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

Bereits seit dem August 2012 untersucht der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebene Rover Curiosity die Umgebung seines Landegebietes auf dem Mars. Bei einem der dabei eingesetzten zehn wissenschaftlichen Instrumenten handelt es sich um die ChemCam, so die Abkürzung für das „Chemistry and Camera Instrument“.

Durch den „Beschuss“ der Marsoberfläche mit einem Laser wird ein Teil der dort befindlichen Gesteine oder Böden verdampft. Die von dem so erzeugten Plasma ausgehenden Lichtemissionen werden von einer Teleskopoptik aufgefangen und über einen Lichtwellenleiter, es handelt sich hierbei um ein fast sechs Meter langes Glasfaserkabel, zuerst zu einem Demultiplexer und von dort aus zu drei Spektrometern weitergeleitet.

Diese Spektrometer analysieren die Lichtintensität der so empfangenen verschiedenen Emissionslinien, woraus die beteiligten Wissenschaftler direkt auf die in der untersuchten Bodenprobe enthaltenen chemischen Elemente schließen können. Dabei können die einfallenden Lichtwellen mit insgesamt 6.144 verschiedenen Spektralkanälen, welche über eine Auflösung von jeweils 0,09 bis 0,30 Nanometern verfügen, unterschieden werden.

Typischerweise werden die zu analysierenden Oberflächenbereichen bei diesen Untersuchungen gleich an mehreren Punkten „beschossen“, wobei jeder einzelne Punkt der Marsoberfläche in der Regel mit 30 Laserpulsen bearbeitet wird.

Mittlerweile hat die ChemCam über 102.000 solcher Laserpulse abgesetzt. Insgesamt wurden im Rahmen dieser Arbeiten bisher mehr als 420 verschiedene Bodenziele untersucht. Mit einem in das Instrument integrierten Schmidt-Cassegrain-Teleskop wurden zudem bis zum heutigen Tag über 1.600 Aufnahmen der Marsoberfläche angefertigt.

Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler können auf diese Weise die Vielfältigkeit der Gesteine und Böden dokumentieren, welche die Oberfläche des Mars im Operationsgebiet des Rovers bedecken und dadurch auch auf die geologischen Prozesse schließen, welche zu deren Bildung geführt haben.

„Diese Materialien bestehen aus Staub, durch den Wind verfrachtete Sandpartikel, durch Wassereinflüsse veränderte Sedimente, sulfathaltige Venen und magmatische Gesteine, bei denen es sich eventuell um Auswurfmaterial handelt, welches aus anderen Regionen des Mars stammen könnte“, so Horton Newsom von der University of New Mexico in Albuquerque/USA.

Untersuchung von Ithaca
Der Laserpuls Nummer 100.000 wurde bereits am 30. Oktober 2013 abgegeben und war Bestandteil einer Serie von insgesamt 300 Pulsen, mit denen zehn verschiedenen Bereiche einer mit dem Namen „Ithaca“ belegten Gesteinsformation untersucht wurden. Hierbei stellte sich letztendlich heraus, dass dieses Grundgestein offenbar vulkanischen Ursprungs ist.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 478 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte vor etwa 13 Stunden und führte diesmal lediglich über eine Distanz von etwa sechs Metern. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity 105.101 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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• Aktuelle Diskussion zu Curiosity

Der Beitrag Curiositys ChemCam: Über 100.000 Laserpulse erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: Raumfahrer.net, CSA, ESA, JAXA, NASA, Roskosmos.

Die Möglichkeit für die gemeinsame Errichtung einer über lange Zeit nutzbaren, internationalen Raumstation ergab sich mit dem gesellschaftlichen Umbruch in der Sowjetunion, Anfang der 1990er Jahre. Gleichzeitig bedeutete dies jedoch eine wirtschaftlich schwierige Periode in Russland, in der es schwer wurde, die Raumstationstraditionen fortzuführen. In den USA hingegen kamen die Raumstationspläne, die man gemeinsam mit den Kooperationspartnern ESA, Japan und Kanada schmiedete, nicht so recht voran. Einander ergänzend nutzte man nun die Gelegenheit und setzte damit auch symbolisch ein weltweites Zeichen neuer Kooperation statt Konfrontation im Weltall und auf der Erde.

So wurde das erste Modul Sarja (russ. für Morgenröte) zwar in Russland entwickelt und gebaut, dies geschah jedoch mit finanzieller Unterstützung durch die US-Weltraumbehörde NASA. Seitdem hat sich eine neue Kultur der Zusammenarbeit entwickelt, in der gemeinsam Pläne geschmiedet, Experimente erdacht und umgesetzt sowie Raumfahrt betrieben wird.

Heute besteht die ISS aus 15 begehbaren Modulen, einer gewaltigen Gitterstruktur mit Außenlasten, Solarzellenpaneelen, Wärmeabstrahlern und halbautomatischen oder handgesteuerten Manipulatoren bzw. Kränen. Im Inneren gibt es bewährte Technik zur Lebenserhaltung, Steuerung, Lageregelung und Kommunikation aber auch neuartige Testeinrichtungen und aktuelle Experimente zu Hunderten. Diese Anlagen werden durch Dutzende weitere Experimente ergänzt, die an der Außenseite der ISS angebracht sind und Daten liefern oder Materialproben für künftige Raumstationen umfassen.

Die ca. 450 Tonnen träge Station fliegt mit gut 28.000 km/h etwa 400 Kilometer über der Erdoberfläche, umrundet unseren Planeten in 93 Minuten ein Mal und überfliegt dabei alle Gebiete der Erde zwischen 51,6 Grad nördlicher und südlicher Breite. Bei wolkenlosem Himmel kann man sie mitunter nach der Abend- oder vor der Morgendämmerung als helles Lichtpünktchen, das schnell über den Himmel zieht, sehen. Vorhersagen lassen sich im Internet abrufen.

Das Spektrum der wissenschaftlichen Grundlagen- oder Anwendungsforschung reicht von Astronomie über Atmosphärenforschung, Entwicklungs-, Pflanzen- und Zellbiologie, Erderkundung, Genetik, Kosmologie, Kristallisationsforschung, Materialwissenschaft, Medizin, Plasma-, Flüssigkeits- und Teilchenphysik bis hin zur Zoologie. Zudem werden an Bord auch neue Technologien erprobt, insbesondere in der Robotik, der Laserkommunikation, der Wasseraufbereitung sowie demnächst bei entfaltbaren Zusatzmodulen, der Herstellung von Ersatzteilen oder Speisen mit Hilfe von 3D-Druckern, dem Einsatz elektrischer Antriebe oder einer frei fliegenden Wissenschaftsplattform.

Dabei hat sich in den vergangenen 20 Jahren eine Routine in der Planung und Durchführung der Module und Experimente aber auch bei der Abstimmung von Ankünften und Abflügen von Besatzungen und Fracht, Bahnanhebungs- oder Ausweichmanövern, Energiemanagement, Kommunikation über verschiedene Bodenstationen und Raumfahrtzentren sowie Ausstiegsmanöver eingestellt, in der Kooperation über technische Anpassungen und Landesgrenzen hinweg selbstverständlich geworden ist.

Experimente der Europäischen Weltraumorganisation ESA, von deren Mitgliedsländern 11 an der Internationalen Raumstation beteiligt sind, werden sowohl im eigenen Labormodul Columbus als auch in japanischen, russischen und US-amerikanischen Modulen ausgeführt. Dabei bekommt man Energie und Kommunikationsmöglichkeiten von dem einen Partner, ein anderer sorgt dafür, dass das entsprechende Equipment und das „Personal“ zur Station gelangt, die Station auf ihrer Bahn bleibt und auch beim Essen kann man aus einer Vielzahl international beliebter Speisen wählen.

Dabei geht die Entwicklung fleißig weiter. In den nächsten Jahren sollen weitere Module zur Station starten, neue Technologien erprobt werden, neu entwickelte Raumschiffe zum Einsatz kommen und damit die Erweiterung der Stationsbesatzung auf zumindest 7 Personen ermöglichen. Zwei Raumfahrer sollen ein ganzes Jahr in der Schwerelosigkeit verbringen und die Station soll sich völlig neue Forschungs- und Anwendungsfelder erschließen. So sollen im nächsten Monat beispielsweise zwei HD-Kameras an der Außenseite der Station installiert werden, mit denen man der Öffentlichkeit aktuelle Bilder der Erdoberfläche zur Verfügung stellen möchte. Für die nächsten Jahre plant man außerdem die Montage eines Empfängers, der Signale von kleinen Sendern, die auf den Rücken von Zugvögeln angebracht sind, rund um den Globus erfassen kann.

Mancher fragt derweil nach dem Sinn der bemannten Raumfahrt in wirtschaftlich schwierigen Zeiten. Kann man nicht vieles davon auch mit preiswerteren, unbemannten Missionen erreichen. Dies ist sicherlich richtig. Der Mensch hat aber auch heute noch viele Vorteile gegenüber automatischen Systemen. So ist er flexibel für jede Aufgabe einsetzbar, kann sich sehr schnell umstellen, intelligent reagieren und Reparaturen ausführen. Die Forschungsergebnisse der knapp 10 Jahre des Marsrovers Opportunity auf dem Roten Planeten hätte ein Geologe sicherlich innerhalb eines Monats erbracht.

Zudem fördert dieses internationale Großprojekt auch Zusammenarbeit und Verständnis unterschiedlicher Kulturkreise auf der Erde. Mit dem know how der bemannten Raumfahrt werden wir eines Tages aber auch unseren Lebensraum auf den Weltraum ausdehnen. Vielleicht müssen wir dies sogar eines Tages tun, um den Fortbestand der Menschheit zu sichern. Um es mit Ziolkowski zu sagen: „Es stimmt, die Erde ist die Wiege der Menschheit, aber der Mensch kann nicht ewig in der Wiege bleiben. Das Sonnensystem wird unser Kindergarten.“

Auch hier werden erste Schritte bereits geplant. Und wo erprobt man dafür vorgesehene Technologien wie neue Raumschiffe, entfaltbare Arbeitsräume, 3D-Druck oder elektrische Antriebe? Auf der Internationalen Raumstation!

Versuch einer Chronik

• 20.11.1998: Das erste Modul der ISS (Sarja) wird gestartet.
• 04.12.1998: Im Laderaum der Endeavour gelangt das zweite Modul (Unity) in den Orbit. Dazu gehören auch zwei Adapter (PMA), die zwischen russischer und US-amerikanischer Technik vermitteln. Am 6. Dezember wird Sarja mit einem Manipulatorarm erfasst und mit PMA 1 verkoppelt. Nach Außenbordarbeiten zur Etablierung elektrischer Verbindungen „betreten“ am 10. Dezember erstmals Menschen die ersten Elemente der Raumstation.
• 31.05.1999: Mit Julie Payette gelangt die erste Kanadierin an Bord der Station. Im Oktober folgt mit Koichi Wakata der erste Japaner und im April 2001 mit Umberto Guidoni (Italien) der erste Mitarbeiter der ESA. Ihm folgen ESA-Raumfahrer aus Frankreich, Belgien, Spanien, den Niederlanden, Deutschland und Schweden. Im Rahmen weiterer Kooperationsabkommen leben und arbeiten auch Raumfahrer aus Kasachstan (2001), Kirgisien (2004), Brasilien (2006) und Malaysia sowie Touristen aus den USA (dabei auch ungarischer bzw. iranischer Abstammung), aus Südafrika (2002), Südkorea (2008) und Kanada (2009) an Bord.
• 12.07.2000: Das Antriebs-, Navigations- und Wohnmodul Swesda gelangt an der Spitze einer Proton-Trägerrakete ins All. Die Kopplung mit Sarja erfolgt am 26. Juli 2000.
• 08.08.2000: Der erste Frachter (Progress-M1 3) kommt, hauptsächlich zum Auftanken der Stationsreservoirs.
• 14.10.2000: Aus der Ladebucht der Discovery wird das erste Gitterelement Z1 (Zenit) auf der „Oberseite“ der ISS installiert. Damit werden Lageregelung über Drallräder und Kommunikation über geostationäre Relaissatelliten gewährleistet. Am 15. Oktober wird der dritte Kopplungsadapter (PMA) angedockt.
• 02.11.2000: Mit Sojus-TM 31 trifft die erste Stammbesatzung der Internatiolanen Raumstation ein. Man bezeichnet sie auch als ISS-Expedition 1. Sie besteht aus William Shepherd als Kommandant und den Bordingenieuren Juri Gidsenko und Sergej Krikaljow.
• 02.12.2000: Das erste Gitterelement mit Solarzellen und Batterien wird auf Z1 montiert. Damit wird die Energie, die der Station zur Verfügung steht etwa vervierfacht.
• 11.02.2001: Destiny, das US-Forschungsmodul, wird in die Struktur der Raumstation integriert.
• 10.03.2001: Die erste Ablösung kommt mit dem Shuttle Discovery. Das Kommando über die Station wechselt daraufhin erstmals (von der NASA zu Roskosmos). Fracht kommt zudem in einem Großcontainer (MPLM Leonardo).
• 22.04.2001: Der kanadische Manipulator Canadarm² wechselt von der Raumfähre Endeavour zum ISS-Modul Destiny und steht ab sofort für Entlade- und Transportarbeiten zur Verfügung. 2002 gesellen sich ein mobiler Transporter, der auf einer Schiene entlang der Gitterstuktur operieren kann, eine ergänzende Lager- und Arbeitsplattform sowie zwei Transportkarren dazu.
• 15.07.2001: Das Schleusenmodul Quest wird an das ISS-Modul Unity angedockt. Von hier aus wird ein Großteil der Ausstiege zur Erweiterung, Wartung oder Reparatur der Station ausgeführt.
• 16.09.2001: Eine weitere Schleuse (Pirs) trifft mit einem modifizierten Progress-Antriebsteil ein und wird an der Unterseite von Swesda festgemacht. Auch von hier aus werden zahlreiche Ausstiege unternommen, die der Erweiterung und Wartung der Station dienen.
• 11.04.2002: Das erste Modul der über 100 Meter breiten Gitterstruktur wird auf Destiny verankert. Mit ihm gelangt auch der oben erwähnte mobile Transporter für den kanadischen Manipulator zur Station.
• 10.10.2002: Ein Gitterstrukturelement ohne Solarzellen aber mit Wärmeabstrahlern, Energietechnik und Befestigungspunkten für Experimentier- oder Lagerplattformen (S1 für Steuerbord 1) wird auf der Steuerbordseite an S0 montiert. Am 27. November folgt das weitgehend identische Backbordelement P1.
• 07.12.2003: Nach dem Columbia-Unglück sinkt die Besatzungsstärke der ISS während der Expeditionen 7 bis 13 auf zwei Personen. Im Juli 2006 kommt mit Thomas Reiter wieder ein dritter Mann dazu. Auch der Ausbau der Station ruht bis dahin weitgehend. Im Juli 2005 trifft erstmals wieder ein Shuttle ein, im Juli 2006 hat man einen Frachtcontainer dabei. Zwischenzeitlich halten 13 Progress-Fachter und 7 bemannte Sojus-Raumschiffe die Station am Leben.
• 12.09.2006: Die Gitterstrukturelemente P3 und P4, die praktisch eine Einheit bilden und mit großen Solarzellenpaneelen die Energiekapazität der Station erweitern, wird auf der Backbordseite an P1 montiert. Bei der nächsten Shuttle-Mission im Dezember folgt das Verbindungsstück P5.
• 11.06.2007: Auch auf der Steuerbordseite wird ein entsprechendes Element der Gitterstruktur (S3/S4) installiert. Im August 2007 folgt das Verbindungsteil S5.
• 26.10.2007: Das zweite Knotenmodul (Harmony) des US-basierten ISS-Segments wird seitlich an Unity angekoppelt. Es wird zuvor aus der Ladebucht der Discovery gehoben. Bei derselben Shuttle-Mission STS 120 wird auch das Gitterelement P6, welches bis dahin auf Z1 platziert war, nach P5 verlegt und dessen zuvor eingefahrene Solarzellenpaneele wieder entfaltet. Dabei wird am 3. November 2007 ein erster umfassender Reparatureinsatz außerhalb der Station notwendig, um einen Riss in einem der Solarpaneele zu sichern. Nach der Rückkehr der Raumfähre zur Erde wird PMA 2 vom Bug der Station an die Spitze von Harmony umgekoppelt und anschließend Harmony (zusammen mit PMA 2) an den Bug der Station. Damit ist am 14. November 2007 die Längsachse der Internationalen Raumstation (ca. 50 m) fertig gestellt.
• 11.02.2008: Der Hauptbeitrag der ESA zur ISS, das Forschungsmodul Columbus, wird an der Steuerbordseite von Harmony angekoppelt.
• 14.03.2008: Ein japanisches Logistikmodul (JEM LM) wird auf Harmony aufgesetzt. Es wird am 6. Juni 2008 auf das zwischenzeitlich angekommene Labormodul JEM PM umgekoppelt und bildet mit einer Experimentieraußenplattform und einem mehrteiligen Manipulatorsystem den japanischen Laborkomplex Kibo.
• 03.04.2008: Der erste ESA-Frachttransporter vom Typ Automated Transfer Vehicle (ATV) koppelt am Heck der ISS an. Er bringt Treibstoff, Wasser, Luft, Sauerstoff und Stückgut. Zudem sorgt er dafür, dass die Bahn der Station von Zeit zu Zeit angehoben wird. An dem vielseitigen Raumschiff wurde Jahrzehnte entwickelt, insgesamt werden aber nur 5 Exemplare gebaut und gestartet, das letzte 2014. Die Abkopplung von ATV 1 erfolgt am 4. September 2008.
• 03.06.2008: Das japanische Labormodul JEM PM wird an der Backbordseite von Harmony angedockt. Es verfügt über eine Materialschleuse und das größte Fenster auf der Station. Anschließend wird das kleine Logistikmodul von Harmony (Zenit) nach JEM PM verlegt.
• 19.03.2009: Das vierte und damit letzte Gitterstrukturelement mit Solarzellen (S6) wird auf der Steuerbordseite angebracht. Die Spannweite der Struktur beträgt nun mehr als 100 Meter, die zur Verfügung gestellte elektrische Leistung liegt bei etwa 100 kW.
• 15.07.2009: Die japanische Experimentierplattform JEM EF trifft ein und komplettiert den Forschungskomplex aus dem Land der aufgehenden Sonne. Dieser Komplex wird anschließend praktisch von allen Partnern der ISS genutzt, wie dies auch für die übrigen Elemente der Raumstation gilt.
• 17.09.2009: Der erste japanische Frachter HTV wird mittels Manipulatorarm an das ISS-Modul Harmony angedockt. Dieses Verfahren wird zum ersten Mal in dieser Form an der Internationalen Raumstation verwendet. Das HII Transfer Vehicle kann sowohl Innen- als auch Außenfracht zur Station transportieren. Mit einem Großteil der Außenfracht werden die Experimentierboxen an der Außenplattform bestückt.
• 12.11.2009: Das kleine Forschungsmodul Poisk wird von einem modifizierten Progress-Antriebsmodul am oberen Stutzen von Swesda angekoppelt. Dieser war zuvor bei mehreren Ausstiegen frei gelegt und darauf vorbereitet worden.
• 12.02.2010: Das dritte Knotenmodul (Tranquility) wird an der Backbordseite von Unity angedockt. Cupola wird 3 Tage später von der Spitze zum unteren Kopplungsstutzen von Tranquility verlegt. Die Kuppel verfügt über 6 trapezförmige Fenster, die in einem Ring um ein großes Rundfenster angeordnet sind und bietet einen wunderbaren Blick auf unseren Blauen Planeten.
• 18.05.2010: Das kleine Forschungsmodul Rasswjet wird, nachdem es aus der Ladebucht der Atlantis gehoben war, am unteren Kopplungsstutzen des ältesten Moduls Sarja angekoppelt. Es dient auch als Kopplungsstelle, zumeist für bemannte Raumschiffe. Huckepack wurden ein Wärmeabstrahler, eine Experimentierschleuse und Ersatzteile für den computergesteuerten Manipulatorarm ERA der europäischen Weltraumorganisation für das Modul MLM Naúka geliefert, welches nach derzeitigem Stand 2015 zur ISS starten soll.
• 29.05.2010: Die Besatzung der Internationalen Raumstation wird auf 6 Personen (Michael Barratt, Gennadi Padalka, Roman Romanjenko, Robert Thirsk, Koichi Wakata, Frank de Winne) aufgestockt. Zudem stammen die 6 der ISS-Expedition 20 von allen beteiligten Partnern (NASA, Roskosmos, CSA, JAXA, ESA). Von da an befinden sich lediglich während einer kurzen Austauschperiode zwischen Landung eines Raumschiffes und Start des nächsten nur 3 Raumfahrer an Bord der ISS.
• 01.03.2011: Das permanente Mehrzweckmodul PMM (Leonardo), welches aus einem Frachtmodul umgebaut wurde, wird an der Unterseite des Moduls Unity angedockt. Damit steht ein großer Lagerraum zur Verfügung.
• 19.05.2011: Der Teilchendetektor AMS 2 (Alpha Magnet Spectrometer) wird an der Gitterstruktur der Station befestigt und an die Energieversorgung angeschlossen. Er soll Beweise für die Existenz Dunkler Materie im Universum liefern.
• 25.05.2012: Der erste Frachter vom Typ Dragon einer US-Firma wird bereits beim Testflug erfolgreich eingefangen und angekoppelt. Dragon ist auch in der Lage, Außenfracht zur Station zu bringen sowie größere Mengen Fracht in seiner Landekapsel zur Erde zurück zu befördern.
• 29.09.2013: Auch beim ersten Testflug eines Cygnus-Frachters einer US-Firma gelingen Einfangen, Ankoppeln, Entladen und Absetzen.

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• ISS-Hauptthema ab 20.11.2013 (180 Seiten davor und hoffentlich noch viele danach)

Der Beitrag Die Internationale Raumstation wird 15 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, The Planetary Society, Unmanned Spaceflight. Vertont von Peter Rittinger.

In den Morgenstunden des 6. August 2012 verfolgten nicht nur mehrere hundert Ingenieure und Wissenschaftler der NASA voller Spannung, wie der neueste, größte, modernste und mit einem Budget von rund 2,5 Milliarden US-Dollar zugleich auch teuerste Marsrover der US-amerikanischen Weltraumbehörde, der Rover Curiosity, im Rahmen seines Landemanövers zunächst die Marsatmosphäre durchdrang und schließlich erfolgreich auf der Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten aufsetzte. Vielmehr wurde dieses Ereignis via Internet zugleich auch weltweit von mehreren Zehntausend Weltraumenthusiasten sozusagen „Live“ begleitet.

Während der folgenden zwölf Monaten überbrückte der Rover bisher eine Entfernung von über 1.700 Metern auf der Marsoberfläche und untersuchte dabei im Rahmen seiner wissenschaftlichen Zielsetzung einen kleinen Teilbereich seines Landegebietes ausführlich mit seinen zehn wissenschaftlichen Instrumenten.

Bis zum heutigen Tag wurden dabei über 170 Gigabits an Daten gesammelt und an das am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien beheimatete Roverkontrollzentrum übermittelt. Alleine das ChemCam-Instrument – ein aus einem Hochleistungslaser, drei Spektrografen und einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop bestehender Instrumentenkomplex – „feuerte“ während des letzten Jahres über 75.000 Laserimpulse auf insgesamt etwa 2.000 unterschiedliche Ziele auf der Marsoberfläche ab. Die 17 Kameras, mit denen der Rover ausgestattet ist, fertigten in der gleichen Zeit über 72.000 Aufnahmen von der Marsoberfläche an, von denen bisher über 36.000 Aufnahmen in einer sehr hohen Auflösung vorliegen.

Mit der Analyse und der Interpretation der im Rahmen dieser Arbeiten gewonnenen Daten sind gegenwärtig weltweit mehrere hundert Wissenschaftler intensiv beschäftigt. Welche neuen Erkenntnisse konnten die Marsforscher dabei bisher über unseren Nachbarplaneten gewinnen?

Was haben wir bisher gelernt?

Die übergeordnete Fragestellung, welche Curiosity beantworten soll, lautet in einem Satz zusammengefasst: „Verfügte der Mars einstmals über Umweltbedingungen, welche die Entstehung von primitiven Lebensformen begünstigt haben könnten“.

Diese Frage konnte durch die Auswertung der gesammelten Daten bereits im März 2013 positiv beantwortet werden. Die Analyse von einer im Rahmen einer Bohrung entnommen Gesteinsprobe durch die Instrumente SAM und CheMin ergab, dass die Gesteine in der untersuchten Region Schwefel, Stickstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor und Kohlenstoff enthalten, welche als die „Grundbausteine des Lebens“ gelten. Diese Stoffe sind nach der allgemein anerkannten Meinung zwingend notwendig, damit sich im Rahmen eines komplexen Prozesses Leben bilden kann.

Ebenfalls notwendig für die Entstehung von Leben ist Wasser in flüssiger Form. Und auch dieses, so die Resultate von Curiosity, war früher einmal vorhanden. Im Bereich des Landegebietes floss demzufolge einstmals nahezu pH-neutrales Wasser, was die Entstehung von Leben in Kombination mit anderen Faktoren prinzipiell denkbar macht (Raumfahrer.net berichtete). Alleine diese Erkenntnis macht die Curiosity-Mission in Anbetracht der ursprünglichen Zielsetzung bereits nach dieser kurzen Einsatzzeit auf dem Mars zu einem Erfolg.

Noch früher im Missionsverlauf, nämlich bereits im September 2012, entdeckte Curiosity in der unmittelbaren Nähe zu seiner Landezone die Überreste eines uralten, bereits seit mehreren Milliarden Jahren ausgetrockneten Flussbettes. Hier dokumentierten die Kameras des Rovers abgeschliffene Kieselsteine, deren Größe und Form sich am besten dadurch erklären lässt, dass diese Steine sowohl über erhebliche Distanzen als auch über längere Zeiträume hinweg von fließendem Wasser transportiert wurden. Die Gestalt der Kieselsteine vermittelte den Geologen zudem eine ungefähre Vorstellung von der Fließgeschwindigkeit des Gewässers und von dessen Tiefe. Demzufolge hat sich das Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,9 Metern pro Sekunde bewegt, wobei es eine Tiefe von mindestens 10 Zentimetern bis hin zu einem Meter erreicht haben muss (Raumfahrer.net berichtete).

Eine weitere bereits jetzt verfügbare Erkenntnis bezieht sich auf die zukünftige Erforschung des Mars durch Astronauten und auf die Strahlenbelastung, welcher diese dabei ausgesetzt sein werden. Zur Gewinnung der hierfür benötigten Daten wurde der Strahlungsdetektor RAD genutzt, welcher als einziges Instrument bereits während des Fluges zum Mars aktiv war. Auf dem Weg zu unserem Nachbarplaneten und während des Aufenthaltes auf dessen Oberfläche, so das Ergebnis der bisherigen Datenanalysen, werden zukünftige Marsbesucher einer hohen Dosis an kosmischer Strahlung ausgesetzt sein, welche zwar in Bezug auf das daraus resultierende Risiko einer Krebserkrankung nicht unkritisch, aber trotzdem noch vertretbar ausfällt. Trotzdem, so die Wissenschaftler, wäre es wünschenswert, bei einer zukünftigen bemannten Marsmission das zu verwendende Raumschiff mit einem entsprechend ausgelegten Schutz vor der Strahlung zu versehen (Raumfahrer.net berichtete).

Ein weiteres Resultat bezieht sich auf die aktuelle Zusammensetzung der Marsatmosphäre und dabei speziell auf die erstmals im Jahr 2003 detektieren Methanvorkommen, welche laut diesen und späteren Messungen zu bestimmten Jahreszeiten und an bestimmten Regionen eine Konzentration von bis zu etwa 10,5 ppb erreichen sollen. Eine erste Suche nach Methanmolekülen durch das SAM-Instrument von Curiosity verlief im Herbst 2012 negativ (Raumfahrer.net berichtete). Trotz seitdem mehrfach wiederholter Messungen konnte das Instrument bisher immer noch kein Methan in der Marsatmosphäre nachweisen. Trotzdem soll die Suche nach diesem Spurengas, welches – sofern vorhanden – eventuell biologischen Ursprungs sein könnte, auch in Zukunft fortgesetzt werden.

Des weiteren hat die Wetterstation REMS seit der Landung auf dem Mars trotz eines bei dem Landemanövers beschädigten Sensors für die Vermessung der Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten kontinuierlich Daten über die aktuelle Wetterlage im Bereich des Operationsgebietes gesammelt (Raumfahrer.net berichtete). Neben den Luft- und Bodentemperaturen zu bestimmten Tageszeiten beinhalten diese Daten auch den gegenwärtig vorherrschenden Luftdruck. Die so gewonnenen Werte dienen den Marsforschern in Kombination mit den Daten der verschiedenen derzeit aktiven Marsorbitern dazu, ein besseres Verständnis über die Meteorologie des Mars und über das dort herrschende Klima zu gewinnen.

Mit dem DAN-Instrument wird dagegen regelmäßig die Menge und Verteilung von wasserstoffhaltigen Mineralen im Marsboden ermittelt. Erste Ergebnisse führten dabei bisher offenbar zu dem Schluss, dass sich im Operationsgebiet deutlich weniger wasserhaltige Minerale befinden als ursprünglich angenommen.

Weitere Erkenntnisse beziehen sich auch die allgemeine Geologie und Geochemie der bisher untersuchten Regionen. Im Rahmen ihrer Analysen identifizierten die an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftler bisher eine in diesem Umfang nicht erwartete Vielfalt an unterschiedlichen Gesteinen. Der Rover entdeckte während des letzten Jahres eine Unmenge an in Bezug auf Größe und Form unterschiedlich gearteten Sandkörnern, verschiedene vulkanische Gesteine, Sandsteinablagerungen und diverse Gesteinsaufschlüsse, welche mit Venen durchzogen sind, die sich wiederrum aus unterschiedlichen Mineralen zusammensetzten. Die sich aus der Zusammensetzung und Gestalt der untersuchten Objekte ergebenden Eigenschaften bieten den Planetologen tiefreichende Einblicke in die offensichtlich „feuchte Vergangenheit“ dieser Marsregion.
Weitere Untersuchungen und noch viel mehr Zeit

Erst durch weitere Messungen und noch eingehendere – und somit zeitaufwändigere – Analysen werden diese einzelnen Bausteine in Zukunft zu einem noch umfassenderen Gesamtbild über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte unseres Nachbarpalneten zusammengesetzt werden können. Bereits jetzt ist klar, dass alleine die Analysen der bisher gewonnenen Daten die Marsforscher noch über viele Jahre hinweg beschäftigen werden. Und mit jeder Fahrt, welche der Rover absolviert, und mit jeder damit einhergehenden Messung steigt die auszuwertende Menge an Daten weiter an.

Derzeit befindet sich Curiosity auf dem Weg zu dem im Zentrum des Gale-Kraters, so der Name des Landegebietes, gelegenen Berges Aeolis Mons. Nach einer Fahrt über derzeit noch etwa acht Kilometer wird der Rover laut den aktuellen Planungen in etwa 12 Monaten den Randbereich dieses etwa 5,5 Kilometer hohen Zentralberges erreichen. Anschließend soll Curiosity einem der dort befindlichen, tief eingeschnittenen Täler folgen und mit seinen „Aufstieg“ auf diesen Berg beginnen. Die diversen Bildaufnahmen des Aeolis Mons zeigen bereits jetzt, dass sich dieser Berg aus diversen geschichteten Sedimentablagerungen zusammensetzt, welche laut den spektroskopischen Messungen der verschiedenen Marsorbiter Tonminerale und verschiedene wasserhaltige Sulfate beinhalten.

Im Rahmen eine langsamen „Besteigung“ dieses Berges, welcher aufgrund seiner geschichteten Ablagerungen entfernt an den Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona erinnert, wird Curiosity hier auf einer Strecke von nur wenigen Kilometern auf einen Schlag gleich mehrere Milliarden Jahre der geologischen Geschichte des Mars erkunden können.

Die damit verbundenen Analysen werden vermutlich mehrere Jahre andauern und das Wissen der Menschheit um die Entwicklungsgeschichte des Mars immens erhöhen. Dank seiner Energiequelle, einem Radioisotopengenerator, wird Curiosity laut den aktuellen Prognosen noch für mindestens weitere zehn Jahre über genügend Energie verfügen, um seine Forschungsmission effizient fortzusetzen. Obwohl die Primärmission des Rovers anfänglich auf lediglich zwei Jahre ausgelegt war gilt es bereits jetzt als sicher, dass die Mission trotz der dabei auflaufenden zusätzlichen Kosten von jährlich etwa 60 Millionen US-Dollar auf unbestimmte Zeit verlängert wird.

Der exakte zukünftige Verlauf der Mission kann dabei derzeit noch nicht einmal von den direkt in die Mission involvierten Mitarbeitern mit hinreichender Genauigkeit benannt werden. „Diese Mission ist getrieben von den aktuellen Entdeckungen“, so John Grotzinger, der verantwortliche Missionsmanager des JPL. Neue Beobachtungen oder Erkenntnisse können jederzeit zu einem Abweichen von dem ursprünglichen Plan führen.

Eines jedoch dürfte sicher sein: „Die Radspuren, welche dieser Rover heute auf dem Mars hinterlässt sind die Basis für die Fußabdrücke zukünftiger Astronauten auf dem Mars“, so Charles Bolden, der Administrator der NASA.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 355 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von über 1.700 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte am gestrigen Tag und führte über eine Distanz von etwa 57 Metern.

Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 72.283 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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• Aktuelle Diskussion zu Curiosity

Der Beitrag Rover Curiosity: Das erste Jahr auf dem Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ESA, Arianespace, Raumfahrer.net.

Es ist schon ein kleines Jubiläum. Zum siebzigsten Mal startete heute eine Ariane 5, diesmal mit dem 6,7 Tonnen schweren Kommunikationssatelliten Alphasat für den britischen Betreiber Inmarsat als Primärnutzlast und dem 2,2 Tonnen schweren meteorologischen Satelliten INSAT 3D für die ISRO (Indian Space Research Organisation) als Sekundärnutzlast.

Der Ariane-Start folgte dem vorgesehenen Drehbuch. Pünktlich um 21.54 Uhr MESZ zündete das Vulcain-2-Triebwerk der ersten Stufe. Nach einem Funktionstest von sieben Sekunden wurden die beiden Feststoff-Booster gezündet und die Rakete hob ab. Booster-Trennung und Abwurf der Nutzlastverkleidung erfolgten nach rund zwei- beziehungsweise dreieinhalb Minuten. Neun Minuten nach dem Start, nunmehr in ca. 170 Kilometern Höhe, wurde die erste Stufe abgeschaltet. Nach Separierung von der Oberstufe wurde deren HM-7B-Triebwerk gezündet, um die Nutzlast in die zunächst vorgesehenen Umlaufbahnen zu transportieren. Alphasat wurde 28 Minuten nach dem Start in 1.100 Kilometern Höhe und INSAT 3D nach weiteren fünf Minuten in 2.200 Kilometern Höhe ausgesetzt.

Bei Alphasat handelt es sich um ein Projekt in öffentlich-privater Zusammenarbeit zwischen Inmarsat, ESA und CNES, der französischen Weltraumagentur. Inmarsat ist ein Anbieter satellitengestützer Mobilkommunikation mit einem Operationszentrum in London. Inmarsat-Kunden kommen aus der Luft- und Seefahrtbranche und sonstigen Transportunternehmen. Hauptaufgabe des von Astrium in Zusammenarbeit mit Thales Alenia gebauten Alphasat ist die Gewährleistung einer Kommunikation über mehr als 750 Kanäle im L-Band für Inmarsat. Für diesen Zweck führt er einen entfaltbaren Reflektor mit elf Metern Durchmesser mit sich. Der Satellit selbst misst 7,1 mal 2,5 mal 2,8 Meter. Die Spannweite der Solarpaneele beträgt 40 Meter. Sie liefern zwölf Kilowatt Leistung. Er wird geostationär 25 Grad Ost positioniert und deckt damit Europa, den Nahen Osten und weitere Teile Asiens und Afrikas ab. Seine Lebensdauer wird auf 15 Jahre veranschlagt.

Der öffentliche (Finanzierungs-)Anteil erklärt sich damit, dass mit dem Alphasat erstmals der neue Alphabus als Bauplattform genutzt wird. Zur Markteinführung ist die ESA und damit die öffentliche Hand mit vier eigenen innovativen Demonstrationsnutzlasten mit an Bord: eine Laser-Einheit zur Erprobung einer darauf basierenden LEO-GEO-Kommunikation, einer Q/V-Band-Kommunikationseinheit für entsprechende Anwendungstests, ein fortgeschrittener Sternensensor mit aktivem Pixel-Detektor und Messgeräten zur Überwachung der Strahlung im geostationären Orbit und ihrer Auswirkungen auf elektronische Komponenten und Sensoren.

INSAT 3D hat Außenmaße von 2,4 mal 1,6 mal 1,5 Meter und wird geostationär auf 82 Grad Ost über Indien stehen. Er ist unter anderem mit einer Sechs-Kanal-Bilderfassung (Imager) und einem 19-Kanal-Saunder (IR-Radiometer) ausgestattet. Der Imager erfasst die Wärmestrahlung der Erde sowie die reflektierte Sonnenenergie. Der Saunder kann die vertikale Verteilung der Lufttemperatur und -feuchtigkeit messen, die Oberflächentemperaturen von Erde und Wolken sowie die Ozonverteilung. Das Ganze dient der Vorhersage extremer Wetterlagen, aber auch der Identifizierung von Flächenbränden auf dem Subkontinent. Im Katastrophenfall soll INSAT 3D Such- und Hilfsaktionen unterstützen. Dazu führt er entsprechende Technik mit. Zusätzlich ist er mit einem Datenrelais-Transponder ausgestattet. Der Satellit wurde von der ISRO in Bangalore entwickelt und gebaut. Seine vorgesehene Lebensdauer beträgt sieben Jahre.

Bilder, Startvideo und Diskussion:

• Ariane-5 ECA VA214 mit *Alphasat XL* und *INSAT 3D*

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: DLR, ESA.

Heute vor 10 Jahren, am 2. Juni 2003 um 19.45 MESZ, startete die europäischen Weltraumagentur ESA die Raumsonde Mars Express, welche nach einem knapp sieben Monate andauernden Flug Ende Dezember 2003 erfolgreich in eine Umlaufbahn um unseren äußeren Nachbarplaneten einschwenkte. Mittels der sieben wissenschaftlichen Instrumente, welche sich an Bord des Marsorbiters befinden, sollten laut den Vorgaben für diese anspruchsvolle Mission in den darauf folgenden zwei Jahren folgende Aufgabenstellungen erfüllt werden:

• eine globale, hochauflösende topographische und morphologische Kartierung der Marsoberfläche mit einer Nominalauflösung von bis zu zehn Metern in allen drei Dimensionen, sowie Teleaufnahmen mit bis zu zwei Metern Auflösung
• eine geologische und mineralogische Kartierung des Mars durch Vielfarbenaufnahmen und spektroskopische Analysen
• eine Analyse der atmosphärischen Zusammensetzung und der dort ablaufenden Prozesse
• eine Untersuchung der Untergrundstruktur insbesondere auf Permafrostablagerungen
• eine Erforschung der Wechselwirkung zwischen der Planetenoberfläche und der Marsatmosphäre
• eine Untersuchung der Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre und dem interplanetaren Medium
• eine Suche nach Wassereisablagerungen
• eine Kartierung der Marsmonde Phobos und Deimos

Inzwischen hat Mars Expressden „Roten Planeten“ fast 12.000 Mal umkreist und liefert den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern auch lange nach dem Ablauf dieser zwei Jahre immer noch regelmäßig eine Vielzahl an Daten über die Atmosphäre und die Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten, durch deren Auswertung sich für die Planetenforscher wertvolle Einblicke in dessen Entwicklungsgeschichte ergeben. Dies ist auch der Grund dafür, warum die Mission mittlerweile bereits dreimal von der ESA verlängert wurde – zuletzt bis zum Ende des Jahres 2014. Der wissenschaftliche Ertrag, welcher sich dabei ergibt, ist ungemein groß und die Instrumente an Bord des Marsorbiters funktionieren trotz der langen Einsatzdauer immer noch einwandfrei.
Die HRSC-Kamera
Bei dem der Öffentlichkeit wohl am besten vertrauten Instrument an Bord von Mars Express dürfte es sich vermutlich um die High Resolution Stereo Camera (kurz „HRSC“) handeln, welche ein bisher einmaliges Experiment in der Planetenforschung darstellt. Zum ersten Mal wird durch diese hochauflösende Stereokamera die Oberfläche eines fremden Planeten systematisch in der dritten Dimension und zudem in Farbe abgebildet. Durch die dabei gewonnenen Daten wird die Beantwortung fundamentaler Fragen zur geologischen und klimatologischen Geschichte des Mars ermöglicht. Die räumliche Auflösung der erzeugten Stereobilder erlaubt es den beteiligten Geowissenschaftlern, Oberflächendetails in einer Auflösung von bis zu 10 bis 30 Metern dreidimensional zu analysieren.

Als besonderes „Bonbon“ ist ein zusätzliches hochauflösendes Teleobjektiv in die Kamera integriert. Mit diesem „Super Resolution Channel“ (SRC) ist die Abbildung von lediglich etwa zwei bis drei Meter großen Objekten, welche dabei in die farbigen Stereobilddaten der HRSC-Kamera eingebettet sind, durchführbar. Auf diese Weise ist es zum Beispiel auch möglich, einzelne Schichten in Sedimentgesteinen des Mars zu identifizieren und zu analysieren. Die hierbei erreichbare „Punktgenauigkeit“ der erzeugten Aufnahmen stellt eine weitere Stärke der HRSC-Kamera dar.

Das HRSC-Kameraexperiment wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin geleitet. Dieser hat auch die technische Konzeption der Kamera entworfen. Die HRSC-Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit mehreren industriellen Partnern (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH) gebaut. Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Bilddaten erfolgt am DLR. Das für die HRSC-Kamera verantwortliche Wissenschaftlerteam besteht derzeit aus 40 Co-Investigatoren von 33 Institutionen aus zehn Ländern.

Auf dem Weg zum Mars
Die Kamera wurde kurz nach dem Start erstmals aktiviert und dabei zur Erde hin ausgerichtet. Sie lieferte dabei den ersten Beweis, dass sie den Start der Raumsonde vom Weltraumbahnhof in Baikonur gut überstanden hatte. Aus knapp acht Millionen Kilometer Entfernung fertigte die Kamera am 3. Juli 2003 eine Test-Aufnahme an, auf der die Erde und der Mond zu erkennen waren. Als die Sonde dann nach einem mehrmonatigen Flug lediglich noch 5,5 Millionen Kilometer vom Mars entfernt war, gelang die nächste Aufnahme. Die verschiedenen Strukturen auf der Marsoberfläche waren hierbei als helle und dunkle Flächen zu erkennen.

Am 25. Dezember 2003 erreichte Mars Express schließlich das Ziel – und sorgte zunächst einmal für einen gewaltigen Schreck. Die Stereokamera blickte erstmals aus kurzer Entfernung auf den Mars – und lieferte ein fast weißes Bild.

„Da haben alle erst einmal geschluckt“, erinnert sich Prof. Ralf Jaumann vom DLR. Funktionierte die Kamera etwa nicht? Für die an der Mission beteiligten Wissenschaftler wäre der Ausfall des Instruments eine herbe Enttäuschung gewesen. Doch einer der neun verschiedenen Kanäle der Kamera – der Infrarotkanal – zeigte immerhin schwache Konturen der Marsoberfläche. Die Problemlösung war dann glücklicherweise schnell gefunden. Die Sensitivität der Kamera war nahe am Mars viel größer als von den Wissenschaftlern eigentlich erwartet, und die erste Aufnahme war daher überbelichtet. Zwei Marsumkreisungen später wurde dann mit einer korrigierten Belichtungszeit aus einer Überflughöhe von 277 am 10. Januar 2004 die erste von vielen weiteren erfolgreichen Aufnahmen angefertigt. Detail für Detail zeigte sich ein Teilbereich der südlichen Hochländer des Mars nahe der unmittelbar nördlich des Äquators gelegenen Region Isidis Planitia.

Der Mars in 3D
„Zum ersten Mal konnten wir den Mars räumlich – dreidimensional – sehen“, so Prof. Ralf Jaumann. Gräben, Impaktkrater, weit verzweigte Täler, Lavaflüsse, das größte Grabenbruchsystem oder auch der höchsten Berg im derzeit bekannten Sonnensystem – auf den Bildern der HRSC-Kamera wird die Topographie des Mars so plastisch dargestellt, dass der Eindruck entsteht, man könnte durch sie hindurchspazieren. Dass diese Landschaftsstrukturen auch in 3D zu sehen sind, wird durch das ungewöhnliche Aufnahmeprinzip der Kamera ermöglicht. Nacheinander tasten neun lichtempfindliche Detektoren die Oberfläche unter neun verschiedenen Beobachtungswinkeln ab. Die einzelnen Datensätze werden von den Mitarbeitern des DLR zu digitalen Geländemodellen und dreidimensionalen Bildern verarbeitet.

„Wir können die gesamte Topographie beinahe so sehen, als würden wir vor Ort auf dem Mars stehen“, betont Prof. Ralf Jaumann. Welche Neigung hat ein Hang? Wie dick ist eine spezielle Lavaschicht? Mit den Aufnahmen der HRSC-Kamera konnten die Wissenschaftler beispielsweise feststellen, dass es auf dem Mars noch vor Kurzem einen aktiven Vulkanismus gegeben hat. Einige der Schildvulkane in der Marsprovinz Tharsis waren zum Beispiel noch von wenigen Millionen Jahren aktiv. In geologischen Zeiträumen betrachtet war das erst „gestern“. Auch in der Gegenwart könnten die Vulkane auf dem Mars durchaus noch einen Rest dieser ehemaligen Aktivität aufweisen.

Die Bilder der HRSC-Kamera zeigen den Planetenforschern aber noch mehr. Auch wenn der Mars in der Gegenwart nicht mehr die atmosphärischen Bedingungen aufweist, welche das Vorhandensein von flüssigem Wasser erlauben – in seiner Vergangenheit muss Wasser über die Oberfläche des Mars geflossen sein. Dies belegen beispielsweise die vor drei bis vier Milliarden Jahren entstandenen riesigen Ausflusstäler im Grenzbereich zwischen dem südlichen Hochland und der die fast komplette nördliche Marshemisphäre bedeckenden Tiefebene.

Mit dem extrem hochauflösenden Teleobjektiv der HRSC-Kamera können so detailreiche Aufnahmen angefertigt werden, dass gerade geologische Prozesse, an denen Wasser beteiligt war, nachvollzogen werden können. Daraus resultiert, dass es im Laufe der Geschichte des Mars immer wieder fließende und stehende Gewässer auf dem heute so trockenen, staubigen Planeten gab. Es müssen also in der Frühphase des Planeten andere klimatische Bedingungen geherrscht haben. Gut erkennbar ist dies auch auf den dreidimensionalen Bildern, welche unweit des Äquators Strukturen zeigen, die von Gletschern stammen. Mit dem heutigen Klima auf dem Roten Planeten ist dies nicht vereinbar.

Warum hat sich der Mars so entwickelt? Was hat dazu geführt, dass der Mars und die Erde in der Gegenwart so unterschiedliche Umweltbedingungen aufweisen? Und bot der Mars in seiner Vergangenheit Bedingungen, die Leben ermöglichten? Die Mars Express-Sonde und deren HRSC-Kamera liefern kontinuierlich Daten, um diese Fragen zu beantworten.
Mittlerweile ist aus den zahlreichen Aufnahmen der HRSC-Kamera ein fast kompletter „Globus“ des Mars entstanden, welcher unseren Nachbarplaneten in 3D darstellt. Wie bei einem Puzzle setzen die Wissenschaftler die Aufnahmen der Kamera Stück für die Stück zusammen und erstellen so eine globale Landkarte vom Mars. Von den 145 Millionen Quadratkilometern der Marsfläche hat das HRSC-Team während der letzten fast zehn Jahre rund 95,5 Prozent der Marsoberfläche in einer Auflösung abgebildet, welche bei mindestens 60 Metern pro Pixel liegt. Etwa 66,8 Prozent der Oberfläche, dies entspricht rund 97 Millionen Quadratkilometern, konnten sogar mit Auflösungen zwischen lediglich 12,5 und 20 Metern erfasst werden.

Von Zeit zu Zeit machen atmosphärische Störungen wie Wolken aus Kohlendioxid oder Wassereiskristallen, Dunstschichten oder Staubstürme einzelne Aufnahme für eine wissenschaftliche Auswertung unbrauchbar. In solchen Fällen entsteht eine Datenlücke, welche bei einem der nächsten Überflüge gefüllt wird.

„Damit entsteht der umfangreichste Datensatz, der je mit einem deutschen Instrument zur Erkundung unseres Sonnensystems gewonnen wurde“, so Prof. Ralf Jaumann. Kombiniert werden diese Daten mit den Datensätzen, welche durch die Marsorbiter der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA oder auch den Daten der anderen Instrumente von Mars Express gesammelt werden. All diese Daten ermöglichen es uns – in einem größeren Kontext betrachtet – die Entwicklungsgeschichte des Mars noich besser als bisher möglich nachzuvollziehen. Hierdurch ergeben sich auch neue Erkenntnisse darüber, wie sich unser Heimatplanet einstmals entwickelte und immer noch weiter entwickelt.

Anlässlich des Jubiläums des Starts von Mars Express hat das DLR ein Webspecial erstellt, welches Sie hier abrufen können. Auf dieser Internetseite finden Sie atemberaubend schöne Aufnahmen von der Oberfläche des Mars und erfahren mehr über dessen Klimageschichte, dessen zwei Monde und über die Geschichte seiner Erforschung. DLR- Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler berichten hier zudem in kurzen Interviews über die aktuellen Forschungsergebnisse und die bisherigen, teils verblüffenden Erkenntnisse, welche sie im Laufe der letzten Jahre auch auf Grundlage der HRSC-Daten gewonnen haben.

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

Auf dem Gipfel des 2.635 Meter hohen Cerro Paranal, einem in der Atacamawüste im Norden der chilenischen Anden gelegenen Berg, befindet sich das von der Europäischen Südsternwarte (ESO) betriebene Very Large Telescope (kurz „VLT“). Diese Anlage setzt sich aus vier Großteleskopen („Unit“-Teleskope) zusammen, welche jeweils über einen Hauptspiegeldurchmesser von 8,2 Metern verfügen, und die mit Hilfe eines Interferometers für ihre astronomischen Beobachtungen gegebenenfalls zu einem einzigen Teleskop „zusammengeschaltet“ werden können. Ergänzt wird das VLT durch vier kleinere Hilfsteleskope mit jeweils 1,8 Metern Spiegeldurchmesser, die sogenannten „Auxiliary-Teleskope“, welche ausschließlich für die Interferenzteleskopie eingesetzt werden und für Interferenzmessungen mit bis zu 200 Metern Abstand eingesetzt werden können.

Durch die Verwendung einer adaptiven Optik ist es mittlerweile gelungen, mit den VLT-Aufnahmen das Auflösungsvermögen des Hubble-Weltraumteleskops zu übertreffen. Aber nicht nur deshalb gilt das VLT als eine der fortschrittlichsten, leistungsstärksten und produktivsten bodengebundenen astronomischen Beobachtungseinrichtungen, welche sich gegenwärtig im Betrieb befindet. Alleine im Jahr 2012 wurden von professionellen Astronomen mehr als 600 wissenschaftliche Fachartikel veröffentlicht, welche auf den Beobachtungsdaten des VLT basieren.

First Light vor 15 Jahren
Das erste dieser vier Einzelteleskope, das Teleskop „Antu“, erlebte sein „First Light“ vor genau 15 Jahren. Am 25. Mai 1998 wurden mit dem Antu-Teleskop unter der Verwendung einer Testkamera die ersten Aufnahmen des südlichen Sternhimmels erstellt. Anlässlich dieses Jubiläums veröffentlichte die ESO am vergangenen Donnerstag eine Aufnahme des Emissionsnebels IC 2944.

Die veröffentlichte Aufnahme zeigt dichte Klumpen aus Staub, welche sich vor einem rötlichen Hintergrund abzeichnen. Die undurchsichtigen Flecken auf dem Bild wirken dabei wie die Tropfen dunkler Tinte. Diese eigenartigen Strukturen werden durch die energiereiche Strahlung verursacht, welche von nahegelegenen hellen und relativ jungen Sternen ausgeht.

Dieses Bild ist die schärfste Aufnahme, welche jemals von diesem Objekt von der Erde aus gemacht wurde. Der Emissionsnebel befindet sich in einer Entfernung von etwa 6.500 Lichtjahren zu unserem Sonnensystem im südlichen Sternbild Centaurus (der Zentaur). In diesem Bereich des Himmels sind viele ähnliche Nebel beheimatet, welche von Astronomen detailliert untersucht werden, um den Mechanismus der Sternentstehung zu erforschen.

Kinderstuben für neu geborene Sterne
Interstellare Molekülwolken bestehen aus Ansammlungen von Gas und Staubpartikeln und beherbergen das Rohmaterial, aus dem sich im Rahmen des Prozesses der Sternentstehung neue Sterne bilden. Sobald sich in einem abgegrenzten Bereich einer solchen Wolke, welche hauptsächlich aus Wasserstoffgas besteht, genügend Materie ansammelt hat, beginnt diese unter ihrer eigenen Schwerkraft in sich zusammenzufallen. Bedingt durch das Kollabieren des Gases wird das Zentrum dieses Bereiches immer dichter und zugleich auch heißer. Schließlich wird dabei ein Punkt erreicht, an dem die thermonukleare Fusion von Wasserstoff zu Helium einsetzt und ein neuer Stern „geboren“ wird. Die durch den Fusionsprozess freigesetzte Energie lässt die neugeborenen Sterne leuchten.

Diese neu gebildeten Sterne führen dem in der Umgebung verbliebenen Wasserstoffgas dabei mehr und mehr Energie zu. Die neu entstandenen Sonnen gehören üblicherweise zu den Sternen vom Spektraltyp „O“ oder „B“ und verfügen daher über Oberflächentemperaturen im Bereich von 10.000 bis 50.000 Kelvin. Sie strahlen große Mengen hochenergetischer UV-Strahlung in ihre Umgebung ab, welche in der Lage ist, Wasserstoffatome zu ionisieren. Das verbliebene Gas gibt diese zugeführte Energie wieder ab, wobei das rote Leuchten entsteht. Ein solches Objekt wird von den Astronomen auch als Emissionsnebel bezeichnet.

Im Fall von IC 2944 zeichnen sich gegen diese rötliche Kulisse eigenartig dunkle Strukturen ab, welche aus im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums undurchsichtigen Staubkonzentrationen bestehen. Diese Wolken aus interstellarem Staub sind auch unter dem Namen Bok-Globulen bekannt. Sie sind nach dem niederländisch-amerikanischem Astronomen Bart Bok benannt, welcher in den 1940er Jahren als erster die These vertrat, dass sie möglicherweise als Stätten für eine Sternentstehung in Frage kommen. Diejenigen Globulen, welche in dem hier gezeigten Bild zu sehen sind, tragen zusätzlich nach ihrem Entdecker den Spitznamen Thackeray-Globulen. Sie wurden im Jahr 1950 von dem Astronomen Andrew David Thackeray von Südafrika aus entdeckt.

Die Untersuchung der Globulen
Von besonderem wissenschaftlichen Interesse sind die Bedingungen, denen solche Globulen ausgesetzt sind. Größere Bok-Globulen kollabieren normalerweise und erzeugen dabei neue Sterne, sofern die weiteren äußeren Einflüsse dies zulassen. Die Globulen in diesem Bild befinden sich jedoch sozusagen unter einem permanent erfolgenden heftigen Beschuss durch die UV-Strahlung, welche von den nahegelegenen heißen, jungen Sternen ausgeht. Sie werden durch die Strahlung sowohl erodiert als auch fragmentiert, vergleichbar mit Butterstücken, welche in eine heiße Pfanne geworfen werden. Aller Wahrscheinlichkeit nach werden die Thackeray-Globulen zerstört werden, bevor sie kollabieren und Sterne bilden können.

Solche Bok-Globulen zu untersuchen, gestaltet sich für die Astronomen allerdings als relativ kompliziert, da die Globulen für sichtbares Licht undurchlässig sind. Dadurch wird es für Astronomen schwer, die in ihrem Inneren ablaufenden Vorgänge zu beobachten, so dass andere Mittel benötigt werden, um die Geheimnisse zu enthüllen. Das hierfür verwendete Werkzeug stellen Beobachtungen im Infrarot- und Submillimeterbereich des elektromagnetischen Spektrums dar (Raumfahrer.net berichtete). In diesem Wellenlängenbereich leuchten zum Beispiel Staubwolken hell auf, deren Temperatur nur einige Grad über dem absoluten Nullpunkt liegt. Entsprechende Untersuchungen der Thackaray-Globulen haben bestätigt, dass in deren Inneren gegenwärtig kein aktiver Sternentstehungsprozess abläuft.

Die hier gezeigte Himmelsregion wurde bereits in der Vergangenheit unter anderem durch das Hubble-Weltraumteleskop abgebildet. Diese gezeigte Aufnahme des FORS-Instruments am Very Large Telescope der ESO deckt jedoch einen größeren Ausschnitt des Himmels ab und zeigt die gesamte Sternentstehungslandschaft unter einem für ein bodengebundenes Teleskop außergewöhnlich guten Seeing von lediglich 0,5 Bogensekunden. Der interessierte Betrachter erhält somit einen umfassenden Überblick über eine faszinierende Landschaft der Sternentstehung.

Diese Aufnahme wurde im Rahmen des „Cosmic Gems Programm“ (übersetzt „kosmische Edelsteine“), einer ESO-Initiative zur Erstellung von astronomischen Aufnahmen für Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit, erstellt. Dieses Programm nutzt dabei hauptsächlich Zeiten, während derer die Beobachtungsbedingungen nicht den strengen Ansprüchen wissenschaftlicher Beobachtungsarbeit genügt. Hierbei werden in erster Linie Bilder von interessanten und faszinierenden Himmelsobjekten angefertigt, welche neben dem wissenschaftlichen Interesse auch ästhetische Gesichtspunkte erfüllen. Die Bilddaten sind anschließend im wissenschaftlichen Archiv der ESO für jedermann zugänglich. Auch professionelle Astronomen können sie für ihre Zwecke nutzen.

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

Das primäre Ziel dieser aus zwei baugleichen Rovern bestehenden Robotermission, so die gestellte Zielsetzung der NASA, bestand in der Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten. 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 instrumentarischen Ausstattung mit jeweils drei Spektrometern, diversen Kamerasystemen, einer Mikroskopkamera und einem Gesteinsbohrer werden die beiden Rover Spirit und Opportunity deshalb auch als „Robotergeologen“ bezeichnet.

Was von der NASA anfangs als eine Mission von lediglich 90 Tagen Dauer geplant war, 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 optimistischsten Erwartungen bei Weitem.

Heute vor neun Jahren, am 25. Januar 2004, landete Opportunity, der zweite der beiden an dieser Mission beteiligten Rover, um 06:05 Uhr MEZ etwa zwei Grad südlich des Marsäquators auf der Hochebene Meridiani Planum. Bereits wenige Tage danach begann der Robotergeologe mit seiner Untersuchung der Marsoberfläche.
In den folgenden Jahren bewegte sich der Rover über eine Distanz von fast 35,5 Kilometern über die Oberfläche des Mars und untersuchte dabei neben verschiedenen signifikanten Bodenstrukturen und Felsformationen diverse auf dem Weg gelegenen Krater und mehrere offen auf der Marsoberfläche liegende Meteoriten.

Nicht zuletzt aufgrund der während dieser Untersuchungen gesammelten Daten gilt es mittlerweile als gesichert, dass auf der Oberfläche des Mars vor Jahrmilliarden Wasser geflossen ist, welches dort seine deutlich nachweisbaren Spuren hinterlassen hat. Dieses Wasser ist dabei lange genug geflossen, um die Chemie und Mineralogie der Oberfläche nachhaltig zu verändern.

Auf seinem Weg über das Meridiani Planum erreichte Opportunity schließlich am 9. August 2011, dem Sol 2.681 der Mission, den Endeavour-Krater. 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 dieses etwa 22 Kilometer durchmessenden Kraters befindet.

Einstmals vorhandenes Wasser

Vorherige Untersuchungen des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) deuteten eindeutig darauf hin, dass sich am Westrand dieses Kraters 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“, der mittlerweile nicht mehr aktive Rover Spirit, haben im Verlauf ihrer 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 auf der Planetenoberfläche aufgetreten sein muss. 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 Umgebung stellt für die meisten irdischen Lebensformen, abgesehen von hochspezialisierten extremophilen Organismen, jedoch 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 Region Matijevic Hill

Während der letzten 17 Monaten überquerte der Rover das Cape York und führte dabei diverse Untersuchungen durch, wobei sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler seit dem Oktober 2012 speziell auf dessen östlichen Bereich konzentrierten. Dort konnte das CRISM-Spektrometer an Bord des von der NASA betriebenen MRO die höchste Konzentration von Smektiten – hierbei handelt es sich um Schichtsilikate, welche eine bestimmte Gruppe der Tonminerale bilden – registriert.

Inzwischen sind sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler sicher, die Quellen der Smektitsignaturen identifiziert zu haben. Die Smektite konzentrieren sich demzufolge in flachen, offen zutage liegenden Gesteinsformationen, deren leicht dunkle Oberfläche mit feinen Adern durchzogen ist, und welche von den Mitarbeitern der Mission mittlerweile als „Whitewater Lake Outcrops“ bezeichnet werden. Diese Formationen gehören zu einer auffälligen Gesteinsschicht, welche einen Teilbereich des westlichen Randes des Endeavour-Kraters bildet und bei der es sich wahrscheinlich um die ältesten Gesteinsformationen handelt, die Opportunity im bisherigen Missionsverlauf untersuchen konnte.

Gegenwärtig sind die Mitarbeiter der Mission noch damit beschäftigt, die bisher gewonnenen Daten des Rovers auszuwerten, was in einer engen Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern der MRO-Mission erfolgt. Ein direkter Nachweis der Smektite von der Marsoberfläche aus ist dabei allerdings nicht möglich, da zwei der drei Spektrometer von Opportunity, das Mini-TES und das Moessbauer-Spektrometer – beide waren für die Identifizierung von Mineralien bestimmt – mittlerweile leider nicht mehr einsatzfähig sind. Ein Abgleich der im Laufe des letzten Jahres nochmals neu ausgewerteten CRISM-Daten des Mars Reconnaissance Orbiter mit den Kameraaufnahmen des Rovers hat jedoch gezeigt, dass die Smektitsignaturen exakt in den Regionen auftreten, in denen Opportunity auch die als „Whitewater Lake Outcrops“ bezeichneten Gesteinsplatten vorfand.

„Der vom CRISM beobachtete Smektitbereich korreliert eins zu eins mit den Aufschlüssen der Whitewater-Formationen“, so Ray Arvidson von der Washington University in St.Louis/USA, der stellvertretende Principal Investigator der Mars Exploration Rover-Mission. „Das gesamte Ensemble an Daten, welche wir mit den uns zu Verfügung stehenden Möglichkeiten gesammelt haben, deutet darauf hin, dass Whitewater Lake eine ganz spezielle Art einer Ablagerung darstellt. Das Gestein weist eine dunklere, leicht violette Oberfläche auf. Es ist sehr feinkörnig und von Adern durchzogen. Es erodiert sehr schnell und es enthält mehr Silizium und Aluminium als viele andere Gesteine, welche wir zuvor untersucht haben. All dies sagt uns, dass Whitewater Lake etwas Besonderes ist.“
Gleichzeitig versuchen die Marsforscher die Bedingungen nachzuvollziehen, unter denen sich die Smektite einstmals gebildet haben. Als sicher gilt dabei bisher, dass der Endeavour-Krater während des Noachischem Zeitalters auf dem Mars entstand und somit mindestens 3,7 Milliarden Jahre alt ist. Sehr wahrscheinlich – dies ist aber noch nicht gesichert – bildeten sich die „Whitewater Lake Outcrops“ ebenfalls in dieser Periode, in welcher der Mars noch über ein wärmeres und feuchteres Klima verfügte. Um dies endgültig zu klären ist es jedoch zunächst erforderlich, die Abfolgen der einzelnen Schichten der Ablagerungen in einen zeitlichen Kontext zu versetzen.

Seit dem letzten ausführlicheren Statusupdate vom 9. Dezember 2012 hat sich der Marsrover Opportunity nur unwesentlich von seinem damaligen Standort fortbewegt. Die letzten Wochen wurden in erste Linie damit verbracht, verschiedene in der unmittelbaren Umgebung liegende Gesteinsformationen anzusteuern und auch diese ausführlich zu untersuchen. Neben den Kameras des Rovers kamen dabei auch das letzte verbliebene Spektrometer, das vom Max-Planck-Institut für Chemie entwickelte und betriebene APX-Spektrometer, die Mikroskopkamera des Rovers und dessen Gesteinsbohrer mehrfach zum Einsatz.

Bei einer der angesteuerten Gesteinsformationen handelte es sich um die Formation „Copper Cliff“, welche anscheinend einen Übergang zwischen zwei verschiedenen geologischen Formationen bildet – der aus einem Impaktereignis resultierenden „Shoemaker-Formation“ und der smektithaltigen „Whitewater-Formation“ – und die laut den Messergebnissen des APX-Spektrometers einen deutlich niedrigeren Eisengehalt als die zuvor untersuchten Bereiche aufweist. Erste Vermutungen, denen zufolge es sich bei Copper Cliff um eine weitere Impaktbrekzie handeln könnte, haben sich somit nicht bestätigt.

Nach dem Abschluss der mehrwöchigen Studien von Copper Cliff hat sich Opportunity seit dem 5. Januar 2013 mittlerweile erneut einer Formation genähert, welche dem „Whitewater Lake Outcrop“ zugerechnet wird, und auch diese eingehend untersucht. Ein spezielles Augenmerk wurde dabei auf die Analyse der feinen Venen gelegt, welche diese Gesteine überziehen. „Das Gebiet von Matijevic Hill [so die allgemeine Bezeichnung für diese Region] ist eines der interessantesten, rätselhaftesten und [aus wissenschaftlicher Sicht] wichtigsten Gebiete der gesamten Mission“, so Dr. Steve Squyres von der Cornell University, der wissenschaftliche Leiter der Mars Exploration Rover-Mission. „Wir haben hier noch viel Arbeit zu verrichten.“
Erst nach dem Abschluss dieser Arbeiten wird sich der Robotergeologe Opportunity neuen Forschungsgebieten zuwenden und seine der Erkundung und der Erforschung des Mars dienenden Fahrt über die Oberfläche unseres Nachbarplaneten fortsetzen. Neben dem technischen Zustand, und dieser darf auch trotz des mittlerweile erreichten Alters und einer bereits mehrjährigen Überschreitung des garantierten Einsatzalters immer noch als „gut“ bezeichnet werden, muss dabei jedoch immer auch ein Auge auf die aktuelle Energiesituation des ausschließlich mittels Sonnenergie betriebenen Rovers geworfen werden.

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.

• 23.01.2013: 0,540 kWh/Tag , Tau-Wert 1,110 , Lichtdurchlässigkeit 65,10 Prozent
• 16.01.2013: 0,498 kWh/Tag , Tau-Wert 1,080 , Lichtdurchlässigkeit 62,30 Prozent
• 09.01.2013: 0,509 kWh/Tag , Tau-Wert 1,010 , Lichtdurchlässigkeit 62,00 Prozent
• 29.12.2012: 0,542 kWh/Tag , Tau-Wert 0,961 , Lichtdurchlässigkeit 63,30 Prozent
• 27.12.2012: 0,485 kWh/Tag , Tau-Wert 1,020 , Lichtdurchlässigkeit 59,40 Prozent
• 18.12.2012: 0,533 kWh/Tag , Tau-Wert 0,955 , Lichtdurchlässigkeit 60,70 Prozent
• 11.12.2012: 0,524 kWh/Tag , Tau-Wert 0,923 , Lichtdurchlässigkeit 59,90 Prozent
• 04.12.2012: 0,536 kWh/Tag , Tau-Wert 0,866 , Lichtdurchlässigkeit 59,90 Prozent

Die für die Planung der Mars Exploration Rover-Mission verantwortlichen Mitarbeiter der NASA gingen ursprünglich davon aus, dass Opportunity sehr wahrscheinlich nur für einen Zeitraum von etwa 180 Tagen einsatzfähig sein würde. In dieser Zeit, so die allgemeine Einschätzung, würde Opportunity etwa 600 bis maximal 900 Meter auf der Marsoberfläche zurücklegen können, bevor der Rover aufgrund eines immer weiter abnehmenden Energielevels nicht mehr in der Lage sein würde, seine Mission fortzusetzen. Die Realität hat diese Erwartungen mittlerweile jedoch bei Weitem übertroffen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3201 der Mission, hat Opportunity insgesamt 35.455,34 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei mehr als 176.000 Bilder 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. Höhere Auflösungen des „Matijevic Hill Panoramas“ finden Sie hier.

„Das Beeindruckendste an dieser Mission ist nicht etwa deren Dauer oder die dabei zurückgelegte Wegstrecke. Viel wichtiger sind die dabei erfolgten Untersuchungen und die Vielzahl der dabei erfolgten Entdeckungen“, so John Callas vom JPL, der Projektmanager der Mission.

Durch die im bisherigen Missionsverlauf gesammelten Daten wurde das Wissen der Menschheit über den Mars ungemein erweitert. Und diese Gewinnung neuer Erkenntnisse ist hiermit keineswegs beendet. Speziell die erst kürzlich erfolgten Entdeckungen bezüglich der Smektite warten immer noch auf ihre Publikation in den dafür zuständigen Fachzeitschriften, was aufgrund des damit verbundenen Vorgehensweisen allerdings noch mehrere Monate dauern kann.

Nach dem Ende seiner gegenwärtig erfolgenden Untersuchungen des Cape York wird der Rover seine Fahrt fortsetzen und sich dabei weiter in die südliche Richtung bewegen. Auch dort soll Opportunity im Bereich des Cape Tribulation – einer weiteren Erhebung am westlichen Rand des Endeavour-Kraters – die zuvor in dieser Region vom Marsorbiter Mars Reconnaissance Orbiter registrierten Ablagerungen von Tonmineralen aufspüren und diese anschließend näher untersuchen. Auch in der Zukunft wird uns dieser äußerst erfolgreiche Kundschafter der Menschheit somit mit vielen neuen Erkenntnissen und Fotodokumenten von unserem Nachbarplaneten überraschen.

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Der Beitrag Opportunity: Neun Jahre Forschung auf dem Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: Selbst.

Als Raumfahrer.net startete, war das Internet nicht gerade öd und leer. Aber es fehlten wichtige und verlässliche Informationsquellen. Keine Buchverlage oder Zeitungen sollten schon bald diese Lücke füllen, sondern relativ schnell zusammengeklickte Netzportale, die alle Interessierten einluden, dort mitzumachen. Auf die am 15. Januar 2001 gestartete Wikipedia folgte am 11. August 2001 eine damals noch ebenso unbekannte Seite, deren weltraumbezogene Inhalte überwiegend von 15-jährigen Enthusiasten gepflegt wurden, die keine Lust auf ihre Hausaufgaben hatten.

Alles gesehen.
Warum ein paar Schüler sich aufmachen, ohne Bezahlung und nur getrieben von ihrer Neugier über den Weltraum zu schreiben, erklärt der Blick zurück. Das erste Jahrzehnt dieses Jahrtausends war voll von spannender Raumfahrt. Im August 2001 hatte die gerade drei Jahre alte ISS ein Viertel ihrer heutigen Masse. Erfolgreiche 29 Missionen und ein tragischer Totalverlust des Space Shuttles standen bevor. Wir durften das Ende der NASA-Sonde Galileo am Jupiter beleuchten und die Forschungsreise von Cassini-Huygens zum Saturn samt einem Ritt durch den einzigen dicht umwölkten Mond des Sonnensystems, Titan.

In dieser Zeit begann auch Chinas Raumfahrt ihren rasanten Aufstieg. Sonden feuerten mit Projektilen auf exotische Asteroiden oder sammelten dort Proben, die sie dann auf abenteuerliche Weise zur Erde zurückbeförderten. Zuletzt beobachteten wir, wie die ersten wirklich mobilen Fahrzeuge den Mars befuhren, und zwar bis zum bitteren Ende.

Dadurch hat sich unser Wissen über den Roten Planeten in den wenigen Jahren massiv erweitert bis hin zum ersten Hinweis auf großflächig fließendes Wasser.

All das haben wir gesehen, gestaunt – und darüber geschrieben, gepodcastet, diskutiert. Wir, das sind über 80 Autoren. Zwischen 13-jährigen Schülern, über voll beschäftigte Eltern bis zu 70-jährigen Rentnern haben uns alle gern geholfen. Manche von ihnen waren nur kurz dabei, viele hielten über viele Jahre und bis heute die Treue.

Was die Glaskugel zeigt
Wie es weitergeht in der Raumfahrt, wissen auch wir nicht. Zumindest die bemannte Raumfahrt Amerikas liegt am Boden und wird lange brauchen, um wieder vorn mitzuspielen. Die Autoren von Raumfahrer.net werden das genau beobachten genauso wie die spannende Forschung, die währenddessen auf der Raumstation passiert. Dafür haben wir ein paar Ideen, die vermutlich noch dieses Jahr auf Sie warten.

Denn auch wir müssen uns weiterentwickeln: Das Netz um uns herum hat sich verändert. Die soziale Komponente wird immer wichtiger. Auch verlangen größere Bildschirme nach einer moderneren Optik, als dies unser altbewährtes Seitenlayout aus dem Jahr 2003 hergibt. Hier erwartet euch noch dieses Jahr eine weitere Überraschung, die wir jedoch noch ausgiebig vorbereiten müssen.

Last but not least ist der Erfolg von Raumfahrer.net aber der Verdienst seiner Besucher. Wir starteten im August 2001 mit kläglichen 150 Lesern pro Tag. Heute sind wir mit über 5000 eine der größten Weltraumseiten im deutschsprachigen Netz. Ihr – unsere Besucher – kommt regelmäßig vorbei. Ihr lest nicht nur, sondern weist auch auf Fehler hin, diskutiert in der Raumcon mit oder beteiligt euch irgendwann selbst als neuer Autor, Foren-, Chatmoderator oder Administrator in unserem Team.

Danke!

Raumcon

• 10 Jahre Raumfahrer.net

Der Beitrag Raumfahrer.net wird zehn: Wir haben alles gesehen. erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Maria Steinrück. Quelle: ESA. Vertont von Julian Schlund.

Am 9. November 2005 startete Venus Express auf einer Sojus-Rakete Richtung Venus- das ist nun ein Jahr her. Nach 5 Monaten, am 11. April 2006, kam sie an der Venus an. Im folgenden Monat führte die Sonde einige Manöver aus, die sie in ihre derzeitige Umlaufbahn brachten. Seither kreist sie um den Nord- und Südpol des Planeten und hat bereits jede Menge Bilder und Daten an die Erde gesendet.

Bereits die ersten Fotos des Planeten waren ein vielversprechender Vorgeschmack auf die weiteren Daten, die Venus Express sammeln sollte. Am zweiten Tag kamen dann die Bilder vom Südpol im Infrarotbereich – die ersten Infrarotbilder vom Südpol der Venus überhaupt. Im weiteren Verlauf der Mission entdeckte Venus Express auch den doppelten Wirbel der Atmosphäre über dem Südpol der Venus.

Die interessantesten Dinge entdeckte wohl das Instrument VIRTIS an Bord der Raumsonde. VIRTIS steht für Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer, auf Deutsch etwa „Sichtbares und Infrarot-Wärme darstellendes Spektrometer“. Die Daten, die dieses Instrument sammeln konnte, zeigen neue Details der Wolkenstrukturen.

Zum Beispiel ein Falschfarbenbild der Nachtseite der Venus, aufgenommen von VIRTIS(rechts): Das Bild wurde in einem Wellenlängenbereich um 1,7 Mikrometer aus 60.000 Kilometern Entfernung aufgenommen. Es zeigt eine Fläche nahe dem Südpol. Der helle Fleck deutet auf eine Art Loch in der Wolkendecke hin. An solchen Stellen, die nur von einer dünnen Wolkenschicht bedeckt sind, steigt die abgegebene Wärmestrahlung im Vergleich zur Umgebung stark an und die Raumsonde kann auch in die untersten Schichten der Atmosphäre blicken.
An den sonstigen Stellen der Atmosphäre lässt die dicke Wolkenschicht die Wärmestrahlung nicht durch und die Wärme wird in den untersten Atmosphärenschichten gespeichert. Dieser Treibhauseffekt verursacht die hohen Temperaturen auf dem Planeten – die Oberflächentemperatur beträgt dort bis zu 450 Grad Celsius,

Auszeichnung für Venus Express als Geburtstagsgeschenk
Dass das Forschungsteam um die Raumsonde bereits ein Jahr nach dem Start des Raumschiffes auf eine erfolgreiche Mission mit teils überraschenden Ergebnissen zurückblicken kann, ist nicht genug: Die Raumsonde wird nun von Popular Science, dem größten Wissenschafts- und Technik-Magazin, als eine der 100 besten technischen Innovationen des Jahres ausgezeichnet.
„Diese Auszeichnung ehrt Innovationen, die nicht nur unser jetziges Leben beeinflussen, sondern auch die Weise, wie wir an die Zukunft denken“, erklärt Mark Jarrot, Herausgeber von Popular Science.
„Es wäre bereits genug, zu wissen, dass wir die Sonde gestartet und erfolgreich in ihre Umlaufbahn gebracht haben. Von einer unabhängigen Gruppe anerkannt zu werden, macht es besonders. Ich möchte den Herausgebern von Popular Science für diese feine Auszeichnung an Venus Express danken.“ So reagierte der Projektmanager Don McCoy auf den Award.

Die Mission von Venus Express ist jedoch noch lange nicht abgeschlossen. Die Raumsonde soll mindestens 2 Venustage den Planeten umkreisen. Das klingt kurz, ist es aber nicht: Ein Tag auf der Venus dauert 243 Erdentage. Außerdem könnte die Mission um mindestens 2 Venustage verlängert werden.Wir hoffen, dass die Raumsonde in dieser Zeit genauso viele sensationelle Informationen über den Planeten, dessen Umlaufbahn um die Sonne der Erde am nähesten ist, liefert – oder vielleicht sogar mehr.

Der Beitrag Alles Gute zum Geburtstag, Venus Express! erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von martinollrom. Quelle: NASA.

Seit dem Januar 2004 befinden sich die beiden Rover nun schon auf dem Roten Nachbarplaneten der Erde. Seit dem Datum hat sich vieles ereignet, viele Sternstunden, viele Probleme und viele bange Minuten. Der Erfolg der Mars Rover war es allerdings wert. Viele neue Daten von Spektrometern und ähnlichen Geräten wurden gewonnen, und vor allem: viele neue Bilder. Ein Foto von Spirit war das 50.000-ste Bild vom roten Planeten der beiden Zwillingsrover. Die Bilder zeigen oft spezielle Ziele der Rover, den Himmel, die Sonne und manchmal sogar ihren Heimatplaneten Erde.

Zum Vergleich: Der Viking 1-Lander sendete 3.542 Bilder und der Lander von Viking 2 etwas weniger als 3.100 Aufnahmen zur Erde. Mars Pathfinder sendete 16.635 Fotos und sein Rover Sojourner 628 Bilder.

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