Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, USGS, University of Leicester, UMSF-Forum. Vertont von Peter Rittinger.

Der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity landete am 6. August 2012 im Inneren des unmittelbar südlich des Marsäquators gelegenen und 154 Kilometer durchmessenden Gale-Kraters und untersucht seitdem – entsprechend seinen wissenschaftlichen Zielsetzungen – unter anderem, ob der äußere Nachbarplanet der Erde einstmals Bedingungen aufwies, welche prinzipiell die Entstehung von primitiven Lebensformen begünstigt haben könnten.

Neben dem im Jahr 2014 erfolgten definitiven Nachweis von geringen Mengen an Methan und organischem Material (Raumfahrer.net berichtete) konnte dabei bereits im Frühjahr 2013 festgestellt werden, dass der Mars in der Frühzeit seiner Entwicklung tatsächlich über die für die Entstehung von Leben notwendigen Umweltbedingungen verfügte. Die weiteren Untersuchungen zeigten zudem, dass der Gale-Krater einstmals durch die langfristig erfolgte Einwirkung von flüssigen Wasser geformt wurde (Raumfahrer.net berichtete).

Nicht nur durch die Untersuchungen des Rovers Curiosity gilt es inzwischen als gesichert, dass sich auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten einstmals große Mengen an flüssigen Wasser befanden, welches dort zudem lange genug vorhanden war, um mit den Gesteinen der Marsoberfläche zu interagieren und diese dabei auch chemisch zu verändern. Aktuelle Studien gehen dabei von einer einstmals vorhandenen Wassermenge von mindestens 20 Millionen Kubikkilometern aus (Raumfahrer.net berichtete).

Weitere Informationen über die ‚Geschichte des Mars‘ erhoffen sich die an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftler durch die systematische Untersuchung des im Inneren des Gale-Krater gelegenen Zentralberges „Aeolis Mons“.

Diverse Aufnahmen von verschiedenen Marsorbitern zeigten bereits im Vorfeld der Mission, dass dieser etwa 5.500 Meter über den Boden des Kraters hinausragende Berg an seinen Flanken über einen ausgeprägten Schichtaufbau verfügt. In den einzelnen Schichten ist – vergleichbar mit den Steilwänden des Grand Canyon im US-Bundesstaat Arizona – die langfristige klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche enthalten. Anders als in den auf der Erde gewonnenen Bohrkernen liegen diese Informationen dabei jedoch mehr oder weniger offen zutage und sind für den Rover Curiosity somit relativ leicht einsehbar.

Durch eine langsame ‚Besteigung‘ dieses Zentralberges, welche mit weiteren ausführlichen Analysen von aus geologischer Sicht interessant erscheinenden Ablagerungen verbunden sein wird, soll dessen Entwicklungsgeschichte im weiteren Verlauf der Mission Schritt für Schritt erforscht und entschlüsselt werden. Auf diese Weise erhoffen sich die auf die Erforschung des Mars spezialisierten Wissenschaftler weitere Erkenntnisse darüber, wann, wie, warum und in welchen Zeiträumen sich das Klima und die Umweltbedingungen auf dem Mars einstmals so dramatisch verändert haben.

Während der ersten Monate des Jahres 2015 war der Rover jedoch zunächst damit beschäftigt, mit seinen insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumenten die Regionen „Pahrump Hills“ und „Garden City“ zu untersuchen, welche zu der Basis dieses Berges gerechnet werden. Nach dem Abschluss dieser Analysen setze der Rover seine Fahrt in die Richtung des Zentralberges fort. Das dabei angepeilte nächste Zwischenziel war ein Oberflächenbereich nahe des „Logan Pass“, in dem zwei unterschiedliche Arten von Gesteinsschichten aufeinandertreffen.

Schwieriges Gelände erforderte eine Planänderung
Bei drei von vier Fahrten, welche Curiosity dabei zwischen dem 7. und dem 13. Mai auf dem Weg zu der zu untersuchenden Oberflächenformation absolvierte, wurde jedoch ein so starkes ‚Durchdrehen‘ der Räder registriert, dass die Fahrt von der Sicherheitssoftware des Rovers vorzeitig abgebrochen wurde, um ein Festfahren des Rovers in einer ‚Sandfalle‘ zu verhindern. Der Grund hierfür war, dass die während dieser drei Fahrten von dem Rover gesammelten und autonom ausgewerteten Daten zeigten, dass die sechs Räder des Rovers aufgrund des sandigen und somit sehr lockeren Untergrundes und dem damit verbundenen hohen Schlupf einen deutlich geringeren Geländegewinn erzielten als beabsichtigt.

„Der Mars kann sehr trügerisch sein“, so Chris Roumeliotis, der derzeitige Leiter des für die Steuerung des Marsrovers Curiosity verantwortlichen „Roverdriver-Teams“ am Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. „Wir wussten, dass Curiosity in diesen kleinen Sandrippeln sehr schnell ins Rutschen geraten kann. Allerdings sah es zunächst so aus, als befände sich direkt daneben ein Gelände mit einem etwas festeren Untergrund. Wir fuhren also um die Rippelmarken herum und dachten, dass wir nun auf einem griffigeren Untergrund fahren, auf dem es für die Räder eine bessere Haftung gibt. Dummerweise stellte sich heraus, dass auch dieser Bereich der Oberfläche aus sehr lockerem Material besteht. Das hat uns dann doch sehr überrascht.“

Da sich der Rover jetzt zudem am Hang eines kleinen Hügels befand und eine hohe Neigung von immerhin 21 Grad aufwies entschieden sich die Roverdriver dazu, die Fahrt nicht auf dem vorgesehenen Kurs fortzusetzen, sondern stattdessen ein alternatives Ziel anzusteuern. Hierfür wurden zunächst von den beteiligten Roverdrivern und Wissenschaftlern einige Tage lang diverse Fotos ausgewertet, welche sowohl von den Kamerasystemen des Rovers stammten und die die unmittelbare Umgebung zeigten als auch Aufnahmen von dem in einer Marsumlaufbahn kreisenden NASA-Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter (abgekürzt MRO) und die das umliegende Gelände in einem größeren Kontext wiedergeben.
„Ein Faktor, den das Team zu berücksichtigen hat, ist die Zeit, die benötigt wird, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen, wenn noch eine ganze Reihe von weiteren Zielen vor uns liegen“, so Dr. Ashwin Vasavada, der leitende Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission vom JPL. „Wir haben die Aufnahmen des Mars Reconnaissance Orbiter dazu verwendet, um einen alternativen Bereich in der Region des Logan Pass aufzuspüren, an der sich dieser geologische Kontakt trotzdem untersuchen lässt, ohne dass wir hierfür einen zu großen Umweg machen müssen.“

Am 16. Mai machte Curiosity schließlich ‚kehrt‘ und steuerte zunächst wieder nach Norden und anschließend nach Westen und Süden. Im Rahmen von insgesamt fünf Fahrten wurde so bis zum 22. Mai ein Gebiet namens „Marias Pass“ erreicht, wo ebenfalls zwei unterschiedliche Gesteinsschichten – helles Material trifft dort auf eher dunkle Gesteinsablagerungen – in Kontakt zueinander treten. Das hellere Material, so die beteiligten Wissenschaftler, konnte bereits im bisherigen Verlauf der Mission an anderen Stellen der Region Pahrump Hills eingehender analysiert werden. Das dunklere Material, welches einer Region namens „Stimons“ zugeordnet wird und das die Gesteine der Pahrump-Unit teilweise überlagert, ist dagegen neu.

Während der folgenden Tage wurden verschiedene geschichtete Gesteinsablagerungen und frei auf der Oberfläche liegende Felsblöcke eingehender mit mehreren Instrumenten des Rovers analysiert, wobei die beteiligten Wissenschaftler auch Wert auf die Charakterisierung der lokalen Stratigraphie der Pahrump-Stimons-Kontaktzone legten. Zudem erfolgten zwei weitere Fahrten, in deren Verlauf sich der Rover noch weiter in den Marias Pass hinein begab. Durch die erste dieser beiden Fahrten – hierbei wurde am 25. Mai eine Distanz von 33 Metern überbrückt – erreichte Curiosity eine nahezu perfekte Position für die weitere Erforschung dieser Übergangszone. Eine weitere, diesmal lediglich über 2,5 Meter führende Fahrt brachte den Rover schließlich am 27. Mai in eine Position, welche die direkte Untersuchung dieser Gesteine durch die an dem Instrumentenarm montierten Analysegeräte ermöglichte.

Neben dem Alphapartikel-Röntgenspektrometer kam hier dann während der letzten Tage auch mehrfach die MAHLI-Kamera zum Einsatz, um eine mit dem Namen „Big Arm“ belegte Oberflächenstruktur abzubilden, welche als ein potentielles Ziel für eine eingehendere Analyse angesehen wird. Sollte sich Big Arm dabei tatsächlich als ein für ‚Contact Science‘ geeignetes Objekt herausstellen, so wird es allerdings noch mehrere Wochen dauern, bis die entsprechenden Untersuchungen tatsächlich durchgeführt werden können.

Solarkonjunktion
Der Grund hierfür ist eine demnächst anstehende „Sonnenkonjunktion“. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Himmelskonstellation, bei der sich der Mars von der Erde aus gesehen in einem Abstand von nur wenigen Grad zu der Sonne befindet. Aufgrund dieser Planetenkonstellation ist die Datenübertragung zwischen der Erde und den in einer Umlaufbahn um den Mars operierenden Raumsonden oder einem direkt auf der Oberfläche aktiven Rover stark beeinträchtigt, da die von der Sonne ausgehende Strahlung die Funksignale, welche zwischen der Erde und den ‚Marskundschaftern‘ hin und her gesandt werden, zu sehr stört. Diese etwa alle 26 Monate eintretende Planetenkonstellation hat zur Folge, dass alle auf oder um den Mars herum aktiven Sonden und Rover für einen Zeitraum von etwa zwei bis drei Wochen weitestgehend inaktiv sind (Raumfahrer.net berichtete).

Genau dieser Fall tritt jetzt gerade wieder ein. Die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express hat so zum Beispiel ihren normalen wissenschaftlichen Betrieb für die kommenden Wochen bereits ‚eingestellt‘ und auch die restlichen Rover und Orbiter verringern ihre Aktivitäten derzeit auf ein Minimum. Nach dem Ablauf des heutigen Arbeitstages wird auch der Rover Curiosity seinen Instrumentenarm in einer ‚Ruheposition‘ verstauen und diesen erst in mehreren Wochen – zeitgleich mit der Wiederaufnahme des nominalen Betriebes – ‚entfalten‘. Während der kommenden Wochen wird Curiosity seine Aktivitäten dann auf ein Minimum beschränken, wobei deutlich weniger als die Hälfte der sonst üblichen Datenmenge die Erde erreichen wird.

Die an der Mission beteiligten Wissenschaftler werden diese Zeit jedoch dazu nutzen, um sich in den kommenden Tagen im Rahmen eines ‚Team-Meetings‘ in Paris/Frankreich zu treffen. Dort sollen dann sowohl die bisherigen Erkenntnisse dieser ambitionierten Mission als auch die weitere Vorgehensweise bei der Erforschung des Aeolis Mons und des Gale-Kraters diskutiert werden.

Der Missionstag Sol 1.000
Zugleich markiert der heutige 30. Mai 2015 jedoch auch ein symbolträchtiges Datum für die Curiosity-Mission, denn am heutigen Tag begann für diesen ursprünglich auf eine Missionsdauer von zwei Erdjahren ausgelegten und bisher größten, schwersten und zudem teuersten der bisher vier auf der Marsoberflächen aktiv gewesenen Rover auch zugleich der Missionstag Sol 1.000, welcher am heutigen Tag um 03:56 MESZ begonnen hat. Verständlicherweise wurde dieses Ereignis am JPL auch mit einer kleinen Feier gewürdigt.

Bis zum heutigen Tag, dem bereits erwähnten Sol 1.000 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity 10.599 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 245.332 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Die kommenden Wochen wird der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity damit verbringen, einen Teilbereich einer mit der Namen „The Kimberley“ belegten Region im Inneren des Gale-Kraters auf dem Mars zu untersuchen. Neben den wissenschaftlichen Instrumenten des Rovers wird dabei auch erneut ein Gesteinsbohrer zum Einsatz kommen, mit dessen Hilfe Material von der Marsoberfläche entnommen und anschließend näher analysiert werden soll. Als die dabei zu untersuchende Region wurde ein Teilstück des südöstlichen Randbereiches des „Mount Remarkable“, eines lediglich etwa fünf Meter hohen Hügels am südlichen Rand von „Kimberley“ ausgewählt (Raumfahrer.net berichtete).

Durch eine Fahrt über eine Distanz von 23,77 Metern näherte sich Curiosity dieser Region am 20. April 2014 bis auf eine Entfernung von nur noch wenigen Metern. Nach dem Abschluss der Fahrt fertigten die Kameras des Rovers eine Vielzahl von Aufnahmen an, welche das potentielle Untersuchungsgebiet zum Ziel hatten.

Anhand dieser Fotos wurde schließlich von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern und Ingenieuren die Stelle ausgewählt, wo demnächst die nächste Bohrung durchgeführt werden soll. Bei dem gewählten „Zielgebiet“ handelt es sich um einen flachen Gesteinsaufschluss, welcher sich in einer Entfernung von etwa vier Metern zu dem Rover befand.

Nach dem Abschluss verschiedener Messungen, unter anderem kam hierbei erneut die ChemCam des Rovers zum Einsatz, nahm Curiosity durch eine weitere Fahrt am 23. April eine Position ein, von der aus dieser Bereich der Marsoberfläche in die direkte Reichweite des Instrumentenarmes und des daran befestigten Bohrsystems gelangte.

In den kommenden Tagen soll mit der eingehenden Untersuchung der Bohrstelle begonnen werden, wobei unter anderem auch die ebenfalls am Instrumentenarm platzierte MAHLI-Kamera sowie das gleichfalls dort befindliche APX-Spektrometer zum Einsatz kommen sollen. Im Rahmen ihrer Arbeiten müssen diese beiden Instrumente sehr dicht über der Marsoberfläche platziert werden, dürfen dabei jedoch eine jeweilige minimale Distanz zu dieser nicht unterschreiten. Besonders ein unvorhergesehener heftiger Bodenkontakt könnte zu ernsthaften Beschädigungen führen.

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

Um die Möglichkeit eines „Wegrutschens“ des Rovers und eines eventuell dadurch bedingten Bodenkontaktes der Instrumente ausschließen zu können soll durch die Auswertung verschiedener telemetrischer Daten – welchen Schlupf wiesen die Räder aufgrund eines lockeren Untergrundes während der letzten Fahrt auf – und weiterer Fotoaufnahmen – speziell die MAHLI-Kamera kann eingesetzt werden, um die Räder und den Untergrund abzubilden – deshalb zunächst die gegenwärtige „Standfestigkeit“ des Rovers ermittelt werden.

Sollte die entsprechende Beurteilung positiv ausfallen, so dürften die ersten der vorgesehenen Untersuchungen noch an diesem Wochenende beginnen. Die ersten Schritte der zu absolvierenden Bohrung werden dagegen frühestens in der kommenden Woche erfolgen.

Zwei Asteroiden in einer Nacht
Während der letzten Tage waren aber nicht nur die in die Curiosity-Mission involvierten Ingenieure und Geologen beschäftigt – auch die Astronomen und die auf die Marsatmosphäre spezialisierten Wissenschaftler kamen voll und ganz auf ihre Kosten…
Neben der Abbildung der Planetenoberfläche können die Aufnahmen der verschiedenen Kamerasysteme des Rovers auch dazu genutzt werden, um die aktuelle Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen zu ermitteln, indem die Kameras zu diesem Zweck den Himmel abbilden. Üblicherweise werden hierfür zu verschieden Zeitpunkten eines Marstages Aufnahmen von der Sonne angefertigt.

Je mehr Staub sich in der Marsatmosphäre befindet oder je niedriger die Sonne über dem Horizont steht, desto mehr wird das Sonnenlicht beim Passieren der Marsatmosphäre gedimmt. Diese Opazität, auch als „Tau-Wert“ bezeichnet, ist besonders für solche Rover-Missionen von Bedeutung, welche für ihren Betrieb aufgrund einer Ausstattung mit Solarpaneelen ausschließlich auf Sonnenenergie angewiesen sind.

Außerdem lassen sich durch eine langfristig erfolgende Dokumentation der Entwicklung des Tau-Wertes aus Aussagen über verschiedene atmosphärische Prozesse, über die Verteilung des Staubes auf dem Mars und über dessen Interaktion zwischen der Planetenoberfläche und der Atmosphäre oder über das allgemeine, von den jeweiligen Jahreszeiten beeinflusste Wettergeschehen tätigen.

In der Nacht des 21. April wurde deshalb die MastCam des Rovers auf den Nachthimmel ausgerichtet, um die beiden Marsmonde Phobos und Deimos abzubilden. Durch die sich im Rahmen dieser Beobachtungssequenzen verändernde Helligkeit der Monde sollte die zu diesem Zeitpunkt gegebene Opazität der Atmosphäre ermittelt werden.

„Die entsprechende Beobachtungen waren Bestandteil eines Experiments, mit dem die Opazität der Marsatmosphäre während der Nachtstunden am Standort von Curiosity analysiert werden sollte. Während der gegenwärtigen Jahreszeit entwickeln sich vermehrt aus Wassereiskristallen und Wasserdampf bestehende Wolken“, so Dr. Mark Lemmon von der Texas A&M University in College Station/USA. „Die beiden primären Beobachtungsziele in dieser Nacht waren dabei die beiden Marsmonde.“

Allerdings wurden für die damit verbundenen Observationen bewusst ein Beobachtungszeitpunkt ausgewählt, zu dem sich der kleinere der beiden Marsmonde – Deimos – vom Mars aus betrachtet in der unmittelbaren Nähe des Asteroiden (4) Vesta und des Zwergplaneten (1) Ceres befand. Somit konnten im Rahmen dieser Beobachtungskampagne erstmals von der Marsoberfläche aus zwei Objekte abgebildet werden, welche im Bereich des Asteroiden-Hauptgürtels um unsere Sonne kreisen. Neben diesen beiden Kleinkörpern und den zwei Marsmonden konnte die MastCam von Curiosity im Rahmen dieser Beobachtungssequenz neben diversen Hintergrundsternen auch die beiden Planeten Jupiter und Saturn abbilden.

Die Mission DAWN
Sowohl Vesta als auch Ceres sind übrigens die beiden Hauptziele der ebenfalls von der NASA geleiteten Mission DAWN. Nach dem Abschluss der Untersuchungen bei Vesta im September 2012 begab sich diese Asteroidensonde auf den Weg zu Ceres. Der Zwergplanet soll im März 2015 erreicht und anschließend über mehrere Monate hinweg aus einen engen Orbit erkundet werden. Die jetzt durch den Rover Curiosity angefertigten Aufnahmen werden allerdings keinen Einfluss auf den weiteren Verlauf der DAWN-Mission haben. Außer den Positionen dieser beiden Objekte und deren aktuellen Helligkeit lassen sich daraus keine weiteren wissenschaftlich relevanten Informationen gewinnen.
Status Curiosity
Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 611 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity mit seinen Kamerasystemen 143.252 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. Insgesamt hat der Rover zudem mittlerweile mehr als 6.200 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt.

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

Während der letzten Tage hat sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrover Curiosity in kleinen Schritten stetig in die grob südwestliche Richtung bewegt. Vor, während und nach diesen Fahrten wurden diverse Untersuchungen durchgeführt. Nach der bisher letzten Fahrt über eine Distanz von knapp 11 Metern, welche am 23. Januar 2014 erfolgte, wurden so zum Beispiel am gestrigen Tag die MastCam, die ChemCam und die MAHLI-Kamera eingesetzt.

Anschließend, so die ursprüngliche Planung, sollte sich der Rover eigentlich um rund 22 weitere Meter in die südliche Richtung bewegen. Diese Fahrt wurde allerdings kurzfristig gestrichen, da sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler und die für die Steuerung von Curiosity verantwortlichen Roverdriver für eine neue Route entschieden haben.

Am heutigen Tag sollen stattdessen zunächst „Fernerkundungen“ mit den Kamerasystemen und verschiedene direkte Untersuchungen von in der unmittelbaren Umgebung gelegenen Zielen auf der Planetenoberfläche durchgeführt werden. Hierbei sollen neben der Mikroskopkamera und dem ChemCam-Spektrometer auch das APX-Spektrometer zum Einsatz kommen.

Eine neue Route
Für den morgigen Tag ist dann eine weitere Fahrt vorgesehen, welche diesmal über eine Distanz von rund 24 Metern in die westliche Richtung führen soll. In dieser Richtung befindet sich das „neue“ Ziel von Curiosity – eine kleine „Lücke“ zwischen zwei flachen Erhebungen auf der Marsoberfläche. Diese mit dem Namen „Dingo Gap“ belegte Formation befindet sich rund 75 Meter vom aktuellen Standort entfernt.

Als Grund für diese kurzfristige Neuplanung der Route, welche als Fernziel allerdings auch weiterhin die Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons zum Ziel hat, wird das zukünftig zu passierende Gelände genannt. Hinter „Dingo Gap“, so die für die Planung verantwortlichen Missionsmitarbeiter, befindet sich ein Gelände, welches für den Rover leichter und sicherer zu passieren sein wird als das Gelände auf der ursprünglich vorgesehenen Route, welche vom aktuellen Standort aus in die grob südwestliche Richtung zeigte.

Am 27. Januar soll schließlich mit dem Tunable Laser Spectrometer, einem der drei Messinstrumente des SAM-Instrumentenkomplexes, eine erneute Analyse der Marsatmosphäre durchgeführt werden (Raumfahrer.net berichtete über frühere Messungen).

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 523 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.800 Metern auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity zudem mehr als 114.200 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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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: USGS, JPL, University of Arizona.

Zwischen Weihnachtstagen und dem Jahreswechsel hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrover Curiosity lediglich ein sehr stark eingeschränktes Arbeitsprogramm abgearbeitet. Abgesehen von einer kurzen Fahrt über rund 23 Meter, welche bereits am 26. Dezember 2013 erfolgte, wurden in diesem Zeitraum lediglich verschiedene Routinemessungen durchgeführt.

Am 3. Januar wurde der „wissenschaftliche Vollbetrieb“ wieder aufgenommen. Neben der MastCam, der Hauptkamera des Rovers, kam dabei auch das ChemCam-Spektrometer zum Einsatz. Außerdem hat der in der ChemCam integrierte Remote Micro Imager (RMI) an diesem Tag mehrere Aufnahmen der Räder auf der rechten Seite des Rovers erstellt. Weitere am 26. Dezember angefertigte Aufnahmen stammten von den vorderen und hinteren Gefahrenerkennungskameras sowie von den Navigationskameras.

Die erste Fahrt des Jahres erfolgte schließlich am 5. Januar 2014 und führte über eine Distanz von knapp 25 Metern. Der nächste Tag wurde von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern in erster Linie dazu genutzt, um mit dem Tunable Laser Spectrometer, einem der drei Messinstrumente des SAM-Instrumentenkomplexes, eine erneute Analyse der Marsatmosphäre durchzuführen (Raumfahrer.net berichtete über frühere Messungen).

Am 7. Januar wurde zunächst ein mit dem Namen „Oneida“ belegter Stein im Detail untersucht. Neben der MAHLI-Kamera kam dabei auch das APX-Spektrometer zum Einsatz. Nach dem Abschluss dieser Analysen setzte sich Curiosity erneut in Bewegung und überbrückte weitere 25 Meter. Kurze Zwischenstopps während dieser Fahrt wurden genutzt, um mit der MAHLI-Kamera Aufnahmen von den sechs Rädern anzufertigen und deren aktuellen Zustand zu dokumentieren. Die bisher letzte Fahrt erfolgte schließlich erst vor rund 14 Stunden und führte über eine Distanz von etwa zehn Metern.

Auf dem Weg zum Aeolis Mons

Der Rover Curiosity bewegt sich bei seinen Fahrten in die grob südwestliche Richtung, wo er laut den Planungen der für die Mission verantwortlichen Mitarbeiter der NASA im August 2014 die Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons erreichen soll. Anschließend soll der Rover mit der schrittweise erfolgenden „Besteigung“ dieses rund 5,5 Kilometer hohen Berges beginnen und dabei speziell die dort befindlichen geschichteten Gesteinsablagerungen erkunden. Durch deren Analyse wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Details der Entwicklungsgeschichte unseres Nachbarplaneten enthüllen und untersuchen, in welchem Umfang in dieser Region des Mars einstmals Bedingungen herrschten, welche die Entstehung von einfachen Lebensformen begünstigt haben könnten.

Allerdings schlägt der Rover dabei keinen direkten Kurs ein. Vielmehr sind die für die Steuerung von Curiosity verantwortlichen Roverdriver des Jet Propulsion Laboratory (JPL) bemüht, schwierige oder gar potentiell gefährliche Geländeabschnitte wie kleinere Krater, Höhenzüge oder Abhänge zu umfahren. Die dabei von dem Rover hinterlassenen Radspuren lassen sich sehr gut auf den Aufnahmen der HiRISE-Kamera, der Hauptkamera der ebenfalls von der US-amerikanischen Weltraumbehörde betriebene Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), erkennen. Unter optimalen Bedingungen kann die HiRISE die Planetenoberfläche mit einer Auflösung von bis zu 25 Zentimetern pro Pixel abbilden.

Letztmals konnte der MRO den Rover und dessen Spuren am 11. Dezember 2013 aus einer Überflughöhe von rund 274 Kilometern fotografieren. Die entsprechenden Bildprodukte sind auf einer speziellen Internetseite abrufbar. Neben den hier gezeigten Aufnahmen der HiRISE-Kamera sind derzeit mehr als 31.000 weitere HiRISE-Bilder sowie Anaglyphenbilder und digitale Geländemodelle auf einer eigens eingerichteten Internetseite der University of Arizona einsehbar. Einige dieser Aufnahmen sind dabei auch mit kurzen Erläuterungen in deutscher Sprache versehen (Raumfahrer.net berichtete).

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 509 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.600 Metern auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt. Seit dem Erreichen unseres Nachbarplaneten haben die Kamerasysteme von Curiosity mehr als 110.000 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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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

Der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity hat vor wenigen Tagen seinen „Mars Hand Lens Imager“, hierbei handelt es sich um eine am Instrumentenarm des Rovers befestigte Mikroskopkamera, eingesetzt, um einen Teilbereich der unmittelbar vor dem Rover gelegenen Marsoberfläche auch während der Nacht abzubilden.

Als Beobachtungsziel für diese ersten während der Nachtstunden angefertigten Detailaufnahmen der Marsoberfläche wählten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler einen mit dem Namen „Sayunei“ belegten kleinen Felsbrocken aus. Zuvor wurde das linke Vorderrad des Rovers dazu genutzt, um die Oberfläche dieses Felsens durch kontrollierte Drehbewegungen provisorisch von einer bedeckenden Staubschicht zu reinigen. So wurde den Wissenschaftlern ein Blick auf einen Bereich der Gesteinsoberfläche ermöglicht, welche nicht durch Tausende von Jahren alte Staubablagerungen verunreinigt ist.

Neben den vier Weißlicht-LEDs, mit denen die MARDI-Kamera ausgestattet ist, wurden für die Abbildung der Gesteinsformation auch zwei UV-LEDs eingesetzt, welche im Wellenlängenbereich von 365 Nanometern arbeiten.

„Das Ziel der Beobachtungen unter UV-Licht bestand in der Suche nach fluoreszierenden Mineralen„, so Dr. Kenneth S. Edgett von der Firma Malin Space Science Systems (MSSS) aus San Diego/Kalifornien – der für dieses Instrument hauptverantwortliche Wissenschaftler. „Die Bilddaten haben uns gerade erst erreicht und das wissenschaftliche Team ist immer noch mit der Erstauswertung der Aufnahmen beschäftigt. Wenn dabei etwas zu erkennen sein sollte, was unter der ultravioletten Beleuchtung irgendwie grün, gelb, orange oder rötlich aussieht, so wäre dies ein ziemlich deutlicher Hinweis auf eine Fluoreszenz.“

Die Aufnahmen der Marsoberfläche und vergleichende Abbildungen einer Kalibrierungsscheibe wurden in der Nacht vom 22. auf den 23. Januar 2013 – dies entsprach in etwa 21.20 Uhr lokaler Zeit während des Missionstages Sol 165 – auf dem Mars angefertigt und wurden im Laufe des 23. Januar an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

Der Gesteinsbrocken „Sayunei“ befindet sich in unmittelbarer Nähe zu der Region „John Klein“, wo in wenigen Tagen auch erstmals der Gesteinsbohrer des Marsrovers Curiosity eingesetzt werden soll (Raumfahrer.net berichtete). Seine bisher letzte Fahrt, welche dabei über eine Distanz von 3,63 Metern erfolgte, führte der Rover am gestrigen 23. Januar durch.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 167 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 746 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. In diesem Zeitraum haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile fast 40.000 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Bereits wenige Stunden nach unserem bisher letzten Statusbericht vom 19. Dezember 2012 hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity seine Fahrt fortgesetzt. Am 20. Dezember, dem Sol 133 der Mission, überbrückte der Rover dabei eine Distanz von rund 22 Metern in die südwestliche Richtung. Der im Rahmen dieser Fahrt erreichte Bereich von „Yellowknife Bay“, einer seichten Vertiefung innerhalb des Gale-Kraters, wurde während der folgenden zwei Wochen ausführlich mit den diversen Instrumenten des Rovers untersucht.

Die mit dem formellen Namen „Grandma’s House“ belegte Region wurde dabei mehrfach mit den verschiedenen Kamerasystemen des Rovers abgebildet. Aufnahmen der Navigationskameras des Rovers hatten dabei speziell den Horizont zum Ziel. Die so gewonnenen Bilder wurden von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern dazu genutzt, um nach Anzeichen für das Auftreten von Staubteufeln zu suchen. Außerdem dienten diese Aufnahmen dazu, um das aktuelle Wettergeschehen wie zum Beispiel die Wolkenbildung, die Zugrichtung dieser Wolken sowie die Verteilung und Dichte von Staubpartikeln in der Atmosphäre über dem Gale-Krater zu studieren. Des weiteren lieferten die Instrumente REMS, RAD und DAN kontinuierlich Daten.

Speziell die MastCam wurde zudem während der letzten Wochen dazu eingesetzt, um verschiedene hochaufgelöste Panoramen der Umgebung anzufertigen. Auf den dabei gewonnenen Bildern entdeckten die Wissenschaftler bei der anschließend erfolgten Auswertung eine Region, welche ihr besonderes Interesse erweckte, und die sich zudem nur wenige Meter vom aktuellen Standort Curiositys entfernt befand.

Bei dieser mit dem Namen „Snake River“ belegten Formation handelt es sich um eine schmale, leicht gewundene Gesteinsformation, welche über eine dunklere Färbung als die Umgebung verfügt, und die zudem leicht über den im Untergrund befindlichen Sand herausragt.

Am 3. Januar 2013, dem Sol 147 der Mission, beendete Curiosity seine durch die Weihnachtsfeiertage und dem anschließenden Jahreswechsel bedingte „Zwangspause“ – die an der Mission beteiligten Wissenschaftler und Ingenieure befanden sich in dieser Zeit größtenteils in einem wohlverdienten Urlaub – und setzte seine Fahrt fort. Am Ende dieser Fahrt, welche über eine Distanz von knapp drei Metern führte, befand sich der Rover unmittelbar vor der besagten gewundenen Gesteinsformation.

In den folgenden Tagen wurde dieser Bereich der Marsoberfläche sowohl mit der ChemCam untersucht als auch mehrfach durch die Mikroskopkamera MAHLI abgebildet. Im Anschluss an die so getätigten Untersuchungen wurde hier am gestrigen Sol 150 auch erstmals ein am Instrumentenarm des Rovers befindliches Hilfsgerät – das „Dust Removal Tool“ (DRT) eingesetzt.

Hierbei handelt es sich um eine Bürste, mit der die zu untersuchenden Gesteinsformationen auf der Marsoberfläche von der obersten Staubschicht befreit werden können. Eine solche Staubschicht, welche unter Umständen seit Jahrmillionen den auf dem Mars auftretenden Umweltbedingungen – einschließlich der einfallenden Strahlung – ausgesetzt war, könnte zum Beispiel die Messergebnisse des APX-Spektrometers verfälschen. Im Operationsbetrieb wird die Bürste auf den zu reinigenden Oberflächenbereich aufgesetzt und durch einen Motor in eine rotierende Bewegung versetzt. Der dabei von einer Staubschicht zu „reinigende“ Bereich der Marsoberfläche weist einen Durchmesser von rund 45 Millimetern auf.

In den nächsten Tagen wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler anhand der bisher gewonnenen Daten ein Ziel auf der Marsoberfläche auswählen, bei dem dann auch erstmals der ebenfalls am Instrumentenarm befestigte Gesteinsbohrer des Rovers eingesetzt werden wird.

„Über die Feiertage haben wir keine Überraschungen erlebt“, so Richard Cook, Projekt-Manager der Curiosity-Mission vom JPL. „Und mittlerweile fährt Curiosity wieder. Das Gebiet, in dem sich der Rover gerade befindet, scheint gut geeignet zu sein für unsere erste Bohrung.“

Nach dem Abschluss der damit verbundenen Tests, der daraus resultierenden Untersuchung des von der Marsoberfläche entnommenen Materials und weiteren ausführlichen Studien der gegenwärtig erreichten Region wird sich Curiosity während des Jahres 2013 vornehmlich in die südwestliche Richtung bewegen und sich dabei langsam der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges annähern. Im Verlauf der weiteren Mission soll der Rover an diesem Berg Stück für Stück emporsteigen und dabei die dort zuvor von verschiedenen Marsorbitern beobachteten geschichteten Gesteinsablagerungen ausführlich untersuchen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 151 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von 702 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile über 36.100 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Der Beitrag Curiosity hat die Weihnachtsferien beendet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Bereits am 12. Dezember 2012, dem Sol 125 der Mission, erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity die im Inneren des Gale-Kraters gelegene Region „Yellowknife Bay“ (Raumfahrer.net berichtete). Hierbei handelt es sich um eine seicht ausfallende Vertiefung innerhalb des Gale-Kraters, welche von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern derzeit ausführlich untersucht wird.

Eine weitere Fahrt, welche am 14. Dezember erfolgte, führte über eine Distanz von 32,8 Metern. In den darauf folgenden Tagen wurden zwei der am Endpunkt dieser Fahrt befindliche Gesteinsablagerungen eingehend mit dem APX-Spektrometer und der Mikroskopkamera MAHLI untersucht.

Nach der Beendigung dieser Untersuchungen führte eine weitere Fahrt – diese erfolgte am 17. Dezember – über diesmal 5,6 Meter erneut in die nördliche Richtung. Hierbei erreichte Curiosity den nordwestlichen Rand von Yellowknife Bay. Eine weitere Fahrt ist für die kommenden Tage vorgesehen. Nach deren Ausführung wird das für die Steuerung des Rovers verantwortliche Team des Jet Propulsion Laboratory (JPL) zunächst erst einmal einen wohlverdienten „Weihnachtsurlaub“ antreten. Obwohl für diesen Zeitraum keine weiteren Fahrten von Curiosity vorgesehen sind, wird der Rover seine Untersuchungen der Marsoberfläche aber trotzdem fortsetzen.

Hierfür wird dem Rover ein zu absolvierendes Programm übermittelt, welches er Schritt für Schritt abarbeiten wird. Neben diversen Aufnahmen der verschiedenen Kamerasysteme sind dabei kontinuierlich erfolgende Messungen mit den Instrumenten REMS, RAD und DAN vorgesehen.

Das primäre wissenschaftliche Ziel der dabei vorgesehenen Beobachtungen besteht in der Suche und der anschließend durch die an der Mission beteiligten Wissenschaftler zu treffenden Auswahl einer Gesteinsformation, bei welcher erstmals ein am Ende des Roboterarms des Rovers befestigter Gesteinsbohrer eingesetzt werden soll. Dieses „Powder Acquisition Drill System“ (kurz „PADS“) kann 1,6 Zentimeter durchmessende und bis zu fünf Zentimeter tiefe Löcher in die Marsoberfläche oder in die dort befindlichen Gesteine bohren. Das im Rahmen eines solchen Bohrvorganges pulverisierte Marsgestein kann anschließend durch die verschiedenen Analyseinstrumente des Rovers eingehend untersucht werden.

Dieser erstmalige Einsatz des Bohrers ist mittlerweile für Anfang Januar 2013 geplant. Nach dem Abschluss dieses ersten PADS-Einsatzes, der daraus resultierenden Untersuchung des von der Marsoberfläche entnommenen Materials und weiteren ausführlichen Studien der gegenwärtig erreichten Region wird sich Curiosity während des Jahres 2013 vornehmlich in die südwestliche Richtung bewegen und sich dabei langsam der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges annähern. Im Verlauf der weiteren Mission soll der Rover an diesem Berg Stück für Stück emporsteigen und dabei die dort zuvor von verschiedenen Marsorbitern beobachteten geschichteten Gesteinsablagerungen ausführlich untersuchen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 132 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von 677 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile 31.570 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Der Beitrag Curiosity untersucht Yellowknife Bay erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Seit seiner Landung auf dem Mars am 6. August 2012 hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Rover Curiosity am Ende eines jeden Arbeitstagen seine zuvor gesammelten Daten an das für die Kontrolle des Rovers verantwortliche Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Dort wurden diese Daten und Bilder in den folgenden Stunden ausgewertet und für die Erstellung der Kommandos für den nächsten Arbeitstag des Rovers verwendet, welche noch vor dem Beginn des nächsten Marstages zu dem Rover übermittelt werden mussten. Aufgrund dieser Vorgehensweise – Curiosity fährt und forscht während des Marstages, die Wissenschaftler und Ingenieure erstellen weitere Befehle während der folgenden Marsnacht – konnte eine größtmögliche Effizienz im Betrieb des Rovers gewährleistet werden.

Mit einer Dauer von 24 Stunden, 39 Minuten und 35 Sekunden fällt ein Marstag (auch als „Sol“ bezeichnet) allerdings etwas länger aus als ein Tag auf der Erde. Dieser Zeitunterschied zwischen Erde und Mars hatte zur Folge, dass sich die Arbeitszeiten der an der Mission beteiligten Mitarbeiter während der letzten drei Monate an jeden Tag um 40 Minuten nach hinten verschoben haben. Diese ungewohnte und permanent erfolgende Umstellung der Arbeitszeiten und die damit verbundenen Verschiebungen im Schlaf- und Essrhythmus führen jedoch zu einer großen physischen und psychischen Belastung, welche sich dabei mit zunehmender Dauer auch negativ auf die Effizienz der Mitarbeiter auswirkt. Die Mitarbeiter der Curiosity-Mission berichteten während der letzten Wochen mehrfach in diversen Blogs und Internetforen über die mit diesem untypischen Biorhythmus verbundenen Probleme.
Um diesen bereits im Vorfeld bekannten Schwierigkeiten Rechnung zu tragen, war von vornherein geplant, dieses „Arbeiten nach Marszeit“ auf eine Dauer von 90 Marstagen zu begrenzen. Aufgrund einer während der letzten Wochen erreichten Optimierung der Planungsaktivitäten für den Betrieb des Rovers konnte das Curiosity-Team jetzt wieder auf die Erdzeit wechseln. Alle für die weiteren Aktivitäten des Rovers wichtigen Arbeiten sollen ab jetzt zum größten Teil zwischen acht Uhr und 20 Uhr kalifornischer Ortszeit erledigt werden.

„Wir sind alle froh, dass wir uns nicht mehr nach der Marszeit richten müssen“, so Richard Cook vom JPL, der Projektmanager der Curiosity-Mission. „Das Team konnte den täglichen Planungsprozess von über 16 Stunden in den ersten Wochen nach der Landung erfolgreich auf eine Dauer von 12 Stunden verkürzen. Wir werden beim Betrieb [des Rovers] immer besser.“
Mit diesem Wechsel sind auch weitere organisatorische Veränderungen wie zum Beispiel eine Dezentralisierung der Planungsaktivitäten verbunden. Für den Betrieb des Rovers sind rund 200 Ingenieure des JPL und etwa 400 Wissenschaftler zuständig, welche größtenteils aus nicht zum JPL gehörenden Einrichtungen und Instituten stammen. Seit der Landung des Rovers haben über 200 dieser Wissenschaftler direkt am JPL gearbeitet und – ein weiterer die Psyche belastender Faktor – ihre Familien nur sporadisch gesehen. Mit dem Wechsel auf die Erdzeit werden diese Wissenschaftler Pasadena jetzt verlassen und ihre Arbeit an der Curiosity-Mission von ihren Heimatinstituten in Nordamerika und Europa aus fortsetzen.
„Die jetzt beendete Phase, in der wir alle zusammen an einem Ort gearbeitet haben, war ungemein wertvoll, um zu einem vollwertigen Team zu werden und sich auch gegenseitig unter dem Druck der täglich anstehenden Arbeiten kennenzulernen“, so Joy Crisp, die stellvertretende Projektwissenschaftlerin des JPL. „Jetzt haben wir einen Punkt erreicht, an dem wir weiterhin zusammenarbeiten können, ohne dass die Leute dabei persönlich hier vor Ort sein müssen.“

Für die Aufrechterhaltung des Kontaktes zur Planung der weiteren Rover- und Instrumentenaktivitäten und zur Diskussion des gesammelten wissenschaftlichen Daten werden die Teammitglieder zukünftig hauptsächlich Emails, Online-Chats sowie regelmäßig erfolgende Telefon- und Videokonferenzen nutzen.

„So schön die zurückliegende Zeit am JPL auch war – es ist doch ein gutes Gefühl, jetzt wieder zu Hause zu sein“, so Ken Herkenhoff vom USGS. „Ich bin zuversichtlich, dass die zukünftige Vorgehensweise die Effizienz unsere Arbeiten nicht beeinträchtigen wird.“

Die Arbeiten der vergangenen Tage konzentrierten sich auch weiterhin auf die Untersuchung des Marsbodens in der unmittelbaren Umgebung des Rovers. Am 4. November, dem Sol 88 der Mission, wurde der Boden in der Region „Rocknest“, dem gegenwärtigen Standort Curiositys, mit der MAHLI-Kamera abgebildet. Am darauffolgenden Tag erfolgte an verschiedenen Stellen eine Bodenuntersuchung mit dem APX-Spektrometer.

Am 5. und 6. November wurde zudem das SAM-Instrument einem ausführlichen Test unterzogen, bei dem die einzelnen für eine Bodenanalyse notwenigen Sequenzen durchgespielt wurden, ohne dass sich allerdings eine Probe in dem SAM befand. Begleitet wurden diese Aktivitäten durch weitere Kameraaufnahmen der Umgebung und durch standardmäßig erfolgende Messungen der Instrumente REMS, RAD und DAN.

Am 9. November, dem Sol 93, entnahm die am Instrumentenarm des Rovers befindliche Baggerschaufel eine fünfte Bodenprobe von Rocknest, welche nach einer entsprechenden Aufbereitung durch das CHIMRA-Probenentnahmesystem zu gleichen Anteilen in das Innere des SAM-Instrumentes und zu dem CheMin-Spektrometer befördert und dort anschließend analysiert werden soll. Abhängig von der Energiesituation des Rovers – der Betrieb des SAM-Instrumentes gestaltet sich als sehr energieintensiv und benötigt den Großteil der täglich zur Verfügung stehenden Energiemenge – kann diese Untersuchung mehrere Tage andauern. Erst nach dem Abschluss der jetzt anstehenden Analysen wird der Rover seine Fahrt fortsetzen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 95 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von über 480 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile fast 23.500 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des JPL übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Am 31. Oktober 2012, dem Sol 87 seiner Mission, nutzte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity eines seiner zehn wissenschaftlichen Instrumente dazu, um ein Selbstporträt anzufertigen. Die an diesem Tag mit der MAHLI-Kamera angefertigten Aufnahmen wurden anschließend von den Missionsmitarbeitern zu einer Mosaikaufnahme des Rovers zusammengesetzt.

Die aus verschiedenen Blickwinkeln angefertigten 55 Einzelaufnahmen der am Ende des beweglichen Instrumentenarmes des Rover montierten Kamera dienen den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern und Ingenieuren unter anderem dazu, die aktuelle Verteilung des Marsstaubes auf der Oberfläche des Rovers zu bestimmen. Außerdem lassen sich anhand solcher Aufnahmen Aussagen über den aktuellen Status der Räder des Rovers (Staubbedeckung, Bodenkontakt) tätigen.

In einer vergrößerten Version dieses Mosaiks werden sogar Details der Oberfläche des Mars‘ und des Rovers sichtbar, welche durch die Optiken der verschiedenen Kamerasysteme reflektiert werden.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 87 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von 484 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile fast 22.000 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Ein Beitrag von Klaus Donath, Ralph-Mirko Richter und Gertrud Felber. Quelle: JPL, Planetary Society. Vertont von Peter Rittinger.

Seit unserem letzten Statusupdate ist wieder einiges passiert auf dem Mars. So setzt der Rover Curiosity seine Reise zum 400 Meter entfernten Glenelg-Gebiet weiter fort, zu sehen auf dieser Karte. Die letzten beiden Fahrten gingen über eine Distanz von jeweils 30 Metern. Im Rahmen dieser Fahrten wurde auch die „VISODOM“-Software des Rovers getestet, mit deren Hilfe Curiosity kurze Strecken auf dem Mars selbstständig überbrücken kann. Speziell wurde dabei die Fähigkeit zum autonomen Fahren „Autonomous Visual Odometry“ überprüft. Durch die regelmäßig erfolgende Anfertigung von Bildern der Navigationskameras sowie der vorderen und hinteren Gefahrenerkennungskameras während einer Fahrt und eine anschließend autonom erfolgende Erzeugung von 3D-Bildern der Umgebung kann die Software des Rovers die Positionsveränderungen auf den Millimeter genau ermitteln. Dies ist zum Beispiel wichtig, um rechtzeitig reagieren zu können, falls der Rover sich in einer Sandfalle festfährt oder sich andere, durch das zu passierende Gelände ergebende Schwierigkeiten ergeben sollten.

Sollte das Fahrverhalten bzw. das Resultat einer Fahrbewegung signifikant von den vorgesehenen Bewegungen abweichen, so würde der Rover die Fahrt automatisch abbrechen und auf weiterführende Befehle von der Erde warten. Am Sol 26 fand schließlich ein Test des CheMin-Spektrometers statt. SAM analysierte laut dem JPL zudem eine Probe der Marsatmosphäre.

Seit dem 5. September steht der Rover vorerst still, für mindestens acht Tage. In diesem Zeitraum soll die Checkout-Phase „CAP2“ durchgeführt werden. Im Rahmen der (immer noch andauernden) Funktionalitätstests für Curiosity sollen dabei speziell der Roboterarm, die daran befindlichen Instrumente APXS und MAHLI sowie das Probenentnahmesystem getestet werden. Es werden Bewegungsfixpunkte für die Bedingungen auf dem Mars angepasst aufgrund der geringeren Schwerkraft und anderen Atmosphäre auf dem Mars. Des Weiteren erforderte MAHLI einen Kalibrierungstest. Die hochauflösende Mikrospkopkamera am Instrumentenarm kann sogar „einzelne Körner in Talkum-Puder auflösen“, lt. der Aussage eines JPL-Verantwortlichen bei der Pressekonferenz am 6. September. Sie kann Ziele in einer Entfernung von etwa 2,1 cm bis unendlich gestochen scharf fokussieren. Allerdings ist sie sehr staubempfindlich, deshalb wurde die Staubschutzkappe erst vor kurzem und auch nur vorübergehend geöffnet. Beim APXS wird zunächst die mitgeführte Kalibrierungsprobe mit definierter Zusammensetzung gemessen, um das Instrument zu eichen. Erst danach steht es für Messungen auf der Marsoberfläche bereit.

Im Zuge der Bewegung des Instrumenten-Arms entstanden einige schöne Aufnahmen, welche neue Details zum Zustand von Curiosity auf dem Mars enthüllten. Dazu gehört neben einem Selbstportrait vom Kamera-Arm auch ein erster Blick unter den Rover. Diese Ansicht des Unterbodens wurde mit der Mars-Hand-Lens-Imager-Kamera (MAHLI) an Sol 34, dem 9.09.2012, an der unteren Vorderseite von Curiosity aufgenommen. Anschließend wurde das Kalibrierungsziel fotografiert. Curiosity hat an Sol 34, also am 9. September 2012 zur Kalibrierung der MAHLI einen Penny mit dem Portät von Abraham Lincoln aus einem Abstand von 5 cm aufgenommen. Der Penny ist eine Anspielung auf eine Tradition von Geologen, eine Münze oder ein anderes Objekt zur Größenangabe bei Nahaufnahmen von Felsen zu platzieren. Zusätzlich befindet sich eine Reihe von Abbildungen zur Einstellung der Farbtemperatur und Bildschärfe auf dem Kalibrierungsziel.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter

Der 899 Kilogramm schwere Marsrover Curiosity ist für die Erfüllung seiner wissenschaftlichen Aufgabenstellungen mit zehn Instrumenten ausgestattet, welche über ein Gesamtgewicht von rund 80 Kilogramm verfügen. Seine beiden Vorgänger, die baugleichen Marsrover Spirit und Opportunity, verfügten dagegen über jeweils lediglich fünf Instrumente mit einem Gesamtgewicht von jeweils 6,8 Kilogramm. Die Instrumente Curiositys, welche sich in ihren Aufgabenbereichen teilweise gegenseitig ergänzen beziehungsweise kombiniert eingesetzt werden, lassen sich in vier Gruppen unterteilen.

Kamerasysteme:

• Die „Mast Camera“ (kurz MastCam) ist die Hauptkamera des Rovers und bildet praktisch dessen Augen. Mit den beiden Optiken der MastCam können mittels verschiedener Filtersysteme Farbbilder der Marsoberfläche erstellt werden. Aus den angefertigten Aufnahmen lassen sich unter anderem Falschfarbenaufnahmen erstellen, welche es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern ermöglichen werden, Unterschiede in der mineralogischen Zusammensetzung des Bodens hervorzuheben. Anhand der durch die MastCam angefertigten Aufnahmen werden die Wissenschaftler die näher zu untersuchenden Oberflächenstrukturen bestimmen.
• Der „Mars Hand Lens Imager“ (MAHLI) ist das am Roverarm befestigte Mikroskop des Rovers. Mit ihm sollen Detailaufnahmen des Bodens und der Gesteinsformationen auf der Marsoberfläche angefertigt werden, bevor diese von anderen Instrumenten näher analysiert werden.
• Der „Mars Descent Imager“ (MARDI) ist an der Unterseite Curiositys befestigt und wird dessen Landung auf dem Mars ab einer Höhe von weniger als 3,7 Kilometern bis zum Aufsetzen auf der Planetenoberfläche bildlich dokumentieren. Während der Mission werden die MARDI-Aufnahmen des weiteren dazu genutzt, um die im Rahmen einer Fahrt direkt überquerten Oberflächenstrukturen abzubilden und so zu untersuchen.

Spektrometer:

• Das „Alpha Particle X-Ray Spectrometer“ (APXS) kann im Rahmen seiner Messungen die chemische und mineralogische Zusammensetzung der untersuchten Objekte ermitteln. Besonders empfindlich ist das APXS dabei für den Nachweis salzformender Elemente wie zum Beispiel Schwefel, Chlor oder Brom.
• Das „Chemistry & Camera“-Instrument (ChemCam) besteht aus einem Laser, einem Spektrometer und einem speziellen Teleskop und kann die Zusammensetzung von Gesteinen aus einer Entfernung von bis zu sieben Metern im Detail ermitteln. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche des zu untersuchenden Objektes mit einem leistungsstarken Laserstrahl verdampft. Die Teleskopkamera fängt das Licht der so freigesetzten Gase und Plasmen ein, welche anschließend von dem Spektrometer der ChemCam analysiert werden. Mit der ChemCam ist es somit möglich, unterschiedliche Gesteinsarten relativ schnell zu identifizieren und erst anschließend den gesamten Rover für weitere Untersuchungen zu diesen Gesteinen zu steuern.
• Bei dem „Chemistry & Mineralogy X-RayDiffraction/ X-Ray Fluorescence Instrument“ (CheMin) handelt es sich um ein Analyselabor für die Untersuchung der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung der Marsoberfläche. Zuvor gesammelte und in spezielle Probenkammern beförderte Bodenproben werden dazu mit einer Röntgenquelle bestrahlt und anschließend mit einem speziellen CCD-Sensor analysiert. Die so gewonnenen Daten können Aufschlüsse über eine zuvor erfolgte Interaktion der Proben mit Wasser und eventuell vorhandene biologische Signaturen liefern.
• Das „Sample Analysis at Mars“ (SAM) ist mit einem Gesamtgewicht von rund 38 Kilogramm das schwerste und zugleich auch leistungsfähigste Instrument Curiositys. Mittels dreier kombinierter Sensorensysteme soll das Gerät ermitteln, inwieweit der Mars einstmals als Habitat für primitive Lebensformen geeignet war oder ob dies eventuell auch heute noch der Fall sein könnte. Einhergehend mit dieser Zielsetzung liegt die Hauptaufgabe von SAM in der Identifizierung und Analyse von organischen Verbindungen. Außerdem dient das Instrument dem Nachweis von leichteren Elementen auf der Marsoberfläche und der Ermittlung der Isotopenverhältnisse in der Planetenatmosphäre.

Strahlungsmessgeräte:

• Der „Radiation Assessment Detector“ (RAD) ist ein Strahlendetektor, welcher die in der Planetenatmosphäre und auf der Oberfläche des Mars auftretende Strahlung ermitteln soll. Aufgrund der auf dem Mars auftretenden Strahlenwerte gilt es als unwahrscheinlich, dass eventuell vorhandene Lebensformen direkt auf der Planetenoberfläche existieren können. Die Strahlung dürfte auch zu einer Zersetzung eventueller biologischer Signaturen führen. RAD soll deshalb auch feststellen, ab welcher Tiefe unter der Oberfläche organische Komponenten dauerhaft existieren könnten. Als einziges der zehn Instrumente Curiositys lieferte RAD bereits während des Fluges zum Mars wissenschaftliche Daten. Aus diesen Datensätzen lässt sich die Strahlenbelastung ableiten, der ein zukünftiger Astronaut auf dem Weg zum Mars ausgesetzt sein wird.
• Das „Dynamic Albedo of Neutrons“-Instrument (DAN) ist ein Neutronendetektor. DAN soll die Verteilung von im Marsboden befindlichen wasserstoffhaltigen Verbindungen bis zu einer Tiefe von etwa einem Meter ermitteln.

Wetterstation:

• Bei der „Rover Environmental Monitoring Station“ (REMS) handelt es sich um eine Wetterstation, welche während der gesamten Missionsdauer von mindestens einem Marsjahr in regelmäßigen Abständen diverse meteorologische Daten wie die vorherrschenden Windgeschwindigkeiten und -richtungen, Lufttemperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit ermitteln wird. Auf diese Weise erhalten die an der Mission beteiligten Atmosphärenforscher einen tieferen Einblick in das über ein Marsjahr ablaufende Wettergeschehen im Bereich des Operationsgebietes des Rovers. In Kombination mit den Daten von weiteren Marsorbitern, Rovern und Landern kann so auch das Verständnis des allgemeinen marsianischen Wettergeschehens und der Entwicklung der Marsatmosphäre immens verbessert werden.

Mit diesen Instrumenten sind die Curiosity zur Verfügung stehenden Möglichkeiten für wissenschaftliche Analysen allerdings keineswegs ausgeschöpft.

Weitere Hilfskameras:

Zusätzlich zu diesen 10 wissenschaftlichen Instrumenten ist Curiosity noch mit verschiedenen Kameras ausgestattet, welche eigentlich primär für die Navigation des Rovers vorgesehen sind. Vier Navigationskameras, welche unmittelbar neben den Optiken der MastCam am Kameramast montiert sind, und weitere vier Gefahrenerkennungskameras – zwei am Vorderteil und zwei am Hinterteil der „Warm Electronics Box“ (WEB), der zentralen Grundstruktur des Rovers – liefern den für die Steuerung Curiositys verantwortlichen Roverdrivern des Jet Propulsion Laboratory (JPL) Aufnahmen der unmittelbaren Umgebung des Rovers. Diese Schwarz-Weiß-Bilder können aufgrund der Kameraanordnung zu stereoskopischen Aufnahmen kombiniert werden, welche einen räumlichen Eindruck der Umgebung vermitteln. Auch diese Bilder werden von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern für die Auswahl ihrer näher zu untersuchenden Ziele verwendet.

Hilfsinstrumente am Roboterarm:

Am Ende des 1,9 Meter langen, an der Vorderseite des Rovers befestigten Roboterarms (Fachbezeichnung „Sample Acquisition, Processing, and Handling“, kurz „SA/SPaH“) befindet sich ein fast 60 Zentimeter durchmessender und rund 33 Kilogramm schwerer, drehbarer Aufsatz. Neben dem APXS-Spektrometer und der MAHLI-Kamera sind an diesem Aufsatz drei weitere Geräte montiert, welche der indirekten Untersuchung der Marsoberfläche und der Entnahme von Bodenproben dienen.

• Das „Dust Removal Tool“ (DRT) ist eine Bürste, mit dem die zu untersuchenden Gesteinsformationen von der obersten Staubschicht befreit werden können. Eine solche Staubschicht, welche unter Umständen seit Jahrmillionen den auftretenden Umweltbedingungen – einschließlich der einfallenden Strahlung – ausgesetzt war, könnte zum Beispiel die Messergebnisse des APXS-Spektrometers verfälschen.
• Bei dem „Powder Acquisition Drill System“ (PADS) handelt es sich um einen Bohrer. Dieser kann 1,6 Zentimeter durchmessende und bis zu fünf Zentimeter tiefe Löcher in die Planetenoberfläche oder in Gesteine bohren.
• Bei dem „Collection and Handling for Interior Martian Rock Analysis“ (CHIMRA) handelt es sich dagegen um eine Konstruktion, welche mittels einer kleinen Schaufel Bodenproben entnehmen und in verschiedenen, mit Sieben versehene Auffangbehälter verteilen kann. Diese Proben, welche zuvor zum Beispiel mittels des Bohrers an die Oberfläche befördert wurden, werden anschließend an die im Inneren der WEB befindlichen Instrumente SAM und CheMin weitergeleitet.

Atmosphärenuntersuchung beim Abstieg durch die Marsatmosphäre:

• Bei dem „Mars Science Laboratory Entry Descent and Landing Instrument“ (MEDLI) handelt es sich um ein in dem Hitzeschild der Abstiegsstufe integriertes Sensorpaket. Insgesamt 14 Sensoren werden während des mehrminütigen Abstieges durch die Marsatmosphäre die in unterschiedlichen Höhen durch die Reibungshitze erzeugte Temperatur und die dort auftretenden Druckverhältnisse registrieren und aufzeichnen. Neben der Verfeinerung der aktuellen Atmosphärenmodelle der Marsatmosphäre werden diese Daten auch in die Planungen für weitere Missionen auf der Marsatmosphäre einfließen. Die Daten werden unter anderem dazu dienen, um die bei zukünftigen Marslandungen verwendeten Hitzeschilde und Landefallschirme noch effizienter zu gestalten.

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• MSL Rover Curiosity auf Atlas V (541)
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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter

Für die detaillierte optische Untersuchung der Marsoberfläche und deren erste Charakterisierung wurde der Marsrover Curiosity mit dem „Mars Hand Lens Imager“ (kurz „MAHLI“) ausgestattet. Bei dem MAHLI handelt es sich um eine hochaufösende Kamera, welche am vorderen Ende des Instrumentenarmes montiert ist. Das Instrument soll in erster Linie als eine Art Mikroskop für die optische Untersuchung sehr feiner Strukturen auf der Marsoberfläche eingesetzt werden und die dort befindlichen Gesteine, Sand- und Staubkörner und eventuelle Frostablagerungen aus unmittelbarer Nähe abbilden. Dabei soll der MAHLI die anschließend von den weiteren Instrumenten des Rovers näher zu untersuchenden Bodenproben in einen geochemischen, lithologischen und mineralogischen Zusammenhang setzen.

Zu diesem Zweck ist der MAHLI mit einem 1.600 x 1.200 Pixel großen Bayer-Sensor ausgestattet, welcher die Oberfläche in hoher Auflösung und in Farbe abbilden kann. Damit erreicht das Instrument eine Auflösung, welche der Qualität einer handelsüblichen 2-Megapixel-Farbkamera entspricht. Die MAHLI-Kamera verfügt dabei über eine in mehreren Stufen verstellbare Brennweite, welche in einem Bereich zwischen 22,5 Millimetern und „Unendlich“ fokussieren kann. Speziell bei der Verwendung einer großen Brennweite kann der MAHLI die Oberfläche auch dann abbilden, wenn sich der Roboteram nicht unmittelbar über der Marsoberfläche befindet. Die dabei erreichbare relativ geringe Auflösung kann durch das sich dabei ergebende größere Gesichtsfeld ausgeglichen werden.

Bei der minimalsten möglichen Annäherung an ein abzubildendes Objekt kann der MAHLI aus einer Entfernung von etwa 25 Millimetern zum abzubildenden Ziel Strukturen mit einer Größe von 13,9 Mikrometern pro Pixel auflösen. Dabei kann mit einer einzigen Aufnahme ein Oberflächenbereich mit den Abmessungen von 18 x 24 Millimetern wiedergeben werden. Um zu verhindern, dass der MAHLI versehentlich näher als diese 25 Millimeter an die Oberfläche herangeführt wird – dies könnte im schlimmsten Fall zu einer Beschädigung des Kamera-Objektives führen – ist das Instrument mit zwei Kontaktsensoren ausgestattet. Sobald die Sensoren einen „Bodenkontakt“ melden, stoppt der Roboterarm automatisch die weitere Annäherung des MAHLI an die Oberfläche.

Bei einer Entfernung von 50 Millimetern zum angepeilten Ziel sinkt die erreichte Auflösung auf dann immer noch 24,5 Mikrometer pro Pixel. Aus einer Entfernung von 66 Millimetern – dies entspricht der Entfernung, in welcher die beiden Mikroskope der Marsrover Spirit und Opportunity operieren, werden Strukturen mit einer Größe von 31 Mikrometern pro Pixel wiedergegeben.

Dieser Wert ist identisch mit der aus der gleichen Entfernung erreichbaren Auflösung der Mars Exploration Rover-Mikroskope. Allerdings deckt der MARDI dabei pro Aufnahme ein größeres Gesichtsfeld ab und liefert zudem Farbbilder des zu untersuchenden Untergrundes (die Mikroskope von Spirit und Opportunity liefern lediglich Schwarz-Weiß-Bilder). Eine weitere Verbesserung im Vergleich zu dem zuvor auf dem Mars verwendeten Mikroskopen besteht in der Möglichkeit, den gleichen Oberflächenbereich unter der Verwendung verschiedener Fokallängen abzubilden ud dabei mittels der Fokusvariationen eine größere Schärfentiefe und zusätzliche 3D-Informationen des abgebildeten Bereiches zu erhalten. Stereoskopische Aufnahmen können dagegen durch einen leichten seitlichen Versatz des MAHLI zwischen zwei Aufnahmen des gleichen Zieles bei einer identischen Fokuseinstellung erzeugt werden.

Zwecks einer optimalen Ausleuchtung der potentiellen Beobachtungsziele, welche zum geplanten Aufnahmezeitpunkt eventuell im Schatten liegen können, ist der MAHLI mit vier Weißlicht-LEDs ausgestattet, welche sich direkt am Gehäuse der Kamera befinden. Jedes der beiden Weißlicht-LED-Sets kann dabei unabhängig von dem anderen Set aktiviert oder deaktiviert werden. Dank dieser vier LEDs kann MAHLI theoretisch auch während der Marsnächte aktiviert werden und Aufnahmen des Bodens anfertigen. Hierbei wird der Einsatz allerdings durch die während der Nächte vorherrschenden tiefen Temperaturen und die im Einzelfall gegebene Energiesituation des Rovers stark limitiert.

Die verschiedenen optischen und mechanischen Komponenten des MARDI sind lediglich dazu ausgelegt, um bei Umgebungstemperaturen oberhalb von minus 70 Grad Celsius zu arbeiten. Optimalerweise sollten die Temperaturen jedoch nicht tiefer als minus 50 Grad Celsius liegen. Im Bedarfsfall kann das Instrument jedoch mittels verschiedener Heizelemente gewärmt und so auch bei tieferen Außentemperaturen aktiviert werden. Der vorgesehene Einsatz der Kamera während der Marsnächte soll dabei speziell der Untersuchung von eventuell auftretenden Frostablagerungen und der Dokumentation von deren Veränderungen dienen.

Zusätzlich sind außerdem noch zwei UV-LEDs vorhanden, welche im Wellenbereich von 365 Nanometern arbeiten. Diese beiden UV-LEDs werden in erster Linie der Suche nach fluoreszierenden Mineralien und deren Abbildung dienen. Ihr Einsatz ist ausschließlich während der Marsnächte vorgesehen.

Um zu vermeiden, dass die Linse des MAHLI während der Operationsdauer von Curiosity mit Staubablagerungen verunreinigt wird, befindet sich vor dieser Linse eine Schutzabdeckung, welche während der zu erstellenden Aufnahmen normalerweise entfernt wird. Dieses Entfernen der Abdeckung ist allerdings nicht zwingend notwendig, da die Abdeckung transparent ist und Aufnahmen somit theoretisch auch bei einer „vorgeschalteten“ Abdeckung angefertigt werden können.

Für die Anfertigung einer einzelnen Aufnahme benötigt der MARDI typischerweise einen Zeitraum zwischen 5 und 15 Millisekunden. Bei der Verwendung der Weißlicht-LEDs erhöht sich dieser Zeitraum aufgrund der dafür benötigten Belichtungszeit auf etwa 80 Millisekunden. Unter der Verwendung der UV-LEDs werden dagegen für die Anfertigung eines Einzelbildes bis zu zwei Sekunden benötigt. Für die Zwischenspeicherung der angefertigten Aufnahmen vefügt der MARDI über eine im Inneren der Warm Electronics Box (WEB) des Rovers befindliche Elektronikeinheit, welche über einen eigenen Flash-Speicher mit einer Kapazität von acht GB verfügt.

Die angefertigten Aufnahmen werden dort normalerweise im JPEG-Format abgelegt und anschließend zuerst in einer minimierten Auflösung an das Rover-Kontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Wie auch bei den Aufnahme den beiden anderen optischen Kameras des Rovers, der MastCam und der MARDI, wird erst nach der Begutachtung dieser „Thumbnail Images“ von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern entschieden, welche höher aufgelösten Bilder der MARDI in der Folgezeit mit welcher Priorität übertragen werden.

Für die Entwicklung und den Bau der MAHLI-Kamera war die auch für die Mast-Kamera und die MARDI-Kamera zuständige, in San Diego/Kalifonien ansässige Firma Malin Space Science Systems (MSSS) verantwortlich. Der für das Instrument hauptverantwortliche Wissenschaftler ist Dr. Kenneth S. Edgett von der Firma MSSS.

Für die Kalibrierung der Kamera auf dem Mars ist zusätzlich neben den dafür üblichen Farb- und Musterpaletten auch ein Penny aus dem Jahre 1909 an der Vorderseite des Rover-Gehäuses angebracht.

Diskussion zu diesem Artikel

• Marsrover Curiosity
• MSL Rover Curiosity auf Atlas V (541)
• Planet Mars

Verwandte Webseiten

• Edgett et al.: The Mars Hand Lens Imager (MAHLI) (engl.)
• Edgett et al.: The Mars Hand Lens Imager (MAHLI) (engl.)
• Edgett et al.: The Mars Hand Lens Imager Flight Instrument (MAHLI) (engl.)
• Malin: MAHLI Beschreibung (engl.)
• Malin: MAHLI (engl.)

Der Beitrag Die MAHLI-Kamera erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter

Bei dem „Dust Removal Tool“ (DRT) handelt es sich um eine aus rostfreien Borsten bestehende Bürste, mit der die zu untersuchenden Gesteinsformationen von der obersten Staubschicht befreit werden können. Eine solche Staubschicht, welche unter Umständen seit Jahrmillionen den auftretenden Umweltbedingungen – einschließlich der einfallenden Strahlung – ausgesetzt war, könnte zum Beispiel die Messergebnisse des APXS-Spektrometers verfälschen. Im Operationsbetrieb wird die Bürste auf dem zu reinigenden Oberflächenbereich aufgesetzt und durch einen Motor in eine rotierende Bewegung versetzt. Der dabei von einer Staubschicht zu „reinigende“ Bereich der Marsoberfläche weist einen Durchmesser von mindestens 45 Millimetern auf. Das DTR des Rovers Curiosity wurde von der Firma Honeybee Robotics entwickelt, welche bereits für den Bau der im Rahmen der Mars Exploration Rover-Mission von den beiden Marsrovern Spirit und Opportunity verwendeten Rock Abrasion Tools (kurz „RAT“) verantwortlich war.

Bei dem zweiten Probenentnahmegerät handelt es sich um das „Powder Acquisition Drill System“ (PADS). Dieses Bohrsystem kann 1,6 Zentimeter durchmessende und – abhängig von der Zusammensetzung der anzubohrenden Bodenprobe – bis zu fünf Zentimeter tiefe Löcher in die Planetenoberfläche oder in Gesteine bohren. Die Umdrehungszahl des Bohrers liegt bei einem Bohrvorgang je nach gewählter Einstellung zwischen 0 bis hin zu 150 Umdrehungen pro Minute. Neben der drehenden Bewegung kann der Bohrkopf des PADS bei einer erfolgenden Bohrung auch nach dem Prinzip einer Schlagbohrmaschine bis zu 30 mal pro Sekunde gegen das anzubohrende Gestein gehämmert werden, wodurch das Ziel effizienter zerkleinert und durchdrungen werden kann. Die dabei erreichte Aufschlagenergie kann zwischen 0,05 und 0,8 Joule variiert werden.

Das PADS ist von seinem mechanischen Aufbau her so ausgelegt, dass Bohrungen auf einem ebenen Untergrund bis zu einer Hanglage mit bis zu 20 Grad Neigung durchgeführt werden können, wobei der Roboterarm den Bohrer mit einer Kraft von 240 bis 300 Newton gegen die Oberfläche presst. Sollte sich der Bohrer bei einer Bohrung festfahren und nicht mehr aus dem Untergrund heraus gezogen werden können oder sollte er soweit abgenutzt sein, dass keine erfolgreichen Bohrungen mehr durchgeführt werden können, so kann dieser von dem Bohrergehäuse abgetrennt und anschließend durch einen Reservebohrer ersetzt werden. Zu diesem Zweck sind zwei Reservebohrer in zwei speziellen Behältern, den so genannten „Bit Boxes“, an der Vorderseite Curiositys verfügbar.

Das gesamte Bohrsystem ist für insgesamt 81 Bohrvorgänge ausgelegt. Der Temperaturbereich, in dem das System arbeiten kann, liegt in einem Bereich zwischen minus 70 Grad Celsius bis hin zu plus 70 Grad Celsius.

Das im Rahmen eines Bohrvorganges pulverisierte Marsgestein wird bis zu einer Bohrtiefe von bis zu zwei Zentimetern direkt an die Oberfläche befördert und kann dort anschließend durch die anderen Instrumente des Rovers untersucht werden. Material aus Tiefen von zwei bis fünf Zentimetern wird dagegen durch den Bohrer direkt in eine spezielle Kammer transportiert, welche durch eine kleine Röhre mit dem „Collection and Handling for Interior Martian Rock Analysis“ (CHIMRA), dem dritten Probenentnahmegerät, verbunden ist. Der Transport des Materials zum CHIMRA wird durch eine gesteuerte Dreh- und Schwenkbewegung des Roboterarm-Aufsatzes und durch gezielte Vibrationen kontrolliert.

Zusätzlich ist CHIMRA mit einer kleinen Baggerschaufel ausgestattet, mit welcher Bodenproben aus einer Tiefe von bis zu 3,5 Zentimetern unter der Oberfläche direkt entnommen werden können. Noch größere Tiefen kann die Schaufel dadurch erreichen, indem die Proben an Stellen entnommen werden, wo die Räder des Rovers zuvor tiefe Furchen in die Planetenoberfläche „gefräst“ haben. Auf diese Weise, so die Konstrukteure Curiositys, sind dem CHIMRA Bodenproben aus einer Tiefe von bis zu etwa 20 Zentimetern zugänglich. Die durch die Schaufel entnommenen Proben weisen ein Volumen von 1.000 bis zu 30.000 Kubikmillimetern auf.

Das CHIMRA ist mit zwei Sieben ausgestattet, durch welche Partikel kleiner als 150 Mikrometer oder kleiner als ein Millimeter aus einer gewonnenen Bohrprobe herausgefiltert werden können. Die zuvor gesiebten Proben werden anschließend in verschiedene Probenauffangbehälter weitergeleitet, von wo aus sie zwecks eingehender Untersuchungen an die beiden im Inneren des Rovers befindlichen Analyseinstrumente SAM und CheMin weiter transportiert werden. CheMin kann dabei allerdings nur die Proben analysieren, welche über Partikelgrößen von weniger als 150 Mikrometern verfügen.

Nach der erfolgten Überführung einer Probe an SAM oder CheMin werden die Auffangbehälter von CHIMRA gekippt und durch die Aktivierung eines Vibrationssystems vollständig geleert. Auf diese Weise soll sicher gestellt werden, dass die Analyseinstrumente des Rovers nicht versehentlich Materialproben von verschiedenen Orten auf der Marsoberfläche zeitgleich untersuchen, was die Messergebnisse verfälschen würde. Als zusätzliche Sicherungsmaßnahmen gegen eine Verunreinigung der Proben sind die Öffnungen der einzelnen Probenentnahmensysteme mit Schutzabdeckungen versehen, welche verhindern sollen, dass der allgegenwärtige Marsstaub in das Innere der Systeme gerät und dadurch ebenfalls nachfolgende Messergebnisse verfälscht werden.

Am 11. Juni 2012 gab das für die Kontrolle des Marsrovers Curiosity zuständige Jet Propulsion Laboratory (JPL) bekannt, dass bei den Bohrvorgängen des PADS eventuell geringe Mengen an Teflon durch zwei Dichtungen bis zu dem Bohrgestänge gelangen werden, welche anschließend eventuell auch mit dem freigelegten Material aus der Marsoberfläche in Kontakt treten und sich mit diesem vermischen könnten. Dieses Problem stellt soweit keine Gefahr für den Bohrer dar. Allerdings würde in einem solchen Fall neben dem zu analysierenden Bodenmaterial auch ein geringer Anteil an Teflon in das Innere der Instrumente SAM und CheMin gelangen. Aufgrund der Tatsache, dass Teflon zu 60 Prozent aus Kohlenstoff besteht, würde dies zu einer Verfälschung der Messergebnisse speziell des SAM-Instrumentes führen.

Dieses Problem wurde erst kurz vor dem Start des Rovers im November 2011 erkannt und seitdem sind die Ingenieure des JPL und der Herstellerfirma des Bohrsystems auf der Suche nach einer Lösung. Dabei herrscht „vorsichtiger Optimismus“, dass das Problem in den Griff zu bekommen ist. Ein angedachter Lösungsvorschlag bezieht sich auf die Art und Weise, wie der Bohrer auf dem Mars arbeiten wird. Eventuell kann die Freisetzung des Teflons durch eine geringere Umdrehungszahl des Bohrgestänges bei den Bohrvorgängen verhindert werden. Allerdings wird eine entsprechende Lösung sehr wahrscheinlich erst nach der Landung auf dem Mars zur Verfügung stehen.

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