geologen. „Das Wissenschaftlerteam kam zu dem Schluss, dass sich dort zwei unterschiedliche geologische Gesteinsformationen befinden, welche eine Art Grenzlinie bilden“, so John Callas, der für die Mars Exploration Rover-Mission verantwortliche Projektmanager des JPL. Die erkennbaren optischen Unterschiede der Oberfläche, so die Vermutung, könnte in einer unterschiedlichen mineralogischen Zusammensetzung der verschiedenen Gesteine begründet liegen. Bis zum 26. August wurden darauf hin mehrere Stellen des Gesteins ausführlich untersucht. Dabei kamen sowohl das an dem IDD befestigte Mikroskop als auch das APXS-Spektrometer mehrfach zum Einsatz.

Am 27. August sollte dann schließlich mit dem zweiten am IDD befindlichen Spektrometer, dem Mößbauer-Spektrometer, eine als „Cervera Shoal“ bezeichnete Stelle des Bodens über einen Zeitraum von mehreren Tagen untersucht werden. Dieses Instrument macht sich den sogenannten Mößbauer-Effekt zunutze, um bei der Analyse von Gesteins- und Bodenproben eisenhaltige Mineralien nachzuweisen und dabei zum Beispiel auch Aussagen über eine zu einem früheren Zeitpunkt erfolgte Interaktion der Oberfläche mit Wasser zu ermöglichen. Das Gerät sendet dabei mittels einer radioaktiven Quelle, in diesem Fall handelt es sich um Kobalt-57, Gammastrahlen aus, welche auf das zu untersuchende Material treffen und von diesem reflektiert werden. Die Differenz zwischen dem ursprünglich ausgesandten und dem anschließend wieder empfangenen Spektrum gibt Auskunft über die genaue Zusammensetzung der eisenhaltigen Mineralien auf dem Mars, welche übrigens auch für die rötliche Färbung der Oberfläche des Mars verantwortlich sind. Das „MIMOS II“ genannte Mößbauer-Spektrometer der Rover-Mission wurde unter der Leitung von Dr. Göstar Klingelhöfer am Institut für Anorganische und Analytische Chemie an der Johannes Gutenberg Universität in Mainz entwickelt und gebaut.

Leider zeigte sich jedoch, dass bei dieser Messung ein Fehler des Gerätes auftrat. Die Detektoren des Mößbauer-Spektrometers waren zwar aktiv, jedoch hat sich eine Tauchspule des Instrumentes nicht wie vorgesehen bewegt.

Opportunity setzte die Fahrt nach dem Abschluss der Mößbauer-Messungen am 31. August mit einer Tagesetappe über 89 Meter fort. Am 1. und 2. September wurden weitere 40 beziehungsweise 80 Meter bewältigt. Am 6. September konnte der Rover schließlich erstmals seit langer Zeit wieder eine Distanz von über 100 Metern pro Missionstag zurücklegen. Möglich wurde diese Fahrt über 111 Meter in die südöstliche Richtung durch den günstigen Geländeverlauf und die hervorragenden Beleuchtungsverhältnisse, durch welche sich die Qualität der für die Fahrt notwendigen Aufnahmen der Kameras deutlich verbesserte. Bei drei weiteren Fahrten am 8., 11. und 14. September konnten insgesamt weitere 265 Meter überbrückt werden.

Außerdem wurden am 8., 11. und 16. September verschiedene Tests durchgeführt, um den am 27. August aufgetretenen Fehler des Mößbauer-Spektrometers näher zu analysieren. Die Untersuchung am 11.September erfolgte bei kalten Umgebungstemperaturen. Im Verlauf des 30-minütigen Testlaufs trat der zuvor beobachtete Fehler sowohl zum Beginn als auch zum Ende der Messungen auf. Der drei Tage zuvor durchgeführte Test, welcher bei wärmeren Temperaturen durchgeführt wurde, zeigte dagegen keine Anomalien. Auch der Test am 16. September, welcher diesmal im mittleren Temperaturbereich erfolgte, zeigte keine weiteren Auffälligkeiten des Spektrometers.

Das Instrument, so die daraus resultierende vorläufige Einschätzung der Wissenschaftler, arbeitet momentan während der relativ warmen Mars-Tage normal, kann aber während der Abendstunden und in der Nacht bei den dann herrschenden tieferen Temperaturen nicht erfolgreich eingesetzt werden. Das Wissenschaftlerteam der Mars Exploration Rover-Mission will das Mößbauer-Spektrometer allerdings auf jeden Fall nutzen, um die Hydratgesteine und Tonminerale zu untersuchen, auf welche Opportunity am Rand des Endeavour-Kraters stoßen wird.

Ebenfalls am 16. September, dem Sol 2363 der Mission, führte Opportunity außerdem noch eine Fahrt über eine Distanz von 81 Metern durch. Aufnahmen, welche nach der Beendigung der Fahrt routinemäßig von den Panorama- und Navigationskameras der Rovers angefertigt wurden, zeigten in einer Distanz von etwa 31 Metern einen dunklen Felsbrocken, der eine auffallende Ähnlichkeit mit mehreren der Meteoriten aufwies, welche der Rover im Jahr 2009 untersucht hatte. „Die dunkle Farbe, die Gestalt, die Art und Weise, wie er auf der Oberfläche lag… All dies ließ uns ganz automatisch an einen Eisenmeteoriten denken“, so Matt Golombek vom JPL.

Seit seiner Landung auf dem Mars am 25. Januar 2004 hatte Opportunity im Bereich seines Operationsgebietes auf dem Meridiani Planum bis zu diesem Zeitpunkt insgesamt vier Eisenmeteoriten entdeckt. Durch deren Untersuchung konnten sowohl Daten über die frühere Marsatmosphäre als auch über die Meteoriten gesammelt werden. Da sich der neu entdeckte vermeintliche Meteorit zudem fast genau auf der vorgesehenen Route des Rovers befand entschlossen sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler, das inzwischen auf den Namen „Oileán Ruaidh“, dies ist der gälische Name für eine nordwestlich von Irland gelegene Insel, getaufte Objekt näher zu untersuchen.

Die fehlende Distanz bis zu „Oileán Ruaidh“ legte der Rover nach ausführlichen fotografischen Dokumentationen der Umgebung vier Tage später am 20. September mit einer Fahrt über 36 Meter zurück. Am 21. September begann Opportunity eine teilweise Umrundung des Objektes, welche von weiteren intensiven Fotoaufnahmen der Navigations- und Panoramakameras begleitet wurde. Mit Hilfe der aufgenommenen Bilder sollten Ziele auf der Oberfläche des Meteoriten festgelegt werden, welche man in den folgenden Tagen näher mit den Instrumenten des Rovers untersuchen wollte. Diese Untersuchungen, bei denen erneut das Mikroskop und das APXS-Spektrometer zum Einsatz kamen, zeigten, dass es sich bei „Oileán Ruaidh“ tatsächlich um einen weiteren Nickel-Eisen-Meteoriten handelt.

Nach der Beendigung der Analysen setzte Opportunity seine Fahrt am 28. September, dem Sol 2374, fort. Bis zum 3. Oktober konnten im Verlauf von vier Fahrten weitere 350 Meter in die östliche Richtung zurück gelegt werden. Ab dem 5. Oktober, dem Sol 2381 der Mission schwenke Opportunity dann in die nordöstliche Richtung, um einen etwas schwierigeren Geländeabschnitt zu umfahren. Opportunitys bisher letzte Fahrt fand schließlich am 6. Oktober 2010 statt und führte über eine Distanz von 94 Metern in die ost-nordöstliche Richtung.

Bedingt durch die neue Autonavigations-Fahrweise sammelte der Rover im Verlauf der letzten Wochen bedeutend mehr Daten als bisher üblich. Diese Daten, hauptsächlich diverse Aufnahmen der Kameras, aber auch zusätzliche allgemeine Telemetriedaten über den Fahrtverlauf und den Zustand des Rovers, werden zunächst im Flashspeicher des Bordcomputers abgelegt, bevor sie an das Kontrollzentrum in Pasadena übermittelt werden. Nach der Fahrt am 6. Oktober war der Speicher so weit gefüllt, dass dieser erst einmal geleert werden musste. Die Übertragung dieser Daten wurde in der vergangenen Woche durch einen zeitweiligenen Ausfall von einer der Antennen des Deep Space Network der NASA behindert.

Um die Übermittlung der Daten nach einer bestimmten Prioritätenliste durchzuführen beziehungsweise unnötige Daten vor ihrer Übertragung zu löschen, sollte eine spezielle Daten-Management-Sequenz an Opportunity übermittelt werden, welche die Priorität der Daten neu festlegt. Der Ausfall der DSN-Antenne verhinderte die Übermittlung dieser Sequenz an den Rover, so dass den für die Steuerung von Opportunity zuständigen Roverdrivern des JPL zunächst keine Aufnahmen der zukünftigen Fahrtrichtung zur Verfügung standen. Diese hoch aufgelösten Bilder der Navigations- und Panoramakameras sind jedoch zwingend notwendig, um den zukünftigen Kurs von Opportunity festzulegen. Mittlerweile haben diese Aufnahmen das JPL allerdings erreicht.

Der Rover wird sich bei der Fortsetzung der Fahrt während der nächsten Etappen auch weiterhin auf der gegenwärtig befahrenen „Traverse“ aus offen zutage liegenden Grundgestein bewegen und im Verlauf der nächsten etwa 1.000 Meter einen Kurs in die ost-nordöstliche Richtung einschlagen, was ja eigentlich nicht die direkte Richtung zum Endeavour-Krater beziehungsweise zu dem nächsten Zwischenziel, dem Krater Santa Maria, darstellt. Man nimmt diesen Umweg trotzdem in Kauf, um den Rover möglichst lange über einen relativ festen und damit auch sicheren Untergrund steuern zu können. Erst nach dem Erreichen des Endes dieser Traverse soll ein Kurswechsel nach Ost-Südost erfolgen, wobei man dann wieder ziemlich genau in Richtung auf den Krater Santa Maria zusteuern wird. Die dann noch zurückzulegende Strecke von weiteren etwa zwei Kilometern bis zu diesem Krater wird wieder über eine offene Sandfläche führen.

Neben dem technischen Zustand des Rovers muss bei den weiteren Fahrten auch immer der Energiehaushalt von Opportunity im Auge behalten werden. Da der Rover ausschließlich mittels seiner Solarpaneele durch Sonnenenergie betrieben wird, ist für dessen Energiesituation ausschließlich das Wetter auf dem Mars verantwortlich. Dieses hat sich auf unserem Nachbarplaneten auch in den vergangenen Wochen typisch für einen Sommer auf der nördlichen Mars-Hemisphäre gestaltet. Die Entwicklung der letzten Tage gibt dabei allerdings leichten Anlass zur Sorge.

Ein regionaler Staubsturm, welcher sich ab dem 30. September 2010 vom Arcadia Planitia bis zum Acidalia Planitia erstreckte und somit weite Teile der nördlichen Tiefebene des Mars erfasst hat, hielt auch in der vergangenen Woche weiter an. Allerdings war hierbei ab dem 8. Oktober ein leichter Auflösungsprozess des Sturms erkennbar. Zusätzlich waren im Randbereich der nördlichen Polarkappe mehrere kleinere Staubstürme aktiv. Im Bereich der südlichen Planetenhemisphäre waren dagegen Staub und Wolken aus Wassereiskristallen weit verbreitet. Besonders auffällig waren dabei zu Beginn der letzten Woche erkennbare Staubkonzentrationen über dem Terra Cimmeria. Wolken aus Wassereis wurden zudem in den letzten Tagen in der Umgebung von allen größeren Vulkanen und im gesamten Äquatorbereich beobachtet.

Dünne Wolkenbänder erstreckten sich dabei auch über den Operationsgebieten der beiden Rover, dem Meridiani Planum und dem Gusev-Krater, welche sich allerdings nicht sonderlich negativ auf die Situation von Opportunity auswirken. Ernstere Sorgen bereitet den für die Mission verantwortlichen Mitarbeitern des JPL dagegen ein Staubsturm, welcher sich erst in den letzten Tagen entwickelte und sich gegenwärtig in Richtung auf den Standort von Opportunity bewegt, den Rover bis zum jetzigen Zeitpunkt aber noch nicht erreicht hat. Laut Scott Maxwell, dem Leiter des Roverdriver-Teams, wird man speziell dieses Sturmgebiet im Auge behalten und dessen weitere Entwicklung sehr genau verfolgen.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen gibt die folgende Auflistung. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Eiskristallen. 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 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 Rovers.

• 03.08.2010: 0,529 kWh/Tag , Tau-Wert 0,415 , Lichtdurchlässigkeit 74,40 Prozent
• 11.08.2010: 0,528 kWh/Tag , Tau-Wert 0,460 , Lichtdurchlässigkeit 75,00 Prozent
• 17.08.2010: 0,581 kWh/Tag , Tau-Wert 0,484 , Lichtdurchlässigkeit 74,90 Prozent
• 24.08.2010: 0,562 kWh/Tag , Tau-Wert 0,334 , Lichtdurchlässigkeit 72,85 Prozent
• 01.09.2010: 0,579 kWh/Tag , Tau-Wert 0,461 , Lichtdurchlässigkeit 72,90 Prozent
• 08.09.2010: 0,572 kWh/Tag , Tau-Wert 0,371 , Lichtdurchlässigkeit 73,20 Prozent
• 14.09.2010: 0,577 kWh/Tag , Tau-Wert 0,568 , Lichtdurchlässigkeit 74,00 Prozent
• 22.09.2010: 0,570 kWh/Tag , Tau-Wert 0,607 , Lichtdurchlässigkeit 72,40 Prozent
• 29.09.2010: 0,607 kWh/Tag , Tau-Wert 0,520 , Lichtdurchlässigkeit 70,95 Prozent
• 06.10.2010: 0,610 kWh/Tag , Tau-Wert 0,538 , Lichtdurchlässigkeit 71,60 Prozent
• 12.10.2010: 0,607 kWh/Tag , Tau-Wert 0,518 , Lichtdurchlässigkeit 69,10 Prozent

Mit seiner bisher letzten Fahrt am 6. Oktober 2010, dem Sol 2382 der Mission, konnte Opportunity insgesamt 23.991,43 Meter auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurücklegen. Bis zum Erreichen des Randes des Endeavour-Kraters muss der Robotergeologe jedoch noch weitere über acht Kilometer überwinden. In diesen Stunden sind die Roverdriver des JPL damit beschäftigt, die Kommandosequenzen für die nächste Fahrt des Rovers zu erstellen. Im Verlauf dieser Fahrt wird Opportunity die Marke von 24 auf dem Mars zurück gelegten Kilometern überschreiten. Sofern der sich anbahnende Staubsturm dies zulässt, wird Opportunity diese Fahrt in den nächsten Tagen antreten.

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