Quelle: DLR/Aktuelles/Nachrichten/2026, 19. Februar 2026

Seit fünf Jahren erforscht der NASA-Rover Perseverance nun den Jezero-Krater auf dem Mars. Dort landete er am 18. Februar 2021 – seitdem hat er mehrere Dutzend Kilometer zurückgelegt und eine Vielzahl an Forschungsaufgaben im Jezero-Krater erledigt. Und fertig ist er noch nicht. Nun feiern die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA und alle wissenschaftlich sowie technologisch Beteiligten das fünfjährige Jubiläum des fleißigen Rovers auf dem Roten Planeten. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an wissenschaftlichen Aufgaben und zentralen Instrumenten der Mission Mars 2020 und dem Rover Perseverance beteiligt. Dabei bringt das DLR langjährige Erfahrungen in der Entwicklung, Kalibrierung, Datengewinnung und -auswertung bei der Planetenexploration vor Ort auf der Marsoberfläche ein. Die enge internationale Zusammenarbeit zeigt, wie europäische und US-amerikanische Forschungseinrichtungen gemeinsam grundlegende Fragen zur Geschichte des Mars bearbeiten: War der Planet einst lebensfreundlich? Und finden sich Spuren früher biologischer Aktivität? Was können wir für zukünftige astronautische Marsmissionen lernen?

Stetig und beharrlich unterwegs – Perseverance auf dem Mars
Perseverance heißt Beharrlichkeit. Ein Name, der passt. In den Jahren auf der Marsoberfläche hat der Rover schon vier wissenschaftliche Kampagnen vollständig abgeschlossen und befindet sich in seiner fünften. Er hat mehr als 40 Kilometer zurückgelegt und über 30 Gesteins-, Regolith- und Atmosphärenproben gesammelt. Vor allem hat der Rover den Sedimentfächer eines ehemaligen Flussdeltas untersucht – eine geologische Umgebung, die besonders vielversprechend für die Suche nach Spuren früheren mikrobiellen Lebens auf dem Roten Planeten ist. Perseverance erkundete außerdem den vulkanischen Kraterboden, dann die Sedimente des Flussdeltas und befindet sich gegenwärtig hinter dem Kraterrand von Jezero. Dort gibt es wieder ganz anderes Gestein, das aus der tiefen Kruste des Mars bei der Entstehung des Kraters vor 3,9 Milliarden Jahren nach oben geschleudert wurde. Seit fünf Jahren überträgt Perseverance außerdem regelmäßig hochauflösende Bild-, Spektral- und Umweltdaten vom Mars zur Erde.

Aktivitäten des Rovers im Überblick

• 33 Proben gesammelt (Gestein, Regolith und Atmosphärengase)
• Zurückgelegte Strecke: von der Landestelle auf dem Kraterboden über die Sediment-Fächer des Jezero-Deltas, das Jezero-Ufergebiet und den Kraterrand bis in die Region Nili Planum
• Untersuchung der geologischen Geschichte des Mars
• Dokumentation des Klimas
• Bereitstellung der Datenbasis für grundlegende Erkenntnisse über die dynamischen Ursprünge, die Entwicklung und die Bewohnbarkeit eines terrestrischen Planeten wie dem Mars
• Erfolgreiche Demonstration der Sauerstoff-Gewinnung durch Spaltung von Kohlenstoff-Dioxidmolekülen aus der Marsatmosphäre

Bereits die Landung 2021 war eine technische Meisterleistung: Nach einem siebenminütigen Abbremsmanöver durch die Marsatmosphäre setzte das Landemodul den fast tonnenschweren Rover Perseverance zehn Meter über der Oberfläche an Nylonseilen sanft auf den Marsboden ab. Das gleiche Landemanöver wurde bereits 2012 bei der Landung des Rovers Curiosity („Neugierde“) erfolgreich durchgeführt.

Die große Frage: Beherbergte der Mars einst Leben?

Die nun anstehenden Schritte – zum Beispiel die gegenwärtig zwar ausgesetzte, aber technisch immer noch mögliche Rückführung ausgewählter Proben zur Erde – können die Klärung dieser und weiterer Fragen in den kommenden Jahren weiter voranbringen. Schon vor Ort konnte Perseverance an mindestens einer Stelle einen Hinweis auf mögliche Biosignaturen finden. Dieser kann allerdings nur durch die Untersuchung der an dieser Stelle erbohrten beiden Gesteinsproben auf der Erde verifiziert werden.

Ein besonderes Highlight der fünf Missionsjahre war die Untersuchung eines Felsens mit dem Spitznamen „Cheyava Falls“. Die Untersuchung lieferte einen der bisher stärksten Hinweise auf potenzielles, früheres mikrobielles Leben auf dem Roten Planeten: Der Felsen enthält ein Muster an hellen, von schwarzen, eisen- und phosphathaltigen Rändern umgebenen Flecken aus Kalziumsulfat, die an ein Leopardenfell erinnern. Diese Stoffe deuten auf chemische Reaktionen in einer wässrigen Umgebung hin, die vor Milliarden von Jahren mikrobielles Leben ermöglicht haben könnten. Die Flecken sind wahrscheinlich das Ergebnis von chemischen Prozessen, bei denen das Eisenmineral Hämatit in verwitterten Schichten umgewandelt wurde. Solche Reaktionen und Muster kennt man auch auf der Erde. Dort interpretiert man sie meist als versteinerte Überreste von Mikroorganismen. Obwohl sie als eine der stärksten Biosignaturen gelten, die je auf dem Mars gefunden wurden, ist dies kein definitiver Beweis für Leben. Die Flecken könnten auch durch rein geologische, nicht-biologische Prozesse entstanden sein.

Das DLR ist im internationalen Missionsteam von Mars 2020 und Rover Perseverance vertreten. So ist das DLR-Institut für Weltraumforschung in Berlin maßgeblich an der taktischen und strategischen Planung von Aufnahmen mit dem Kamerasystem Mastcam-Z beteiligt. Zudem wirken die Expertinnen und Experten an der wissenschaftlichen Auswertung und Prozessierung der Bilddaten mit. In die Bildverarbeitung fließen Erfahrungen aus Missionen wie zum Beispiel Mars Express, Dawn oder dem Lander MASCOT an Bord von Hayabusa2 ein. Diese Expertise ermöglicht es, dreidimensionale Geländemodelle zu erstellen, geologische Strukturen präzise zu analysieren und geeignete geografische Ziele für weiterführende Untersuchungen auszuwählen.

Darüber hinaus ist das Berliner DLR-Institut am operationellen Betrieb und an der Analyse von Messungen des Instruments SuperCam beteiligt – das mit der darunter angebrachten Mastcam-Z am Mastkopf von Perseverance sozusagen das „Gesicht des Rovers“ bildet. SuperCam nutzt verschiedene spektroskopische Methoden zur Analyse des Marsbodens, wobei zwei dieser Methoden einen gepulsten Laser zur Anregung verschiedener physikalischer Phänomene nutzen. Hinzu kommt die sogenannte passive Reflektions-Spektroskopie. Die verschiedenen rein optischen Methoden erlauben es, dass das SuperCam-Instrument Stellen im Abstand von mehreren Metern um den Rover herum geochemisch und mineralogisch analysiert.

Mastcam-Z verschafft 3D-Blick auf eine uralte Flusslandschaft des Mars
Mastcam-Z ist das hochauflösende, zoombare (daher das „Z“ im Namen) Kamerasystem des Rovers. Es befindet sich am Mast in etwa zwei Metern Höhe über dem Marsboden – vergleichbar mit der Augenhöhe eines stehenden Menschen – und besteht aus zwei Kameras im Abstand von 24,2 Zentimetern, die stereoskopische 3D-Aufnahmen ermöglichen. Das System liefert Panorama-Farbbilder, Videos und detailreiche Nahaufnahmen mit einer maximalen Auflösung von 1.600 mal 1.200 Pixel. Je nach Entfernung können Strukturen im Submillimeterbereich sichtbar gemacht werden. Die Zoomfunktion erlaubt es, auch weiter entfernte geologische Ziele präzise zu untersuchen. Für zusätzliche wissenschaftliche Untersuchungen verfügen die beiden Mastcam-Z-Kameras jeweils über ein Filterrad hinter der Optik. Die multispektralen Bilder helfen der Forschung dabei, die Marslandschaft auf die Vielfalt ihrer Zusammensetzung hin zu untersuchen. Die vom DLR mitverantwortete Planung der Bildsequenzen ist entscheidend, um wissenschaftlich relevante Strukturen im ehemaligen Flussdelta des Jezero-Kraters systematisch zu dokumentieren.

SuperCam – chemische und mineralogische Analyse per Laser
Die SuperCam, das „Zyklopenauge“ von Perseverance, kombiniert Kamera, Laser und mehrere Messprinzipien, um die chemische und mineralogische Zusammensetzung von Gesteinen und Böden zu bestimmen. Selbst aus einer Entfernung von über sieben Metern kann das Instrument Material analysieren, das nur wenige Millimeter groß ist.
Die vom Rover gewonnenen Daten geben Aufschluss über Entstehungsbedingungen und mögliche biologische Signaturen. DLR-Expertinnen und -Experten sind an der Erfassung und Auswertung der Spektraldaten beteiligt und tragen dazu bei, die untersuchten Stellen auf dem Mars umfangreich zu charakterisieren, vielversprechende Stellen für Aufnahmen von Bodenproben auszuwählen und diese mit möglichst vielen In-situ-Daten in Kontext zu setzen. Das DLR-Team in Berlin hat einzigartige Laborexperimente aufgebaut, die es erlauben, insbesondere die Marsdaten der SuperCam besser zu verstehen und auszuwerten.

MEDA – eine mobile Wetterstation auf dem Mars
Außerdem unterstützt das DLR bei der Kalibrierung von Sensoren und auch der Datenauswertung des Mars Environmental Dynamics Analyzers (MEDA), der das Marswetter erfasst. Mit MEDA verfügt Perseverance über eine umfassende Umweltmessstation. Sensoren an Mast und Rumpf des Rovers erfassen Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit sowie Eigenschaften von Staubpartikeln in der Atmosphäre des Roten Planeten. Die kontinuierlichen Messungen liefern einen regelmäßigen „Mars-Wetterbericht“ aus dem Jezero-Krater. Das DLR-Institut für Weltraumforschung ist an der Kalibrierung einzelner Sensoren sowie an der wissenschaftlichen Analyse der Daten beteiligt. Diese Informationen sind nicht nur für das Verständnis des heutigen Klimas wichtig, sondern auch für die Planung weiterer Missionen – etwa im Hinblick auf Staubbelastung und andere atmosphärische Bedingungen, denen zukünftige Rover und auch Menschen auf der Marsoberfläche ausgesetzt sein werden.

Heimat und Arbeitsort des Rovers im Blick von Mars Express
Bereits vor der Landung von Perseverance hat die ESA-Raumsonde Mars Express – an der das DLR mit der hochauflösenden Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) beteiligt ist – Aufnahmen und digitale Geländemodelle des Jezero-Kraters geliefert. Die HRSC an Bord von Mars Express kartierte die Region dreidimensional und dokumentierte das verzweigte Kanalsystem des ehemaligen Flussdeltas. Diese Daten aus der Umlaufbahn des Mars-Express-Orbiters lieferten im Vorfeld der Mission Mars 2020 wichtige geologische Informationen zur Auswahl des Landegebiets für Perseverance und bilden bis heute den großräumigen Kontext für die Untersuchungen durch den Rover vor Ort.

Ein Video mit einem simulierten Überflug über den Krater Jezero auf dem Mars ist in der Originalveröffentlichung auf der Seite des DLR verfügbar (bitte nach unten scrollen): Flug über den Krater Jezero – Landestelle der Mission Mars 2020

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• Rover Perseverance (Mars 2020) – Missionsphase auf dem Mars

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Quelle: Universität Bayreuth 23. Juni 2023.

Um „Von Funkverbindungen durch Sonnenstürme und geheimnisvolle Codes“ geht es bei der zweiten KinderUni-Vorlesung in diesem Jahr. Am Mittwoch, 28. Juni 2023, wird der Wirtschaftsmathematiker Prof. Dr. Sascha Kurz unter anderem die Frage beantworten, wie man einen Mars-Rover durch Sonnenstürme steuern kann oder wie geheimnisvolle Codes Fehler in Nachrichten erkennen.

Professor*innen der Universität Bayreuth haben für die KinderUni Vorträge speziell für Kinder zwischen 7 und 12 Jahren konzipiert, die alles andere als langweilig sind. Mit vielen Experimenten und Mitmachkomponenten bringen sie den Kindern wissenschaftliche Themen näher und vermitteln Wissen auf hohem Niveau. Sie wollen die Begeisterung der Kinder für wissenschaftliche Themen wecken – am 28. Juni beispielsweise für Wirtschaftsmathematik, das Fachgebiet von Prof. Dr. Sascha Kurz.

Eltern müssen bei der KinderUni draußen bleiben. Für sie gibt es ein nicht weniger interessantes Begleitprogramm. Ab 17.20 Uhr wird Prof. Dr. Stefan Schafföner, Keramische Werkstoffe, im Nachbargebäude Naturwissenschaften I, Hörsaal H 13, für Eltern einen Vortrag halten. Sein Thema: „Ein Knoten in der Keramik – geht diese nicht kaputt?“. Alternativ gibt es noch eine Elternführung. Prof. Dr. Hans Keppler wird durch die Hochdrucklabore des Bayerischen Geoinstituts führen. Seiner Führung hat er den Titel „Ein Blick ins tiefe Erdinnere“ gegeben.

Datum/Zeit/Ort:
Mittwoch, 28. Juni 2023, von 17.15 bis 18.00 Uhr.
Audimax, Universität Bayreuth

Weitere Infos und Programm:
https://www.uni-bayreuth.de/kinderuni

Anfahrt, Anmeldung und Eintritt:
Der Eintritt zur KinderUni ist frei, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Die Busfahrt zur KinderUni ist kostenlos. Als Fahrkarte gilt der Flyer der KinderUni.

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Quelle: Universität Bayreuth 8. Mai 2023.

8. Mai 2023 – Die Kinder haben an die 3.000 Stimmen vergeben und ihre vier Wunschthemen ausgewählt: Diesmal wird es bei der KinderUni um Hexenkessel, Sonnenstürme, Sport ist Mord? und aufräumende Roboter gehen.

Die KinderUni richtet sich an Schüler*innen der 2. bis 6. Jahrgangsstufe aller Schularten. Start ist am 21. Juni 2023. An der Universität Bayreuth hat die KinderUni Tradition: Schon seit 2007 findet sie statt, stets mit actionreichen Vorträgen und einer großen Themenauswahl. Die KinderUni will die Neugierde von Kindern aufgreifen und ihnen Wissen auf hohem Niveau mit Freude vermitteln, die Begeisterung der Kinder für wissenschaftliche Fragestellungen wecken, einen neuen Bildungsort für Kinder in der Region erschließen und allen Kindern Zugang zu außerschulischer Bildung ermöglichen.

Datum/Zeit/Ort: 21. Juni, 28. Juni, 5. Juli, 12. Juli, 17.15 – 18.00 Uhr, Audimax, Campus der Uni Bayreuth. Der Eintritt ist frei, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Eltern müssen jedoch draußen bleiben, für sie gibt es ein attraktives Begleitprogramm.

Das sind die ausgewählten Vorträge der KinderUni 2023:

Termin: 21. Juni 2023, 17.15 Uhr
Kinder-Vortrag: Chemische Experimente aus dem kleinsten Hexenkessel der Welt
Prof. Dr. Anna Schenk, Physikalische Chemie
Mit spannenden Experimenten tauchen wir ein in die Welt von winzig kleinen Nano-Teilchen mit verrückten Eigenschaften. Zwar sind diese „Zwergen“-Teilchen für das menschliche Auge unsichtbar, doch begegnen sie uns im Alltag überall. Wir werden in unserem „Hexenkessel“ Nano-Teilchen selbst herstellen und Gold in allen Farben erstrahlen lassen. Außerdem wollen wir die winzigen Teilchen sichtbar machen und die geheimnisvollen Kräfte ergründen, die im Nano-Kosmos wirken.

Termin: 28. Juni 2023, 17.15 Uhr
Kinder-Vortrag: Von Funkverbindungen durch Sonnenstürme und geheimnisvollen Codes
Prof. Dr. Sascha Kurz, Wirtschaftsmathematik
Wie kann man einen Mars-Rover steuern, wenn Sonnenstürme die Funkverbindung stören? Wie können Astronauten über tausende Kilometer Entfernung mit der Erde sprechen? Warum kann man eine CD noch hören, auch wenn kleine Kratzer darauf sind? Was „liest“ der Scanner an der Supermarktkasse eigentlich? Ihr werdet sehen, wie geheimnisvolle Codes und ein bisschen Mathe helfen können, Fehler in Nachrichten zu erkennen bzw. sogar zu korrigieren.

Termin: 5. Juli 2023, 17.15 Uhr
Kinder-Vortrag: Sport ist Mord? Wie sich Bewegung auf deinen Körper auswirkt
Prof. Dr. Othmar Moser, Exercise Physiology and Metabolism
In diesem Vortrag werden wir besprechen, warum Menschen, die regelmäßig Sport machen, nicht früher sterben, sondern im Gegenteil, länger leben. Zugleich werden wir diskutieren, ob es bald eine Tablette geben kann, die den Sport ersetzen wird nach dem Motto: ich schaue fern und bewege mich nicht, nehme eine Tablette und mein Körper „glaubt“ Sport zu treiben.

Termin: 12. Juli 2023, 17.15 Uhr
Kinder-Vortrag: Nie wieder aufräumen! – Robbie macht´s
Prof. Dr. Nicola Bilstein, Marketing & Dienstleistungsmanagement
Sollte ein Roboter dein Zimmer aufräumen? Wie kannst du entscheiden, ob er das gut gemacht hat? Was passiert, wenn der Roboter einen Fehler macht? Wann ist Zimmeraufräumen eine Dienstleistung und warum bist du in deinem Alltag ständig von Dienstleistungen umgeben, zum Beispiel wenn du mit dem Bus zur Schule fährst, per Handy mit Freunden telefonierst, bei TikTok postest oder zum Arzt gehst?

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„Im Weltall hört niemand dich schreien.“ Das stimmt natürlich nur, wenn entweder das Mikrofon im Helm kaputt ist oder man den Helm gleich ganz vergessen hat. Allerdings gibt es außer der Erde auch keinen anderen Himmelskörper im Sonnensystem, den Menschen ohne Helm betreten sollten. Schall gibt es trotzdem längst nicht nur bei uns. Definitiv nicht.

In dieser Folge von AstroGeo erklingen extraterrestrische Klänge. Karl erzählt von all den Versuchen, überhaupt Mikrofone auf fernen Welten zum Einsatz zu bringen. Die Venus und der Saturnmond Titan waren die ersten, auf denen dies gelang. Der häufig von Sonden besuchte Mars blieb überraschend lange unbelauscht. Das klappte erst mit dem neusten NASA-Rover Perseverance, dessen Mikrofone sogleich fantastische Geräusche aufnahmen. Die Marsforschung ist um einen Sinn reicher geworden.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban alle regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf iTunes oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist der Podcast von Die Weltraumreporter, einem Magazin der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement die Weltraumreporter für 3,49 Euro pro Monat oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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• Rover Perseverance (Mars 2020)
• Planet Mars
• AstroGeo Podcast

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Quelle: DLR.

1. April 2022. NASA’s Mars-Rover Perseverance brachte mit der Landung am 18. Februar 2021 zum ersten Mal zwei funktionierende Mikrofone auf den Roten Planeten. Nun ist im Wissenschaftsmagazin Nature eine neue Studie erschienen. Sie zeigt anhand von Ton-Aufnahmen des Rovers, dass die Schallgeschwindigkeit auf dem Mars langsamer ist als auf der Erde. Meist herrscht dort eine tiefe Stille, nur unterbrochen vom Brummen und Klicken der Instrumente des Rovers im leichten Marswind, dem Surren der Rotoren des Marshubschraubers oder dem Knall des Plasmas, das der SuperCam-Laser bei der Marsboden-Analyse erzeugt. An der Untersuchung des Plasmaknalls ist auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) beteiligt.

„Mit der Schlierentechnik konnten wir die Schallwellen der erzeugten Plasmen im Labor unter Mars-analogen Bedingungen sichtbar machen, die bei der laser-induzierten Plasmaspektroskopie (LIBS, von engl. laser-induced breakdown spectroscopy) erzeugt werden. Uns interessiert dabei besonders, wie das akustische Signal zusammen mit dem Mikroplasma entsteht“, berichtet Dr. Susanne Schröder vom Berliner DLR-Institut für Optische Sensorsysteme. Der Laser von SuperCam, der kleine Mengen von Gestein über Entfernungen von mehreren Metern verdampft, um ihre Zusammensetzung zu untersuchen, lässt kleine Plasmen entstehen. Diese erzeugen ein hohes Geräusch über zwei Kilohertz. „Die LIBS-Messungen werden in verschiedenen Entfernungen vom Rover durchgeführt, sodass der vom Plasma erzeugte Knall eine gute Quelle zur Untersuchung der Schallgeschwindigkeit ist. Dabei zeigte sich: Für den Schall auf dem Roten Planeten existieren zwei unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten für Frequenzen unter 240 Hz und für Frequenzen über 240 Hz. „Der Schall wird außerdem stark gedämpft, sodass nach wenigen Metern kaum noch ein Tonsignal zu vernehmen ist“, erklärt Schröder.

Nach acht Metern (fast) nur noch Stille

Auf der Erde breiten sich Geräusche normalerweise mit etwa 340 Metern pro Sekunde aus. Aber auf dem Mars bewegen sich tiefe Töne mit nur 240 Metern pro Sekunde, während sich höhere Töne etwas schneller mit 250 Metern pro Sekunde ausbreiten. Die beiden Schallgeschwindigkeiten sind eine Folge der dünnen Kohlendioxidatmosphäre auf dem Mars. Physikalisch wurde erwartet, dass eine kalte, dünne CO₂-Atmosphäre die Schallgeschwindigkeit in dieser Art beeinflusst, aber nun konnten die Forschenden dieses Phänomen erstmals tatsächlich beobachten. Ein weiterer Effekt der dünnen Atmosphäre: Geräusche werden nur über eine kurze Strecke übertragen, und hohe Töne breiten sich fast gar nicht aus. Auf der Erde kann der Schall nach etwa 65 Metern abfallen, auf dem Mars dagegen schon nach acht Metern, wobei die hohen Töne in dieser Entfernung völlig verloren gehen. Nichtsdestotrotz gelang es dem Mikrofon-Team, das tiefe Surren des Mars-Helikopters Ingenuity sogar noch aus einer Entfernung von 80 Metern zu detektieren.

Die meisten Geräusche der nun vorliegenden Nature-Studie wurden mit dem Mikrofon von SuperCam aufgezeichnet, das am Kopf des Rovers angebracht ist. Die ersten Audioaufnahmen vom Mars beinhalten verschiedene natürliche sowie vom Rover selbst erzeugte Klänge: Neben Geräuschen der laserinduzierten Plasmaspektroskopie des Instruments SuperCam konnte das Mikrofon auch mechanische Geräusche von Perseverance und vom bereits erwähnten Mars-Helikopter Ingenuity aufnehmen. Seine Rotoren drehen sich mit 2.500 Umdrehungen pro Minute und erzeugen einen unverwechselbaren, tiefen Ton mit 84 Hertz. Ebenso lauschten die Forschenden dem Wind und Turbulenzen. Insgesamt wurden 4 Stunden und 40 Minuten Marsgeräusche analysiert in einem Frequenzbereich von 20 Hz bis 50 kHz.

Im Herbst wird es lauter

„Das ist eine neue Art der Untersuchung, die wir auf dem Mars noch nie angewandt haben“, sagt Sylvestre Maurice, Astrophysiker an der Universität von Toulouse in Frankreich und Hauptautor der Studie. Eines der auffälligsten Merkmale der Tonaufnahmen ist die Stille, die auf dem Mars zu herrschen scheint. „Irgendwann dachten wir, das Mikrofon sei kaputt, so still war es“, ergänzt Maurice. Auch das ist eine Folge der dünnen Marsatmosphäre. Da sich der Druck mit den Jahreszeiten auf dem Mars ändert, könnte der sich anbahnende Herbst auf dem Roten Planeten lauter werden.

Die Untersuchung der von den Mikrofonen des Rovers aufgezeichneten Geräusche gibt nicht nur Aufschluss über die Details der Marsatmosphäre, sondern hilft den Wissenschaftlerinnen und Ingenieuren auch, den Zustand und die Funktionsweise der zahlreichen Instrumente des Rovers zu beurteilen, so wie man beim Autofahren ein störendes Geräusch wahrnehmen könnte.

Bereits frühere Marsmissionen der NASA vor Perseverance hatten das Ziel, Geräusche auf dem Roten Planeten aufzuzeichnen, scheiterten aber. Das Mikrofon auf dem Mars Polar Lander ging beim Eintritt in die Marsatmosphäre verloren, und das Mikrofon auf der Raumsonde Phoenix hatte technische Probleme.

Originalveröffentlichung:
Sylvestre Maurice et al.: In Situ Recordings of Mars Soundscape, zur Veröffentlichung in Nature, Ausgabe vom 1. April 2022. (Beiträge des DLR-Instituts für Optische Sensorsysteme zu den im Paper vorgestellten Forschungsergebnissen sind im Rahmen der Masterarbeit „Laboratory Studies on Laser-Induced Shock Waves for LIBS Measurements on Mars“ von Fabian Seel entstanden.)

Das DLR bei der NASA-Mission Mars 2020

Das DLR ist im Wissenschaftsteam der NASA Mission Mars 2020 mehrfach vertreten. Schwerpunkte sind dabei die Analyse von Messungen mit dem Spektrometer SuperCam, die wissenschaftliche Auswertung und Prozessierung der Daten des Kamera-Experiments MASTCAM-Z sowie die Kalibrierung der Feuchtesensoren und der Datenanalyse des MEDA-Instruments.

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• Rover Perseverance (Mars 2020) – Missionsphase auf dem Mars

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Quelle: ESA.

Das gemeinsame Projektteam von ESA und Roskosmos hat eine Bewertung aller für die Freigabe des Starts erforderlichen Tätigkeiten vorgenommen, um die Risiken und den Zeitplan zu analysieren. Unter gebührender Berücksichtigung der Empfehlungen des europäischen und des russischen Generalinspektors sind ExoMars-Experten zu dem Schluss gelangt, dass die Tests, die erforderlich sind, um alle Bestandteile des Raumfahrzeugs für das Mars-Abenteuer fit zu machen, mehr Zeit erfordern werden.

Hauptziel der Mission ist es, festzustellen, ob es jemals Leben auf dem Mars gegeben hat, und die Geschichte des Wasservorkommens auf diesem Planeten besser nachvollziehen zu können. Der nach Rosalind Franklin benannte ExoMars-Rover ist mit einem Bohrer zur Erforschung der Schichten unter der Marsoberfläche und einem Minilabor für die Suche nach Spuren von Leben ausgerüstet, das in einem Ultrareinbereich untergebracht ist.

Die Leiter der ESA und von Roskosmos, Jan Wörner und Dmitri Rogosin, sind in einer eigens anberaumten Sitzung übereingekommen, dass weitere Tests an dem Raumfahrzeug mit der endgültigen Hardware und Software erforderlich sind. Außerdem mussten die Parteien einräumen, dass die Schlussphase der ExoMars-Tätigkeiten durch die allgemeine Verschlechterung der Epidemiesituation in mehreren europäischen Ländern beeinträchtigt wird.

„Wir haben die schwierige, aber sorgsam abgewogene Entscheidung getroffen, den Start auf 2022 zu verschieben. Dies ist in erster Linie auf die Notwendigkeit, die Robustheit sämtlicher ExoMars-Systeme zu maximieren, sowie auf die durch die Verschärfung der Epidemiesituation in Europa verursachten Umstände höherer Gewalt zurückzuführen, die unseren Experten praktisch keine Möglichkeit mehr geben, Partnerunternehmen aufzusuchen. Ich bin zuversichtlich, dass die Schritte, die wir und unsere europäischen Kollegen unternehmen, um den Erfolg der Mission zu gewährleisten, gerechtfertigt sind und ohne Zweifel nur positive Ergebnisse für die Durchführung der Mission bringen werden“, erklärte Dmitri Rogosin.

„Wir wollen sicherstellen, dass wir zu 100 % für eine erfolgreiche Mission gerüstet sind. Wir dürfen uns keinerlei Fehlermarge gestatten. Zusätzliche Überprüfungen werden einen sicheren Flug und die besten wissenschaftlichen Ergebnisse auf dem Mars gewährleisten“, sagte Jan Wörner.

„Ich möchte den Industrieteams danken, die seit fast einem Jahr rund um die Uhr daran arbeiten, die Montage und die Umgebungstests für das Raumfahrzeug als Ganzes zum Abschluss zu bringen. Wir sind sehr zufrieden mit der geleisteten Arbeit, dank der ein einzigartiges Projekt Realität geworden ist, und wir verfügen über solide Kenntnisse, um die verbleibenden Arbeiten so schnell wie möglich abzuschließen.“

Bislang wurde das gesamte für den Start von ExoMars erforderliche Fluggerät in das Raumfahrzeug integriert. Die Landeplattform Kasaschok ist mit dreizehn wissenschaftlichen Instrumenten voll ausgerüstet, und der Rover Rosalind Franklin mit seinen neun Instrumenten hat kürzlich in Frankreich letzte Thermal- und Vakuumtests bestanden. 

Die jüngsten dynamischen Extraktionstests für die ExoMars-Fallschirme im Jet Propulsion Laboratory der NASA wurden erfolgreich abgeschlossen, und die Hauptfallschirme sind bereit für die beiden letzten Falltests aus großer Höhe im US-Bundesstaat Oregon im März.

Beim Abstiegsmodul erfolgte im vergangenen Monat die Qualifizierung des Antriebssystems. Das Abstiegsmodul und die Landeplattform wurden in Cannes Umgebungstests unterzogen, um sicherzugehen, dass das Raumfahrzeug für die rauen Bedingungen des Weltraums auf seiner Reise zum Mars gewappnet ist.

Der neue Zeitplan sieht einen Start zwischen August und Oktober 2022 vor. Aufgrund der Himmelsmechanik gibt es nur alle zwei Jahre relativ kurze Startfenster von jeweils 10 Tagen, in denen der Mars von der Erde aus erreicht werden kann.

ExoMars ist die erste Mission, die in Tiefen von bis zu zwei Metern unterhalb der Marsoberfläche, wo biologische Indizien für Leben einzigartig gut erhalten sein könnten, nach Spuren von Leben suchen wird. 

Über ExoMars

Das Programm ExoMars ist ein gemeinsames Vorhaben der staatlichen Korporation Roscosmos und der ESA. Es umfasst neben der Mission 2022 auch den 2016 gestarteten Spurengas-Orbiter. Dieser liefert bereits mit seinen eigenen russischen und europäischen Instrumenten erzielte wissenschaftliche Ergebnisse von großer Bedeutung und übermittelt darüber hinaus Daten des Mars-Rovers Curiosity und des InSight-Landegeräts der NASA. Er wird ferner die Daten der ExoMars-Mission 2022 weiterleiten, sobald das Raumfahrzeug den Mars erreicht.

Über die ESA

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA), Europas Tor zum Weltraum, ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und anderswo zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik, Ungarn und das Vereinigte Königreich. Slowenien ist assoziiertes Mitglied.

Außerdem arbeitet die ESA förmlich mit sieben EU-Mitgliedstaaten zusammen. Im Rahmen eines Kooperationsabkommens nimmt auch Kanada an bestimmten ESA-Programmen teil.

Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit EUMETSAT bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.

Die ESA entwickelt Raumfahrzeugträger, Satelliten und Bodenanlagen, um sicherzustellen, dass Europa bei Raumfahrtvorhaben weltweit an der Spitze bleibt.

Sie entwickelt und startet Erdbeobachtungs-, Navigations-, Telekommunikations- und Astronomiesatelliten, schickt Raumsonden in entlegene Regionen des Sonnensystems und beteiligt sich an der bemannten Exploration des Weltraums. Außerdem führt sie ein umfangreiches Anwendungsprogramm zur Entwicklung von Erdbeobachtungs-, Navigations- und Telekommunikationsdiensten durch.

Mehr über die ESA: www.esa.int 

Über Roskosmos

Das Staatsunternehmen für Weltraumtätigkeit wurde 2015 mit dem Ziel gegründet, eine umfassende Reform der russischen Raumfahrtindustrie durchzuführen.

Sie setzt nationale Politik in Raumfahrttätigkeiten um und kümmert sich um deren rechtliche Regelung; ferner sorgt sie für die Einbindung der Industrie in die Entwicklung von Raumfahrttechnik und den Ausbau der Infrastruktur. Die Korporation ist außerdem für die Entwicklung internationaler Zusammenarbeit in der Raumfahrt und die Nutzung der Vorteile von Weltraumtätigkeiten für die sozioökonomische Entwicklung Russlands verantwortlich. 

Roskosmos umfasst mehr als 90 Unternehmen in ganz Russland mit insgesamt knapp 200 000 Beschäftigten.

Mehr über Roskosmos: Roskosmos

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Quelle: IAC 2018, JAXA.

Die Unterzeichnung erfolgte im Lichte der erfolgreichen Mission des Asteroidenlanders MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), den die Japanische Agentur für Luft- und Raumfahrtforschung (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA) an Bord ihrer Sonde Hayabusa 2 für das Französische nationale Raumfahrtzentrum (Centre national d’études spatiales, CNES) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zum Asteroiden Ryugu gebracht hatte.

Passend zur Bezeichnung MMX (Martian Moons eXploration) will man unter der Führung der JAXA eine Mission vorbereiten, die das Ziel hat, die Marsmonde Phobos und Deimos zu untersuchen, Lander auf ihnen abzusetzen und Proben zur Erde zurückzubringen. Den für MMX vorgesehenen Rover zur Vorerkundung sollen CNES und DLR beisteuern.

Der MMX-Rover soll vor dem Lander mit der Hardware für die Probenrückführung abgesetzt werden. Ihm kommt nämlich eine wichtige Aufgabe zu: Um die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Probenentnahme und die Chance auf relvante wissenschaftliche Ergebnisse zu vergrößern, soll der Rover eine detaillierte Vorerkundung des Regoliths auf der Oberfläche von Phobos oder Deimos durchführen. Auf welchem der Monde man schließlich landen möchte, wird derzeit noch untersucht. Die Menge des zurückzuführenden Materials steht aber fest: Mindestems 10, im Idealfall 100 Gramm Material aus einer Tiefe von rund 10 cm sind einzusammeln.

Im Gegensatz zu MASCOT, dessen chemische Primärzellen seine aktive Lebensdauer auf etwa einen Tag begrenzten (MASCOT arbeitete auf Ryugu schließlich ~17 Stunden), ist für den MMX-Rover eine Versorgung mit elektrischer Energie durch Solarzellen vorgesehen. Die Auslegung will man derart gestalten, dass der Rover mehrere Monate aktiv und mobil sein kann.

Die in Bremen am 3. Oktober 2018 getroffene Vereinbarung unterzeichneten für die JAXA deren Präsident Hiroshi Yamakawa, für das CNES dessen Präsident Jean-Yves Le Gall, sowie die DLR-Vorstandsvorsitzende Pascale Ehrenfreund, außerdem das DLR-Vorstandsmitglied Hansjörg Dittus, im Vorstand zuständig für den Bereich Raumfahrtforschung und -technologie.

Aus Frankreich kommt ein weiterer Beitrag für MMX. Das Infrarot-Spektrometer MacrOmega (Macroscopique Observatoire pour la Minéralogie, l’Eau, le Glaces et l’Activité) vom Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) in Orsay bei Paris ist laut seiner Bezeichnung ein makroskopisches Observatorium für Mineralorgie, Wasser, Eis und Aktivität. Es kann Emissionen im nahen Infrarot bis zu Wellenlängen von 4 µm erfassen. Gewonnene Daten können Informationen über die Verteilung von wasserhaltigen und organischen Substanzen auf einem Marsmond enthalten. Solche Informationen will man bei der Auswahl von zu beprobenden Stellen an der Oberfläche nutzen.

Auch die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) beteiligt sich an MMX. Sie will im Rahmen ihres Discovery Programms ein Neutronen- und Gammastrahlenspektrometer beisteuern. Das MEGANE für Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons genannte Instrument wird vom Labor für angewandte Physik (Applied Physics Laboratory, APL) der Johns Hopkins Universität (JHU) entwickelt. Es ist dafür gedacht, durch die Bestimmung der Energien von vom Mond Phobos ausgesandter Neutronen- und Gammastrahlung Schlüsse auf die chemische Zusammensetzung der Oberfläche von Phobos zu ermöglichen. So gewonnene Daten will man mit denen, die man bei der Untersuchung zurückgeführter Bodenproben gewinnen kann, vergleichen.

Aus Japan kommt der Circum-Martian Dust Monitor (CMDSM). Das Instrument zur Bestimmung der Häufigkeit von Staubpartikeln >= 10 µm entsteht unter der Leitung des Zentrums für Planetenforschung des Chiba-Instituts für Technologie. Die selbe Einrichtung bereitet auch einen Laserentfernungs- und Geschwindigkeitsmesser vor. Der LIDAR (Light Detection and Ranging) ist dafür gedacht, Daten zur Oberflächenstruktur und den Rückstrahleigenschaften (Albedo) von Marsmonden zu liefern.

Die private japanische Rikkyō-Universität stellt ein im Bereich des sichtbaren Lichts arbeitendes Weitwinkelkamerasystem (Wide Angle Multiband Camera, WAM) namens OROCHI. OROCHI steht für Optical RadiOmeter composed of CHromatic Imagers. Die Arbeitsfrequenzen der einzelnen bildgebenden Detektoren liegen bei 390 nm, 480 nm, 550 nm, 650 nm, 700 nm, 800 nm, und 950 nm, zusätzlich gibt es ein panchromatisches Sensorsystem. Das Kamerasystem soll die Topographie der Monde abbilden und Daten über die Materialzusammensetzung der Oberfläche liefen.

Ebenfalls von der Rikkyō-Universität kommt die Teleskopkamera (Telescopic Camera, TL) TENGOO mit einer Fokuslänge vom 950 mm. Entsprechend ihrer Bezeichnung TElescopic Nadir imager for GeOmOrphology kann die Kamera Oberflächennahaufnahmen erstellen. Dabei will man mit dem Ritchey-Chretien-Teleskop mit seinem 120-mm-Hauptspiegel und dem CCD-Sensor der Kamera eine räumliche Auflösung im Bereich von 40 cm erreichen, aus einem abgesenkten Orbit in 11 km sogar 13 cm. Die Nahaufnahmen sollen unter anderem bei der Auswahl von zu beprobenden Stellen helfen. Im Besonderen ist TENGOO der Suche nach jungen geologischen Strukturen gewidmet.

Die Universität Osaka arbeitet am Massenspektrometer MSA (Mass Spectrum Analyzer), das Ionen erfassen könnte, die entstehen, wenn Wasser ausgast. Von ihm erwartet man sich weitere Informationen zu Eisvorkommen auf Marsmonden, Verwitterungseffekten und dem Verlust von Atmosphärensubstanz.

Aktuelle Planungen sehen eine Ankunft des Orbiters und der an Bord befindlichen Landegeräte in einer Bahn um Mars im Jahr 2025 vor. Als Gesamtstartmasse werden aktuell rund 3.400 Kilogramm genannt, von denen laut JAXA rund 1.350 Kilogramm auf das Rückkehrgerät und 150 Kilogramm auf ein Forschungsmodul entfallen. Eine Rückkehr zur Erde ist derzeit für das Jahr 2029 geplant (bei Abflug vom Mars 2028). Die zu verwendende Rückkehrkapsel könnte eine Masse von rund 50 kg besitzen, sowie einen Durchmesser von 60 cm.

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• MMX Phobos Sample Return (JAXA)

Der Beitrag IAC 2018: JAXA, CNES, DLR wollen Marsmonde erforschen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Star-Light, Quelle: NASA .

Seit dem 4. Januar 2004 ist Opportunity auf dem Mars und hat schon so einiges überstanden. Gerade gilt es für den Rover, dessen ursprüngliche Einsatzdauer auf nur 90 Mars-Tage angesetzt war, im 15. Jahr seiner Mission auf dem roten Planeten eine neue Herausforderung zu meistern.

Ein planetarischer Staubsturm zwingt den Rover zu einer längeren Pause. Für die Wissenschaftler der NASA ist das nicht neu, schon 2007 gab es eine Unterbrechung durch einen Staubsturm. Allerdings veröffentlichte die NASA bereits Ende Juli 2018 ein Statement, dass der Staubsturm langsam nachlässt, aber noch ist der Rover stumm.

Durch Daten aus dem Orbit und vom Rover Curiosity, der für seine Stromversorgung nicht auf Sonnenenergie angewiesen ist, haben die Forscher der NASA eine Vorstellung vom Ausmaß der Verschleierung der Atmosphäre durch den Staubsturm. Sie können daher abschätzen wann der Rover wieder genügend Sonnenlicht bekommt, um über die Solarzellen die Akkumulatoren des Rovers laden zu können.

Das Ausmaß der Verschleierung wird in „Tau“ gemessen. Je kleiner der Tau-Wert ist, desto klarer ist die Atmosphäre. Ein durchschnittlicher Tau-Wert für den Standort von Opportunity auf dem Mars ist normalerweise 0,5. Die Forscher gehen davon aus, dass ein Wert von unter 2,0 notwendig ist, damit der Rover die Akkumulatoren wieder laden kann. Der letzte von Opportunity gemessene Wert war am 10. Juni 2018 10,8.
Man weiß, dass die Akkumulatoren des Rovers vor dem Sturm in recht gutem Zustand waren, so dass man zuversichtlich ist, dass sich der Rover wieder meldet.

Was kann man von der Erde aus tun?
Mehrmals pro Woche nutzen die Ingenieure das Deep Space Network (DSN) der NASA, um zu versuchen den Rover auf dem Mars zu „wecken“. Daneben durchsuchen Forscher des JPL (Jet Propulsion Laboratory) Radiosignale vom Mars nach Funksignalen des Rovers.

Wie reagiert der Rover auf dem Mars?
Der Rover kann auf Situationen wie sie der Staubsturm verursacht verschieden reagieren. Die Forscher der NASA sind auf folgende Szenarien vorbereitet:

• Der Rover versetzt sich in den Winterschlaf, da nicht mehr genug Sonnenlicht zum Laden der Akkumulatoren zur Verfügung steht. Dies ist der wahrscheinlichste Grund für den Kommunikationsausfall seit dem 10. Juli. Der Rover sollte selbständig erwachen, sobald wieder ausreichend Licht zur Verfügung steht.
• Seine Borduhr kann gestört sein, so dass der Rover nicht weiß wann es Zeit ist mit der Erde zu kommunizieren.
• Wenn der Rover lange Zeit nichts von der Erde gehört hat, kann es zu einem „Verbindungs-Fehler“ kommen. Eine Warnung, dass seine Kommunikationsausrüstung möglicherweise nicht funktioniert. Bei dieser Fehlermeldung beginnt Opportunity eine Diagnose seiner Systeme und versucht auf verschiedenen Wegen, mit der Erde zu kommunizieren.

Wenn sich der Rover wieder meldet, wird das Team der NASA erst einmal so viele Daten wie möglich über seinen Zustand sammeln, in der Hoffnung, daß er den Sturm gut überstanden hat. Dazu können mehrere Übertragungen vom Mars notwendig sein, bis ein vollständiges Bild vorliegt und man weiß, ob die Kapazität der Akkumulatoren z.B. durch eine möglicherweise zu tiefe Entladung abgenommen hat.

Bis sich der Rover meldet bleibt aber alles eine Spekulation. „Er hat sich als bemerkenswert widerstandsfähiger Rover erwiesen“, sagte NASA-Manager Jim Watzin. Raumfahrer Net drückt die Daumen.

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• Opportunity & Spirit

Der Beitrag Opportunity bitte melden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Star-Light, Quelle: NASA .

Im Sicherheitsmodus stellt der Rover (fast) alle Aktivitäten ein. Nur die unbedingt zum Weiterbetrieb notwendigen Funktionen bleiben aktiv und der Rover führt eine festgelegte Folge von Befehlen aus, um die Kommunikation wieder aufzunehmen. Seit 2013 war es das erste Mal, dass der Rover sich in den Sicherheitsmodus versetzte.

Die Betriebsmannschaft des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, hat den Rover dann schrittweise aus dem Sicherheitsmodus heraus geholt. Am 09. Juli konnte der Sicherheitsmodus des Rovers beendet werden und am 11. Juli nahm der Rover seine Forschungsaktivitäten wieder auf.

Am 26. November 2011 startete der Rover mit einer Atlas V (541) von Cape Canaveral aus zum Mars und landete dort erfolgreich am 6. August 2012. Der mit insgesamt 10 Instrumenten ausgestattete 900 kg schwere Rover sammelt Bodenproben und Bohrkerne. Diese untersucht er auf ihre organische Zusammensetzung. Alles mit dem Ziel festzustellen, ob auf dem Mars Umweltbedingungen existieren, oder in der Vergangenheit existiert haben könnten, die mikrobiologisches Leben ermöglichen. Bis heute hat der Rover mehr als 12 km auf der Marsoberfläche zurückgelegt.

Die Ursachenforschung ergab ein Problem mit der Bildübertragung an Bord. Der Fehler tritt aber offensichtlich nur in einem bestimmten Modus auf. Dabei können Kameradaten direkt in Dateien im Hauptcomputer geschrieben werden. Im wissenschaftlichen Betrieb wird dieser Modus normalerweise nicht genutzt, da zur Datenübertragung andere Mittel an Bord zur Verfügung stehen.

Der nächste Rover Mars 2020 soll die Erfolgsgeschichte mit sieben neuen Instrumenten im Jahre 2020 fortsetzen.

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MSL Rover Curiosity – Mission auf dem Mars

Der Beitrag Curiosity vorübergehend im Sicherheitsmodus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

In den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts entwarfen die auf die Erforschung des Mars spezialisierten Wissenschaftler der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA den Plan, eine aus zwei baugleichen Rovern bestehende Robotermission zu unserem äußeren Nachbarplaneten zu entsenden. Das primäre Ziel dieser Mission, so die gestellte Zielsetzung der NASA, sollte die Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten sein. Insbesondere sollten zu diesem Zweck die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung der Landestellen der beiden Rover untersucht werden.

In Anlehnung an ihre instrumentarische Ausstattung mit verschiedenen Spektrometern und diversen Kamerasystemen sowie einer Mikroskopkamera und einem Gesteinsbohrer zur direkten Untersuchung der Marsoberfläche werden die beiden Rover Spirit, dessen Mission allerdings bereits im Mai 2011 beendet wurde (Raumfahrer.net berichtete), und Opportunity auch als „Robotergeologen“ bezeichnet.

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

Trotz einer Vielzahl von zuvor nicht vorhersehbaren komplizierten Situationen und den daraus resultierenden Problemen, welche im Laufe der Jahre immer wieder die Fortsetzung der Opportunity-Mission in Frage stellten, war es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern, Ingenieuren und Rover-Drivern immer wieder möglich, die Funktionalität von Opportunity seit seiner am 25. Januar 2004 erfolgten Landung auf dem Mars aufrecht zu erhalten. Dabei gelang es den an der Mission beteilten Wissenschaftlern auch immer wieder, neue Daten zu sammeln, welche den Kenntnisstand der Menschheit über die Entwicklungsgeschichte unseres äußeren Nachbarplaneten ungemein erweiterten. Eine ausführliche Berichterstattung über die bisherigen Aktivitäten Opportunitys finden Sie auf einer entsprechenden Sonderseite von Raumfahrer.net.

Neben einer Vielzahl an wissenschaftlichen Erkenntnissen – unter anderem auch aufgrund der während dieser Untersuchungen gesammelten Daten gilt es mittlerweile zum Beispiel als gesichert, dass auf der Oberfläche des Mars vor Jahrmilliarden Wasser geflossen ist, welches dabei lange genug auftrat, um die auf der Marsoberfläche befindlichen Gesteine auch chemisch zu verändern – wurde der Rover Opportunity bereits im Juli 2014 zu dem neuen ‚Rekordhalter‘ für jenseits der Erde zurückgelegte Fahrten und die dabei überbrückten Distanzen.

Erst kürzlich stellte dieser Rover anschließend einen weiteren Rekord auf, welcher voraussichtlich wohl noch über Jahrzehnte hinweg Bestand haben wird. Mit einer Fahrt über 46,5 Meter erreichte der ‚Kilometerzähler‘ von Opportunity nach fast genau elf Jahren und zwei Monaten am 24. März 2015 einen Stand von 42.195 auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegten Metern, was der bei einem Marathonlauf zurückzulegenden Entfernung entspricht.

4.000 Sols
Der heutige Tag markiert dann auch in erster Linie keinen neuer Entfernungsrekord sondern steht vielmehr für den Zeitraum, den dieser Rover im aktiven Modus auf der Marsoberfläche verbracht hat. Der Marsrover Opportunity ist seit dem heutigen Tag seit mittlerweile genau 4.000 Sols – wie anfangs erwähnt wurden lediglich 90 Sols erwartet – auf dem Mars aktiv. Und erst vor wenigen Stunden in seinem Kontrollzentrum auf der Erde eingegangene Telemetriedaten zeigen jetzt, dass auch dieser Missionstag erfolgreich absolviert wurde.

Derzeit befindet sich der Marsrover Opportunity nach einer am 23. April 2015 erfolgten Fahrt am südlichen Rand des etwa 30 Meter durchmessenden Kraters „Spirit of St. Louis“. Hierbei handelt es sich um einen bereits älteren und dementsprechend stark erodierten Krater, der in den kommenden Tagen eingehender untersucht werden soll. Im Anschluss an diese Analysen soll dann die intensive Erkundung des benachbarten „Marathon Valley“ beginnen. Hierbei handelt es sich um ein zwar flaches, dafür aber auch relativ breites Tal, in dessen Inneren in den vergangenen Jahren durch das CRISM-Spektrometer des Mars Reconnaissance Orbiter (kurz MRO) der NASA erhöhte Konzentrationen von verschiedenen Tonmineralen und Schichtsilikaten registriert wurden, welche sich dort anscheinend auf engen Raum konzentrieren.

Durch die eingehende Untersuchung dieser Minerale, welche sich nur unter dem langfristigen Einfluss von Wasser mit einem nahezu neutralen pH-Wert gebildet haben können, und der Erforschung der allgemeinen geologischen Bedingungen in dieser Region erhoffen sich die an der Opportunity-Mission beteiligten Wissenschaftler in den kommenden Wochen und Monaten weitere Erkenntnisse über die Vorgänge, welche einstmals zu der Bildung dieser Tonminerale führten und über die Umweltbedingungen, die dabei vor Jahrmilliarden in diesem Bereich der Marsoberfläche vorherrschten.

Weiterhin Probleme mit dem Flash-Speicher
Im Jahr 2014 traten vermehrt Probleme mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers von Opportunity auf. Diese Probleme waren letztendlich so gravierend, dass der Rover seit dem Dezember 2014 auf diesen nichtflüchtigen Speicher verzichten musste. Dies hatte zur Folge, dass der Rover alle an einem ‚Arbeitstag‘ gesammelten Daten noch vor dem Einbruch der Marsnacht und dem dann beginnenden ‚Schlafmodus‘ an sein Kontrollzentrum übermitteln musste. Daten, welche nicht vor dem routinemäßig erfolgenden Wechsel in den nächtlichen Ruhemodus übertragen werden konnten, gingen dagegen beim Neustart des Computersystems am nächsten Tag unwiderruflich verloren.

Als für die Flashspeicher-Probleme verantwortliche Fehlerquelle wurde eine der insgesamt sieben Speicherbänke des Flash-Speichers identifiziert. Am 24. Februar 2015 wurde schließlich eine neue Softwareversion an den Rover überspielt, durch deren Einsatz diese Speicherbank in Zukunft dauerhaft außer Betrieb gesetzt wurde. Die von Opportunity bereits am 20. März an sein Kontrollzentrum am JPL übermittelte Telemetriewerte zeigten, dass die Übertragung des Softwareupgrades und der anschließend am 19. März erfolgte Reboot des Systems erfolgreich verlaufen ist. Seitdem steht dem Rover somit auch wieder der Flash-Speicher zur Verfügung.

Allerdings zeigte sich in den letzten Wochen, dass das Flash-Speicher-Problem entgegen den Hoffungen der beteiligten Mitarbeiter doch nicht gelöst ist, denn auch in den folgenden Wochen kam es mehrfach zu Aussetzern dieses Systems. Im Gegensatz zu früheren vergleichbaren Vorfällen erfolgte dabei jedoch kein kompletter Neustart des Systems. Der Rover konnte sein Programm somit ohne Unterbrechungen fortsetzen und es gingen keine wissenschaftlichen oder telemetrischen Daten verloren. Der Rover, so die Mitarbeiter des JPL, befindet sich nach wie vor in einem guten technischen Zustand.

In den letzten Tagen wurde deshalb die eingehende Untersuchung der Umgebung des Kraters „Spirit of St. Louis“ fortgesetzt. Erst vor wenigen Stunden erfolgte dabei eine Umpositionierung des Rovers. Durch eine Fahrt über etwa fünf Meter gelangte ein neuer Oberflächenbereich in den Aktionsbereich der am Roboterarm des Rovers montierten Instrumente, welcher sich im Inneren dieses Kraters befindet.

Bis zum heutigen Tag – dem gerade ablaufenden Sol 4.000 seiner Mission – hat der Marsrover Opportunity 202.829 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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• Aktuelle Diskussion zu Spirit und Opportunity

Der Beitrag Marsrover Opportunity – 4.000 Sols … and counting erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Wetter und Energiesituation
Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers muss bei der Opportunity-Mission jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover der NASA, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf die Sonne angewiesen. Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen.

Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

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

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

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

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

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

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

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

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• Aktuelle Diskussion zu Spirit und Opportunity

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Der Beitrag Opportunity: Weiterfahrt auch ohne Flash-Speicher erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Im August 2014 führte ein Problem mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers dazu, dass sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity mehrfach in einen Sicherheitsmodus versetzte. Daten konnten nicht wie beabsichtigt im Flash-Speicher abgelegt und gespeichert werden, was dazu führte, dass der Bordcomputer dadurch bedingt einen ‚Reboot‘ ausführte. Als Reaktion auf den dadurch automatisch ausgelösten Computer-Reset stoppte der Rover alle weiteren für diesen Tag vorgesehenen Aktivitäten und versetzte sich stattdessen in einen als „Automode“ bezeichneten Zustand, in dem der Rover lediglich passiv auf der Marsoberfläche verharrte und auf weiterführende Kommandos von der Erde wartete.

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

Da unter diesen Bedingungen – alleine im August erfolgten 12 dieser Resets – keine sinnvolle Weiterführung der Mission möglich war entschlossen sich die zuständigen Ingenieure des JPL in Absprache mit den Verantwortlichen der Mars Exploration Rover-Mission Ende August dazu, bei Opportunity eine Neuformatierung des Flash-Speichers durchzuführen. Bei diesem Vorgang werden sämtliche in diesem Speicher abgelegten Daten gelöscht. Zugleich werden die fehlerhaften Bereiche ‚identifiziert‘, als unbrauchbar markiert und anschließend in Zukunft nicht mehr genutzt.

Nach der Übertragung aller noch im Flash-Speicher abgelegten wissenschaftlichen Daten zur Erde wurden am 3. September weitere wichtige Konfigurationsdateien und Skripte vom Flash-Speicher in den EEPROM-Speicher – einen weiteren nichtflüchtigen Speicher des Computers – transferiert. Am nächsten Tag erfolgte dann die Neuformatierung des Flash-Speichers, wobei auch die fehlerhaften Bereiche erfolgreich identifiziert und ‚isoliert‘ werden konnten. Eine anschließende Analyse ergab, dass die Speicherkapazität des Flash-Speichers durch diesen Prozess um weniger als lediglich ein Prozent gesunken ist.

Am 6. September wurden die zuvor im EEPROM-Speicher abgelegten Dateien wieder in den Flashspeicher übertragen und weitere Dateien wurden am 7. September von dem Roverkontrollzentrum an Opportunity übermittelt. Eine anschließende Systemanalyse und die Auswertung der zwischenzeitlich gewonnenen Telemetriedaten zeigte, dass alle Vorgänge erfolgreich verlaufen waren und der Rover seine Arbeit somit fortsetzen konnte.

Weiterfahrt zum Ulysses-Krater
Nach der Anfertigung diverser Fotos, welche unter anderem der Dokumentation verschiedener in der unmittelbaren Umgebung gelegener Rippelmarken dienten, wurde eine erste Fahrt dann auch gleich für den 9. September, den Sol 3778 der Opportunity-Mission, angesetzt. Hierbei sollte der Rover eine als potentielles Hindernis eingestufte Gruppierung von größeren Gesteinsbrocken im Autonavigationsmodus mittels einer als ‚visuelle Odometrie‘ bezeichneten Methode selbstständig umfahren.
‚Autonavigationsmodus‘ bedeutet, dass der Rover seine Fahrt selbstständig durchführt, ohne dass die für die Steuerung des Rovers verantwortlichen Roverdriver hierfür im Vorfeld einen exakten Kurs festgelegt haben. In diesem Autonavigationsmodus unterbricht der Rover seine Fahrt in regelmäßigen Abständen und fertigt mit seinen Gefahrenerkennungs- und Navigationskameras Fotoaufnahmen des umliegenden Geländes an. Jeweils zwei Kameras bilden dabei zeitgleich den gleichen Geländeabschnitt ab.

Diese Aufnahmen werden von der ‚Drive-Software‘ des Rovers zu Stereoaufnahmen kombiniert – im Gegensatz zu konventionellen 2D-Aufnahmen ergibt sich bei stereoskopischen Aufnahmen auch ein räumlicher Eindruck der Landschaft – und anschließend autonom ausgewertet. Aus den so gewonnenen Informationen berechnet die Software des Rovers anschließend einen sicheren Weg für die Weiterfahrt.

Bei der visuellen Odometrie identifizieren die Kameras in einem ersten Schritt zunächst markante Oberflächenmerkmale in der näheren Umgebung. Nach einer erfolgten Fortbewegung über maximal einen Meter werden diese Punkte erneut ‚gesucht‘. Durch die zwischenzeitlich erfolgten relativen Veränderungen in den Entfernungen zueinander lässt sich der erfolgte Geländegewinn bis auf den Millimeter genau berechnen.

Die für den 9. September vorgesehene Fahrt fand jedoch nicht statt, da die Kameras des Rovers zur Berechnung des einzuschlagenden Kurses keine ausreichende Anzahl an markanten Oberflächenpunkten identifizieren konnten. Mit neu gesetzten Sicherheitsparametern konnte sich Opportunity jedoch zwei Tage später um 10,7 Meter in die west-südwestliche Richtung bewegen.

Im Rahmen von zwei weiteren Fahrten, bei denen am 14. und am 16. September insgesamt weitere 50 Meter zurückgelegt wurden, bewegte sich Opportunity am südlichen Rand der „Wdowiak Ridge“ auf einen mit dem Namen „Ulysses“ versehenen Impaktkrater zu. Bei der nächsten Fahrt am 18. September erfolgte dann eine weitere Annäherung an diesen etwa 30 Meter durchmessenden Krater.

Die aktuelle Situation
Gegenwärtig befindet sich Opportunity in einem guten Allgemeinzustand, der keinen Anlass für Sorgen bietet. Der Rover weist eine ‚gesunde‘ Energiebilanz auf, verfügt über einen stabilen Thermalhaushalt und kommuniziert sowohl ‚direkt‘ als auch über die als Relaisstationen eingesetzten NASA-Marsorbiter MRO und Mars Odyssey wie vorgesehen mit seinem Kontrollzentrum auf der Erde. Derzeit ist Opportunity damit beschäftigt, die Umgebung mit den verschiedenen Kamerasystemen eingehend abzubilden. Die nächste Fahrt ist für den heutigen Tag vorgesehen.

Nach dem Verlassen des Randes des Ulysses-Kraters wird sich Opportunity auch weiterhin in die südliche Richtung bewegen. Bei dem dabei angepeilten ‚Fern-Ziel‘ handelt es sich um ein mit dem Namen „Marathon Valley“ belegtes Tal, welches sich im Bereich des „Cape Tribulation“ – einem Teilbereich des stark erodierten Kraterwalls, der den „Endeavour-Krater“ teilweise umgibt – befindet. Hier wurden in den vergangenen Jahren durch das CRISM-Spektrometer des MRO erhöhte Konzentrationen von verschiedenen Tonmineralen festgestellt, welche sich dort auf engen Raum zu befinden scheinen.

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

Die Energiesituation
Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers muss bei der Opportunity-Mission allerdings auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover der NASA, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf die Sonne angewiesen. Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen.

Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

• 10.09.2014: 0,694 kWh/Tag , Tau-Wert 0,879 , Lichtdurchlässigkeit 75,40 Prozent
• 02.09.2014: 0,713 kWh/Tag , Tau-Wert 0,852 , Lichtdurchlässigkeit 77,10 Prozent
• 26.08.2014: 0,680 kWh/Tag , Tau-Wert 0,858 , Lichtdurchlässigkeit 75,30 Prozent

Während der letzten Tage lag der Tau-Wert in einem Bereich zwischen 0,82 und 0,90. Für den gestrigen Sol 3788 wurde ein Wert von 0,83 ermittelt. Sollten auf dem Mars in näherer Zukunft keine signifikanten Staubstürme auftreten, so wird der derzeitige Staubbedeckungsgrad und der damit verbundene Energiewert eine Fortsetzung der Aktivitäten des Rovers während der kommenden Monate deutlich begünstigen. Hierfür spricht auch die gegenwärtige Wettersituation auf dem Mars.
Die meisten der in den vergangenen Woche durch den Mars Reconnaissance Orbiter beobachteten Staubsturmgebiete waren über der nördlichen Hemisphäre über den Regionen Acidalia Planitia und Utopia Planitia aktiv. Lokal begrenzte Sturmgebiete traten zudem kurzfristig über den auf der Südhemisphäre gelegenen Gebieten Terra Sirenum, Noachis Terra und Hellas Planitia auf. Wolken aus Wassereiskristallen wurden speziell über den Vulkanen der Tharsis-Region registriert. Das Meridiani Planum – in diesem Gebiet ist Opportunity aktiv – war dagegen weitestgehend frei von Wolken oder Staubstürmen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3789 seiner Mission, hat der Rover Opportunity rund 40.750 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei 196.664 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am JPL übermittelt.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Die Energiesituation
Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers muss bei der Opportunity-Mission jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover der NASA, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf die Sonne angewiesen. Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen.

Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Bei komplett staubfreien Paneelen würde dieser Wert 100 Prozent betragen. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

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

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

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

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

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

Eigentlich sollte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity während der vergangenen Woche sein Bohrsystem dazu einsetzen, um eine mit dem Namen „Bonanza King“ belegte Gesteinsformation anzubohren. Das dabei gewonnene Material sollte anschließend mit den Instrumenten des Rovers eingehend analysiert werden (Raumfahrer.net berichtete). Leider hat sich jedoch in den letzten Tagen herausgestellt, dass „Bonanza King“ für eine solche Bohrung nicht geeignet ist. Deshalb wird Curiosity seine Fahrt jetzt fortsetzen.

Neben den verschiedenen Kamerasystemen des Rovers kamen am 17. August 2014 auch das APX-Spektrometer und die MAHLI-Kamera zum Einsatz, um das für die anstehende Bohrung ausgewählte Ziel näher zu untersuchen. Außerdem wurde das „Dust Removal Tool“ (kurz „DRT“) auf der Oberfläche platziert und anschließend aktiviert. Bei dem DRT handelt es sich um eine aus Edelstahlborsten bestehende Bürste, mit der die zu untersuchenden Gesteinsformationen von der obersten Staubschicht befreit werden können.

Eine solche Staubschicht, welche unter Umständen seit Jahrmillionen den auf der Marsoberfläche auftretenden Umweltbedingungen – einschließlich der einfallenden kosmischen Strahlung – ausgesetzt war, könnte zum Beispiel die Messergebnisse des APX-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.

Testbohrung: „Bonanza King“ ist nicht geeignet
Am 20. August erfolgte dann eine erste ‚Testbohrung‘, in deren Verlauf der Bohrer des Rovers eine lediglich nur wenige Millimeter tief in den Stein reichende Bohrung durchführen sollte. In einem nächsten Schritt sollte dann zwei Tage später eine vollständige, etwa sechs Zentimeter in die Tiefe reichende Bohrung durchgeführt werden. Die Auswertung der im Rahmen dieser „Mini-Drill“-Bohrung gewonnenen Daten zeigte allerdings, dass diese Bohrung vorzeitig automatisch abgebrochen wurde, weil sich der Felsen bereits unmittelbar nach dem Beginn der Bohrung unter der mechanischen Einwirkung des Bohrers leicht seitlich bewegt hatte. Diese ‚Verschiebung‘ des angepeilten Zieles führte zu einem erhöhten Widerstand, welcher den vorzeitigen Abbruch verursachte.

Dank des rechtzeitigen Abbruchs der Bohrung traten dabei laut Dr. John Bridges von der Universität Leicester/England keine Beschädigungen an dem Bohrsystem auf. Die Formation „Bonanza King“ ist jedoch offenbar deutlich weniger stark mit dem Untergrund verbunden als zuvor erwartet, so der Wissenschaftler weiter. Somit war es zunächst auch unklar, ob Curiosity unter diesen Bedingungen das Risiko einer ‚vollständigen‘ Bohrung eingehen soll.

Durch den unsicheren Untergrund bestand die Gefahr, dass sich der Bohrer bei seiner Arbeit festfrisst, was sowohl zu Beschädigungen des eigentlichen Bohrsystems als auch des gesamten Instrumentenarmes des Rovers, an dem der Bohrer befestigt ist, führen könnte.

Nach ausführlichen Diskussionen über die weitere Vorgehensweise entschieden sich die Mitarbeiter der Curiosity-Mission am vergangenen Freitag dazu, weder bei „Bonanza King“ noch bei einer der anderen in der unmittelbaren Umgebung gelegenen Gesteinsformationen eine vollständige Bohrung durchzuführen.
„Wir sind zu dem Beschluss gelangt, dass die [dort befindlichen] Felsen keine guten Ziele für Bohrungen darstellen“, so Jim Erickson, der Projektmanager der Curiosity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien.
Statt einer Bohrung soll deshalb die Fahrt zu dem im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons fortgesetzt werden. Dieser Weg wird allerdings nicht, wie ursprünglich vorgesehen, direkt durch das „Hidden Valley“ – einem direkt vor dem Rover gelegenen Tal – führen. Die dort befindliche Oberfläche aus feinem Sand und diversen Dünen wurde bereits vor zwei Wochen als ’nur unter großen Risiken passierbar‘ eingestuft (Raumfahrer.net berichtete).

Weiterfahrt am heutigen Tag
Stattdessen wird der Rover zunächst einen Kurs einschlagen, welcher unmittelbar am nördlichen Rand des „Hidden Valley“ verlaufen soll. Die erste Fahrt nach dem Verlassen von „Bonanza King“ wird am heutigen 24. August 2014, dem „Sol“ 729 der Curiosity-Mission, erfolgen und in etwa 10 Stunden beginnen. Für den morgigen Tag sind dann neben den üblichen Fotoaufnahmen verschiedene Routinemessungen vorgesehen, bei denen unter anderem die abbildenden Instrumente sowohl die Marsoberfläche als auch die Atmosphäre dokumentieren werden.

Bisher hat der Marsrover Curiosity rund 8.800 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 179.940 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, UMSF.

Auf seinem Weg zu der Basis des im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons sollte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebenen Marsrovers Curiosity im August zwei kleine Täler durchqueren und anschließend die noch knappe 500 Meter vom aktuellen Standort entfernt gelegene Region „Pahrump Hills“ erkunden. Bei der Einfahrt in das „Hidden Valley“, dem ersten der beiden Täler, zeigte sich jedoch, dass die Räder des Rovers aufgrund des sandigen und somit sehr lockeren Untergrundes und dem damit verbundenen hohen Schlupf einen deutlich geringeren Geländegewinn erzielten als beabsichtigt. Aus diesem Grund entschlossen sich die für die Steuerung von Curiosity verantwortlichen Roverdriver am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien dazu, das „Hidden Valley“ am vergangenen Wochenende wieder zu verlassen (Raumfahrer.net berichtete).

Das Hidden Valley – zu ‚tiefer‘ Sand
Die Probleme mit dem von einer Vielzahl an kleinen Sanddünen bedeckten Untergrund wurden als so gravierend eingestuft, dass die für die Planung der Curiosity-Mission verantwortlichen Mitarbeiter der NASA ihre ursprünglichen Pläne mittlerweile geändert haben. Statt die Region „Pahrump Hills“ im Rahmen einer direkten Durchquerung des „Hidden Valley“ zu erreichen soll der Rover bereits jetzt an seinem derzeitigen Standort eine ausführliche Analyse der hier befindlichen Gesteine durchführen.
Am 9. August 2014, dem „Sol“ 714 seiner Mission, bewegte sich Curiosity im Rahmen einer weiteren Fahrt über rund 37,5 Meter zunächst in die nordwestliche Richtung. An der jetzt erreichten Position nördlich der Einfahrt in das „Hidden Valley“ wurden aus einer leicht erhöhten Lage heraus Aufnahmen des vorausliegenden Gebietes angefertigt, welche für die Planung der zukünftigen Route und der weiteren Vorgehensweise erforderlich sind. Sehr wahrscheinlich ist dabei zum jetzigen Zeitpunkt, dass das „Hidden Valley“ bei der Weiterfahrt von Curiosity an dessen nördlichen Rand umfahren wird.

Am 12. August begab sich der Rover jedoch zuerst erst einmal wieder zu dem ‚Einstiegspunkt‘ in das Tal. Aus der jetzt erreichten Position heraus wurde neben den verschiedenen Kamerasystemen auch die ChemCam dazu eingesetzt, um auf dem unmittelbar vor dem Rover befindlichen Gelände mögliche Ziele für eine ausführliche ‚in situ‘-Untersuchung auszuwählen.

Bonanza King – das nächste Untersuchungsziel
Diese Wahl fiel schließlich auf eine mit dem Namen „Bonanza King“ belegte Gesteinsformation. Hierbei handelt es sich um eine von mehreren etwa tellergroßen flachen Felsplatten, welche sich direkt auf der Einfahrt in das „Hidden Valley“ befinden und die von dem Rover bereits während der ersten Einfahrt in das Tal überquert wurden. Diese Gesteine unterscheiden sich deutlich von den Sandsteinen, welche Curiosity in den vergangenen Monaten untersucht hatte.

Die deutlich hellere Farbe dieser Platten und ihre Lage in den geologischen Schichtformationen deutet zudem darauf hin, dass sie den Gesteinen ähneln, welche ursprünglich erst in der Region „Pahrump Hills“ erkundet werden sollten, und die in einem direkten geologischen Zusammenhang mit den Gesteinsschichten an der Basis des Zentralberges Aeolis Mons stehen.

„Aus geologischer Sicht betrachtet besteht eine Verbindung zwischen Bonanza King und Pahrump Hills. Eine Untersuchung an der hiesigen Stelle bietet uns die Möglichkeit zu verstehen, wie sich diese Gesteine in das Gesamtbild des Gale-Kraters und des Mount Sharp einfügen“, so Dr. Ashwin Vasavada, der stellvertretende Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission am JPL.

Am 14. August bewegte sich Curiosity im Rahmen einer kurzen Fahrt über 3,7 Meter noch etwas weiter auf „Bonanza King“ zu, so dass dieses Ziel jetzt in der direkten Reichweite der zwei am Instrumentenarm des Rovers befindlichen Instrumente, dem APX-Spektrometer und der MAHLI-Kamera, befindet. Sofern sich im Rahmen der Analyse der im Rahmen dieser bisher letzten Fahrt gewonnenen Daten herausstellt, dass alle sechs Räder des Rovers über festen Bodenkontakt verfügen, sollen diese Instrumente in der kommenden Woche eingesetzt werden, um „Bonanza King“ einer eingehenden Untersuchung zu unterziehen.

Durch das für den Einsatz der Instrumente für eine direkte Bodenuntersuchung notwendige Entfalten des Instrumentenarmes erfolgt automatisch eine Gewichtsverlagerung des Rovers, was unter bestimmten Umständen dazu führen könnte, dass der Rover im Rahmen dieses Manövers aufgrund eines unebenen oder ’nicht standsicheren‘ Untergrundes ins Rutschen gerät. Dieses definitiv unerwünschte Szenario – ein ‚Rutschen‘ könnte zur Folge haben, dass die Instrumente ungewollt auf der Oberfläche aufsetzen und dabei beschädigt werden – 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 lockeren Sandschicht bedeckt wird.

Eine weitere Bohrung ist geplant
Sofern die Roverdriver ihr ‚Okay‘ für den Einsatz des Instrumentenarmes geben soll im Rahmen dieser Analysen dann auch erneut der Gesteinsbohrer von Curiosity zum Einsatz gebracht werden und eine weitere Bohrung durchführen. Das dabei zu gewinnende pulverförmige Material soll anschließend zunächst mit dem Bodenprobenaufbereitungssystem CHIMRA (kurz für „Collection and Handling for Interior Martian Rock Analysis“) aufbereitet und gesiebt werden. Anschließend werden Teile der so präparierten Bodenprobe an die beiden im Inneren des Rovers befindlichen Instrumentenkomplexe SAM und CheMin weitergeleitet. Diese Analyseinstrumente sollen dann die chemische und mineralogische Zusammensetzung des zu untersuchenden Materials ermitteln.

Ein kompaktes Wochenendprogramm
Während des jetzigen Wochenendes werden allerdings zunächst verschiedene ‚Fernerkundungen‘ der Umgebung erfolgen. Die Kamerasysteme bilden dabei verschiedene Bereiche der Oberfläche zu unterschiedlichen Tageszeiten ab, um eventuell durch veränderte Beleuchtungsverhältnisse bedingte optische Veränderungen zu charakterisieren. Die MastCam soll zudem die Sandrippel im Inneren des „Hidden Valley“ dokumentieren. Die Navigationskamera des Rovers wird dagegen speziell dazu eingesetzt, um am Himmel über dem Gale-Krater nach Wolkenformationen Ausschau zu halten. Außerdem soll mit diesem Kamerasystem die Suche nach eventuell auftretenden Staubteufeln– so genannten ‚Dust Devils‘ – fortgesetzt werden.

Zur Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung der lokalen geologischen Formationen wird die ChemCam mehrere Oberflächenziele mit ihrem Laser und dem „Remote Micro Imager“-Teleskop anpeilen. Des weiteren werden die Instrumente REMS, RAD und DAN ihre üblichen Routinemessungen zur Charakterisierung der örtlichen Umweltbedingungen durchführen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 721 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity rund 8.700 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 177.993 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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