Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Universität Kopenhagen, Nature.

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

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

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

Zu dieser Zeit verfügte der Mars noch über eine dichtere und ‚wärmere‘ Atmosphäre, als dies in der Gegenwart der Fall ist. Aus bisher noch nicht vollständig verstandenen Gründen ‚verlor‘ der Mars jedoch vor mehr als drei Milliarden Jahren den Großteil dieser Atmosphäre. Seitdem – so die bisherige These – kann auf dem Mars aufgrund der dort mittlerweile gegebenen Atmosphären- und Temperaturbedingungen das dort immer noch vorhandene Wasser lediglich im festen oder im gasförmigen Aggregatzustand in Form von Wassereis oder von Wasserdampf auftreten.

Perchlorate + Wasserdampf = Flüssiges Salzwasser?
Ein kleiner ‚Trick der Natur‘ könnte jedoch dafür verantwortlich sein, dass auch trotz der derzeitigen Umweltbedingungen zumindestens zeitweilig flüssiges Wasser auf dem Mars – und dort direkt auf beziehungsweise unmittelbar unter der Oberfläche – vorhanden sein könnte. Hierfür verantwortlich könnten Perchlorat-Salze sein, welche von ihren Eigenschaften her stark hygroskopisch wirken.

Bei einem der in der Marsatmosphäre vorhandenen Spurengase handelt es sich um Wasserdampf, welcher dort mit einem Mengenanteil von durchschnittlich etwa 210 ppm vertreten ist. Dieser Wasserdampf könnte mit den auf beziehungsweise unmittelbar unter der Marsoberfläche konzentrierten Perchlorat-Salzen in Verbindung treten, wodurch der Gefrierpunkt des Wassers unter den üblichen Punkt abgesenkt wird. Statt einer festen Eisschicht könnte sich somit eine flüssige Salzlauge bilden.

Erste Indizien für einen derartigen Prozess ergaben sich bereits im Sommer 2008 im Rahmen der damaligen Marslander-Mission Phoenix der NASA (Raumfahrer.net berichtete). Wasser mit einem sehr hohen Anteil an Perchlorat-Salzen, so die an der Phoenix-Mission beteiligten Wissenschaftler, könnte auf dem Mars über einen sehr niedrigen Gefrierpunkt verfügen. Die Perchlorat-Salze könnten zu einem besonders intensiven Frostschutzeffekt beitragen und bei einer extrem hohem Beimischung noch bis zu einer Temperatur von minus 70 Grad Celsius das Vorhandensein von flüssigem Wasser ermöglichen.

Die diversen Lander- und Rovermissionen der NASA auf dem Mars haben in der Vergangenheit eine Vielzahl an Hinweisen darauf geliefert, dass Perchlorat-Salze offenbar in weiten Bereichen auf der Marsoberfläche vorhanden sind. Jetzt konnte auch der Rover Curiosity diese Salze eindeutig nachweisen. Die in den vergangenen Jahren mit der Wetterstation REMS – einem der zehn wissenschaftlichen Instrumente des Rovers – gewonnenen Daten zeigen zudem ergänzend zu diesem Perchlorat-Nachweis, dass im Bereich des Gale-Kraters bezüglich der Luftfeuchtigkeits- und Temperaturwerte zeitweise Bedingungen vorherrschen, welche die Bildung von stark salzhaltigen wässrigen Lösungen denkbar erscheinen lassen.

„Wir haben [im Bereich des Gale-Kraters] Calcium-Perchlorate im Boden entdeckt und unter den richtigen Voraussetzungen können diese Salze Wasser aus der Atmosphäre absorbieren“, so Morten Bo Madsen von der Universität Kopenhagen, einer der an der Curiosity-Mission beteiligten Wissenschaftler. „Diese Bedingungen herrschen dort speziell während der Wintermonate in der Nacht und unmittelbar nach Sonnenaufgang vor.“
In der Zeit nach dem Sonnenuntergang schlägt sich ein Teil der Luftfeuchtigkeit der Marsatmosphäre demzufolge in Form von Bodenfrost auf der Planetenoberfläche nieder, interagiert dort mit den hier befindlichen Calcium-Perchloraten und wird im Rahmen dieses Prozesses durch den hohen Salzanteil zu ‚flüssigem Wasser‘. Erst mit dem erneuten Tagesanbruch und den dabei auftretenden höheren Temperaturen ‚verflüchtigt‘ sich das Wasser wieder und gelangt erneut als Wasserdampf in die Atmosphäre.

„Aufgrund der Porosität des Untergrundes kann dieses flüssige Wasser in die Tiefe sickern und sich dort weiter ausbreiten“, so Morten Bo Madsen weiter. Die Messungen von Curiosity zeigten in den obersten 15 Zentimetern der Marsoberfläche verschiedene Auffälligkeiten, welche diese Hypothese eines aktiven Wasserkreislaufs untermauern. Allerdings sind weitere Analysen und Datenauswertungen notwendig, um die hierbei aktiven Prozesse zu entschlüsseln und zu bewerten.

Derzeitiges Leben auf dem Mars?
Flüssiges Wasser ist nach dem derzeitigen Wissensstand eine der unabdingbaren Grundvoraussetzungen dafür, dass sich Leben zunächst bilden, dann erhalten und anschließend weiter entwickeln kann. Trotzdem darf die jetzt erfolgte Entdeckung des Marsrovers Curiosity nicht überbewertet werden.

„Wir haben diese Wassersohlen nicht direkt gemessen, sondern aufgrund der bisherigen Daten lediglich die Wahrscheinlichkeit von deren Existenz kalkuliert“, so Dr. Ashwin Vasavada, der Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien.

Selbst wenn es zutreffen sollte, dass sich zeitweise auf beziehungsweise unmittelbar unter der Oberfläche in den äquatorialen Breiten unseres Nachbarplaneten flüssiges Wasser befindet, so wäre der Mars doch immer noch ein denkbar ungeeigneter Ort für selbst extremophile Lebensformen. Die derzeitigen Umweltbedingungen auf dem Mars – zum Beispiel die hohen Werte der kosmischen Strahlung, die selbst in den Sommermonaten niedrigen Temperaturen und die immer noch geringe Wassermenge dieses eher ‚bescheidenen‘ Wasserkreislaufs – sind nicht geeignet, um zumindest im Bereich der obersten Bodenschichten dauerhaft existierendes Leben zu beherbergen.

Diese hier nur kurz vorgestellten Erkenntnisse der Curiosity-Mission wurden von F. Javier Martin-Torres et al. unter dem Titel „Transient liquid water and water activity at Gale Crater on Mars“ kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Geoscience publiziert.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 956 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity mehr als 10.150 Meter auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 230.578 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des 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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• Transient liquid water and water activity at Gale Crater on Mars (Abstract, engl.)

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

Nach dem Abschluss seiner mehr als fünf Monate andauernden Untersuchungen in der Region „Pahrump Hills“ bewegte sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity durch ein mit dem Namen „Artists Drive“ belegtes Tal und näherte sich dabei im Rahmen von drei Fahrten zunächst einer mit dem Namen „Garden City“ belegten Bodenformation (Raumfahrer.net berichtete). Garden City wurde von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern als ein interessantes und vielversprechendes Untersuchungsobjekt angesehen, da sich dort auf engsten Raum diverse venenartige Strukturen über die Oberfläche ziehen, welche nicht nur für derartige bereits zuvor auf dem Mars beobachtete Strukturen realtiv groß ausfallend, sondern auch unterschiedlich helle und dunkle Bereiche aufweisen.

Erste Interpretationen dieser Strukturen gehen dahin, dass es sich hierbei um Mineralvenen handelt, welche vermutlich verschiedene Sulfate enthalten. Diese Sulfate und deren hohe Konzentration, so Dr. John Bridges von der University of Leicester – einer der an der Mission beteiligten Wissenschaftler – deuten wiederum darauf hin, dass sich der Rover auf seinem Weg zu dem im Inneren des „Gale-Kraters“ gelegenen Zentralberg „Aeolis Mons“ mittlerweile einer Sedimentschicht nähert, welche sich anscheinend aus Evaporitgestein zusammensetzt.

In den vergangenen zwei Wochen wurden mehrere dieser Venen und verschiedene in diesem Bereich abgelagerte Gesteinsbrocken intensiv mit den verschiedenen Kamerasystemen, der ChemCam und dem APX-Spektrometer des Rovers untersucht, um die genaue chemische und mineralogische Zusammensetzung dieser Formationen zu ermitteln. Diese Untersuchungen sind mittlerweile abgeschlossen und am gestrigen Tag, dem Sol 940 seiner Mission, hat Curiosity die Region Garden City verlassen und im Rahmen einer Fahrt über etwa 15 Meter einen weiter südlich platzierten Gesteinsblock namens „Kanosh“ angesteuert.

Im Anschluss an diese Fahrt erfolgten erneut diverse Fotoaufnahmen, um den jetzt erreichten Standort zu dokumentieren. Diese Aufnahmen sollen genutzt werden, um am morgigen Dienstag die weitere Vorgehensweise im Bereich von Kanosh zu planen. Zwischenzeitlich erfolgte zudem eine weitere CheMin-Analyse von Probenmaterial, welches bereits Ende Februar 2015 im Bereich der Bohrstelle „Telegraph Peak“ entnommen und seit dem von dem Rover mitgeführt wurde.

Spuren von Stickstoff
Zudem gaben die an der Mission beteiligten Wissenschaftler bereits in der vergangenen Woche bekannt, dass im Rahmen der bisherigen Untersuchungen von verschiedenen Bodenproben durch den Instrumentenkomplex SAM auch Stickstoffverbindungen nachgewiesen werden konnten. In einer bereits im Oktober 2012 von Curiosity im Bereich „Rocknest“ direkt von der Planetenoberfläche entnommenen Bodenprobe (Raumfahrer.net berichtete) wurde demzufolge ein Anteil von 110 bis 300 ppm Stickstoff detektiert. Zwei weitere Proben, welche im Februar und im Mai 2013 Rahmen von Bohrungen in den Bereichen „John Klein“ und „Cumberland“ entnommen wurden, weisen dagegen einen Anteil von 70 bis 260 beziehungsweise 330 bis 1.100 ppm Stickstoff auf.

Eines der erklärten Ziele der Mission des Marsrovers Curiosity besteht in der Suche nach den „Grundbausteinen des Lebens“ und der Bestimmung von deren quantitativen Mengenanteilen auf unserem Nachbarplaneten. Hierbei handelt es sich um verschiedene chemischer Elemente wie Wasserstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel und eben auch Stickstoff, welche nach dem heutigen Verständnis für die Entstehung von Leben unabdingbar sind.

Der jetzt erfolgte Nachweis von Stickstoffverbindungen sowohl in dem direkt auf der Oberfläche abgelagerten Sand als auch in der obersten Sedimentschicht der Gale-Kraters untermauert laut den an diesen Untersuchungen beteiligten Wissenschaftlern den bereits zuvor erbrachten Nachweis, dass der Mars in seiner Frühzeit einstmals Umweltbedingungen aufwies, welche die Entstehung von einfachen mikroorganischen Lebensformen begünstigt haben könnten (Raumfahrer.net berichtete). Die nachgewiesenen Nitrate könnten nach der Meinung der Marsforscher prinzipiell einen einfachen Stickstoffkreislauf auf der Oberfläche des urzeitlichen Mars ermöglicht und dabei als Ressource für eventuell vorhandene Mikroorganismen gedient haben.

Über den Nachweis von Nitraten auf dem Mars berichtete das von Jennifer C. Stern vom Goddard Space Flight Center der NASA geleitete Team kürzlich in den „Proceedings of the National Academy of the United States of America“ (PNAS) unter dem Titel „Evidence for indigenous nitrogen in sedimentary and aeolian deposits from the Curiosity rover investigations at Gale crater, Mars“.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 941 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity mehr als zehn Kilometer auf der Marsoberfläche zurückgelegt. Dabei hat der Rover mit seinen Kamerasystemen inzwischen 225.783 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des 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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• Evidence for indigenous nitrogen in sedimentary and aeolian deposits from the Curiosity rover investigations at Gale crater, Mars (PNAS – Abstract, engl.)

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

In den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts entwickelten Wissenschaftler der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA den Plan, eine aus zwei Rovern bestehende Robotermission zu unserem äußeren Nachbarplaneten zu entsenden. Das primäre Ziel dieser aus zwei baugleichen Rovern bestehenden Robotermission, so die gestellte Zielsetzung der NASA, sollte die Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten sein. Insbesondere sollten dazu die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung der Landestellen der beiden Rover untersucht werden. In Anlehnung an ihre instrumentarischen 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 der beiden Rover eine Strecke von optimistisch veranschlagten etwa 700 bis bestenfalls 1.000 Metern zurücklegen sollte, entwickelte sich im Laufe der folgenden Jahre zu einer nahezu unvergleichlichen Erfolgsgeschichte. Sowohl aus technischer als auch aus wissenschaftlicher Sicht übertrafen die beiden Rover selbst die am höchsten angesetzten Erwartungen bei Weitem. Neben einer Vielzahl an wissenschaftlichen Erkenntnissen – unter anderem auch aufgrund der während dieser Untersuchungen gesammelten Daten der beiden Rover 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 ‚Rekordhalter‘ für jenseits der Erde zurückgelegte Fahrten und die dabei überbrückten Distanzen (Raumfahrer.net berichtete).

Die Marathondistanz – ein letztendlich allerdings lediglich symbolischer Wert
Mit einer Fahrt über 46,5 Meter erreichte der Kilometerzähler des Marsrovers Opportunity nach fast genau elf Jahren und zwei Monaten schließlich am 24. März 2015 einen Stand von 42.195 auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegten Metern, was der bei einem Marathonlauf zurückzulegenden Entfernung entspricht.

„Natürlich geht es uns bei dieser Mission nicht um das Aufstellen von Entfernungsrekorden. Es geht vielmehr um wissenschaftliche Entdeckungen auf dem Mars, die späteren Missionen noch bedeutendere Funde ermöglichen sollen“, verdeutlicht Dr. Steve Squyres von der Cornell University in Ithaca im US-Bundesstaat New York, der für diese Mission verantwortliche wissenschaftliche Projektleiter, den letztendlich lediglich symbolischen Wert dieses weiteren Meilensteins der Opportunity-Mission. „Aber es fühlt sich schon ziemlich cool an, auf dem Mars einen Marathon gelaufen zu haben.“

Nach dieser Fahrt vom vergangenen Dienstag befindet sich der Marsrover Opportunity jetzt am westlichen 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 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 sehr 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 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. Bei diesen Arbeiten kann Opportunity in Zukunft auch wieder auf seinen Flash-Speicher zurückgreifen.

Der Flash-Speicher steht wieder zur Verfügung
Im Jahr 2014 traten mehrfach Probleme mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers von Opportunity auf. Diese Probleme waren letztendlich so gravierend, dass der Rover seit dem Dezember 2014 auf diesen nichtflüchtigen Speicher verzichten musste (Raumfahrer.net berichtete). 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 werden soll (Raumfahrer.net berichtete). 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.

„Wie wir in den vergangenen drei Monaten gesehen haben kann Opportunity auch ohne seinen Flash-Speicher produktiv arbeiten“, so John Callas, der Projektmanager der Opportunity-Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. „Aber mit diesem Speicher sind wir flexibler. Der Rover kann mehr Daten sammeln, als an einem einzigen Tag zur Erde geschickt werden können. Größere, im Rahmen von intensiven Untersuchungen gesammelte Datenmengen können dagegen zunächst im Flash-Speicher abgelegt und anschließend über mehrere Tage hinweg zur Erde geschickt werden.“
Bis zum heutigen Tag – dem gerade beginnenden Sol 3971 seiner Mission – hat der Marsrover Opportunity 201.794 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

• Opportunity: Die Marathondistanz ist fast geschafft (22. März 2015)
• Opportunity erreicht den Gipfel des Cape Tribulation (10. Januar 2015)
• Opportunity: Weiterfahrt auch ohne Flash-Speicher (20. Dezember 2014)
• Marsrover Opportunity ist wieder auf Südkurs (16. November 2014)
• Opportunity: Speicherformatierung war erfolgreich (21. September 2014)
• Opportunity: Formatierung des Flash-Speichers nötig (30. August 2014)
• Marsrover Opportunity stellt neuen Streckenrekord auf (30. Juli 2014)

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

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

Seit Mitte August 2014 bewegt sich Opportunity am Rand einer mit dem Namen „Cape Tribulation“ belegten Geländeformation, welche einen mehrere Kilometer langen Teilbereich des stark erodierten Randes des Endeavour-Kraters bildet. Am 7. Januar 2015, dem Sol 3894 der Mission, erreichte der Rover schließlich den Gipfel des Cape Tribulation (Raumfahrer.net berichtete) und verbrachte die nächsten Tage damit, aus dieser erhöhten Position heraus diverse Aufnahmen der Umgebung anzufertigen. Ab dem 15. Januar setzte Opportunity seine Fahrt schließlich in die südliche Richtung fort. Bei dem dabei angepeilten ‚Fern-Ziel‘ handelte es sich um ein in rund 500 Metern Entfernung gelegenes und mit dem Namen „Marathon Valley“ belegtes Tal, welches sich ebenfalls im Bereich des Cape Tribulation befindet.

Diese Strecke wurde letztendlich im Rahmen von 13 Etappen zurückgelegt. An den Endpunkten der einzelnen Fahrten wurden jeweils mehrtägige Stopps für die Anfertigung von weiteren Aufnahmen der Planetenoberfläche und für die Untersuchung einzelner Boden- und Gesteinsformationen eingelegt. Auf dem Weg zu diesem Tal überschritt der Rover am 8. Februar, dem Sol 3926 der Mission, im Rahmen einer Fahrt über 31,2 Meter auch die Marke von insgesamt 42 auf der Marsoberfläche zurückgelegten Kilometern. Am 14. März wurde schließlich mit der Gesteinsformation „Jean Baptiste Charbonneau“ ein Bereich erreicht, welcher sich unmittelbar am nordwestlichen Rand des Marathon Valley befindet.

Die folgenden drei Tage wurden mit eingehenden Analysen dieser Formation sowie mit der Anfertigung weiterer Panoramaaufnahmen verbracht. Erste Auswertungen der dabei gewonnenen Daten zeigen, dass die hier untersuchten Gesteine einen ungewöhnlich hohen Anteil an Aluminium aufweisen, während Magnesium und Eisen in lediglich eher geringeren Mengen vertreten sind. Anschließend steuerte Opportunity ein weiteres, etwa 30 Meter südlich gelegenes Ziel namens „Sergeant Charles Floyd“ an, welches zwischen dem 3. und dem 9. März ebenfalls intensiv mit den verschiedenen Kamerasystemen sowie einem Alphapartikel-Röntgenspektrometer (kurz „APXS“) untersucht wurde.

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

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

Anschließende Analysen hatten bis zum 16. März einen unmittelbar benachbarten Felsen namens „Sergeant Nathaniel Pryor“ zum Ziel bevor sich der Marsrover am 17. März im Rahmen einer weiteren Fahrt um 28 Meter in die westliche Richtung und somit vom Marathon Valley weg bewegte. Hier befindet sich in einer Entfernung von nur wenigen Metern von der mit dieser Fahrt erreichten Position ein etwa 50 Meter langes und flaches Tal, welches zunächst fotografisch dokumentiert werden sollte, bevor Opportunity in den nächsten Tagen den am westlichen Ende des Marathon Valley gelegenen und etwa 30 Meter durchmessenden Krater „Spirit of St. Louis“ erkunden wird.

Um diesen Krater zu erreichen erfolgte am heutigen Tag, dem Sol 3966 der Mission, eine weitere Fahrt über diesmal 54 Meter in die südliche Richtung. Derartige Impaktkrater, so Ray Arvidson von der Washington University in St. Louis/USA – der stellvertretende wissenschaftliche Leiter der Opportunity-Mission – sind natürliche Zugänge in den Untergrund und ermöglichen einen Einblick in die Zusammensetzung der obersten Schichten der Planetenoberfläche.
Im Anschluss an die Untersuchungen im Bereich dieses alten und somit bereits stark erodierten Kraters soll dann die intensive Erkundung des Marathon Valley beginnen. Hierbei handelt es sich um ein zwar ebenfalls eher flaches, dafür aber auch sehr 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 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 frühe klimatologische und geologische Geschichte dieser Region der Marsoberfläche.

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

Mit einem speziellen Software-Update soll diese anscheinend durch eine altersbedingte Abnutzung fehlerhafte Speicherbank Nummer 7 des Flashspeichers vom Rest des Speichers isoliert und anschließend dauerhaft nicht mehr genutzt werden. Die sich dadurch hoffentlich wieder ergebende Stabilität des Flash-Speichers würde die damit verbundene Reduzierung der Gesamtkapazität des Speichers um rund 14 Prozent auf dann nur noch 192 Megabyte mehr als nur ausgleichen. Während der letzten drei Monate wurde die speziell hierfür entwickelte Softwareversion R9.4 ausführlichen Tests unterzogen und sollte eigentlich bereit am 20. Februar zu Opportunity überspielt werden. Schlechtes Wetter sowie ein technisches Problem bei der hierfür vorgesehenen DSN-Anlage bei Canberra/Australien und die damit verbundenen Kommunikationsengpässe haben dies jedoch zunächst verhindert.

Die Übertragung erfolgte somit erst am 24. Februar. Am folgenden Tag wurde der Rover zunächst neu gebootet und anschließend einem ersten Funktionstest unterzogen. Dabei zeigte sich, dass die neu überspielte Software-Version anscheinend fehlerfrei läuft. Die Tests wurden in den folgenden Wochen – parallel zum ’normalen‘ Betrieb des Rovers – fortgesetzt. Sofern dabei nicht doch noch bisher unentdeckte Schwachstellen erkannt werden ist beabsichtigt, in den nächsten Tagen eine Neuformatierung des Flashspeichers durchzuführen, womit die Isolation der Speicherbank 7 abgeschlossen werden soll.

Wetter und Energiesituation
Neben dem allgemeinen technischen Zustand des Rovers – und dieser kann trotz einiger weiterer altersbedingter Abnutzungserscheinungen immer noch als gut bezeichnet werden – 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 das Sonnenlicht angewiesen.

Für den Betrieb des Bordrechners, der internen Heizung für die wichtigsten elektronischen Bauteile und die tägliche Kommunikation mit der Erde benötigt Opportunity pro Marstag ein Minimum von etwa 160 Wattstunden Energie. Zusätzlich zur Verfügung stehende Energie kann für wissenschaftliche Arbeiten oder für die Durchführung von Fahrten genutzt werden. Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten drei Monate.

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.

• 11.03.2015: 0,577 kWh/Tag , Tau-Wert 0,658 , Lichtdurchlässigkeit 72,50 Prozent
• 03.03.2015: 0,545 kWh/Tag , Tau-Wert 0,708 , Lichtdurchlässigkeit 67,40 Prozent
• 26.02.2015: 0,559 kWh/Tag , Tau-Wert 0,734 , Lichtdurchlässigkeit 67,40 Prozent
• 18.02.2015: 0,559 kWh/Tag , Tau-Wert 0,816 , Lichtdurchlässigkeit 69,50 Prozent
• 09.02.2015: 0,479 kWh/Tag , Tau-Wert 0,824 , Lichtdurchlässigkeit 60,60 Prozent
• 03.02.2015: 0,484 kWh/Tag , Tau-Wert 0,949 , Lichtdurchlässigkeit 63,20 Prozent
• 27.01.2015: 0,534 kWh/Tag , Tau-Wert 0,891 , Lichtdurchlässigkeit 63,60 Prozent
• 21.01.2015: 0,440 kWh/Tag , Tau-Wert 1,037 , Lichtdurchlässigkeit 59,60 Prozent
• 13.01.2015: 0,395 kWh/Tag , Tau-Wert 1,056 , Lichtdurchlässigkeit 60,60 Prozent
• 06.01.2015: 0,438 kWh/Tag , Tau-Wert 1,041 , Lichtdurchlässigkeit 63,10 Prozent
• 17.12.2014: 0,494 kWh/Tag , Tau-Wert 1,189 , Lichtdurchlässigkeit 64,60 Prozent

Die Marsoberfläche ist weitflächig von großen Mengen an Staub bedeckt, welcher durch auftretende Stürme regelmäßig in die Atmosphäre befördert wird, sich dort zunächst verteilt und letztendlich wieder auf der Planetenoberfläche ablagert. Dabei bleibt es nicht aus, dass ein Teil dieses Staubes auch die Solarpaneele des Rovers bedeckt. Dieser Effekt einer kontinuierlich zunehmenden „Staubbedeckung“ der Paneele führt dazu, dass der Rover im Laufe der Zeit immer weniger Energie generieren kann.

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 des Tau-Wertes, welcher sein Maximum erst Ende Oktober erreichte. In den folgenden Monaten haben Anzahl und Stärke der Stürme zwar abgenommen – gleichzeitig haben sich jedoch auch größere Mengen an Staub wieder auf der Marsoberfläche und somit auch auf den Solarpaneelen des Rovers abgelagert.
Teilweise aufgehoben wird dieses Manko allerdings immer wieder durch sogenannte „Dust Cleaning Events“. Die auf dem Mars wehenden Winde „fegen“ dabei von Zeit zu Zeit über die Solarpaneele des Rovers und „reinigen“ diese teilweise von dem zuvor dort abgelagertem Staub. Am 16. Februar 2015, dem Sol 3934 der Mission, hatte Opportunity das erneute Glück, von einer Windböe getroffen zu werden. Dadurch bedingt erhöhte sich die tägliche Energieausbeute des Rovers im Vergleich zur Vorwoche um etwa 12 Prozent. Ein weiteres, diesmal allerdings schwächer ausfallendes Dust Cleaning Event erfolgte Anfang März.

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 – trotz erneuter Sturmaktivitäten entlang des „Acidalia Storm Track“ – die gegenwärtige Wettersituation auf dem Mars.

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 jahreszeitlich bedingten klimatischen Veränderungen 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.

In dem Zeitraum zwischen dem 9. und dem 15. März 2015 registrierte die MARCIE-Kamera – ein weiteres der insgesamt sieben Instrumente an Bord des NASA-Marsorbiters MRO, welches speziell für die Beobachtung des globalen Wetters auf unserem Nachbarplaneten ausgelegt ist – im Bereich der nördlichen Marshemisphäre eine deutlich zunehmende Aktivität von diversen Staubsturmgebieten. Speziell ein größeres Sturmgebiet, welches sich im Grenzbereich der Regionen Acidalia Planitia, Chryse Planitia und Tempe Terra entwickelte, zog dabei in die südliche Richtung und überquerte – dem besagten Acidalia Storm Track folgend – zunächst die Hochebenen Lunae Planum und Xanthe Terra, bevor es sich ab dem 11. März über den Valles Marineris langsam auflöste.
Weitere lokal begrenzte Sturmgebiete wurden in dem Beobachtungszeitraum zudem über der nördlichen Hemisphäre des Mars über dem Tempe Terra, dem Amazonis Planitia und nordwestlich von Arabia Terra registriert. Des weiteren wurde über der Südhemisphäre im Bereich des Terra Cimmeria ein moderates Sturmgebiet beobachtet, welches sich im Verlauf von mehreren Tagen in die Nähe der südlichen Polarkappe des Mars bewegte. Über dem Meridiani Planum – dem Operationsgebiet von Opportunity – und über dem Gale-Krater – hier agiert der Rover Curiosity – war der Himmel dagegen relativ staubarm und über Entfernungen von mehreren hundert Kilometern frei von Sturmaktivitäten.

Ist Opportunity ein Rover, dessen Zeit abgelaufen ist?
Eine deutlich größere Gefahr für die weitere Fortsetzung der – nicht nur ausschließlich aus wissenschaftlicher Sicht, sondern auch in Bezug auf das Interesse der Öffentlichkeit überaus erfolgreichen Mission des Marsrovers Opportunity – als lösbare technische Probleme oder ’schlechtes Wetter‘ findet sich dagegen derzeit anscheinend – wieder einmal – auf dessen Heimatplaneten.

Wie jedes Jahr üblich wird derzeit in den USA über das NASA-Budget für das anstehende Fiskaljahr 2016 verhandelt. In einer diesbezüglichen Anhörung in einem Unterausschuss des US-Senats stellte der NASA-Administrator Charles Bolden am 12. März 2015 die von ihm angedachte Finanzplanung vor. Trotz einer bewilligten Aufstockung der Finanzmittel des Gesamtbudgets der NASA um 2,9 Prozent ist dabei von Charles Bolden keine Bewilligung weitere Finanzmittel für die Opportunity-Mission vorgesehen. Auch die Mission des seit dem 23. Juni 2009 in einer Mondumlaufbahn befindlichen Mondorbiters Lunar Reconnaissance Orbiter soll laut dieser Präsentation eingestellt werden.

Diese Planung steht in einem deutlichen Widerspruch zu einer erst im Sommer 2014 durchgeführten NASA-Studie – der Planetary Science Senior Review, in deren Verlauf alle zwei Jahre die verschiedenen planetaren Missionen der NASA bezüglich ihres wissenschaftlichen Nutzens in Relation zu dem damit verbundenen finanziellen Aufwand eingestuft werden. Beide Missionen wurden dabei im Jahr 2014 als „Exzellent“ beziehungsweise „Sehr gut“ bewertet.

Auf diesen Widerspruch von dem republikanischen US-Senator Cory Gardner angesprochen antwortete Charles Bolden: „Wir können nicht weiterhin Instrumente nutzen und Missionen fortsetzen, deren Zeit abgelaufen ist. Unter diesen Voraussetzungen kann ich keine weitere Missionen wie zum Beispiel die 2016 zu startende Marsmission InSight umsetzen… Ich muss Entscheidungen treffen.“

Charles Bolden befindet sich hier in einem sich deutlich abzeichnenden Konflikt mit der Abteilung für Planetare Forschung der NASA, deren Mitarbeiter eine Weiterfinanzierung der Mission des Marsrovers Opportunity ausdrücklich befürworten. Und auch aus den Reihen der unmittelbar in die Mission involvierten Wissenschaftler und der Mitarbeiter des JPL sind vermehrt kritische Stimmen zu vernehmen, welche auch deutlich auf einer erst kürzlich auf einer in der vergangenen Woche im US-Bundesstaat Texas durchgeführten Fachkonferenz geäußert wurden.

Erst die kommenden Monate werden zeigen, ob die für den Weiterbetrieb von Opportunity benötigten Finanzmittel aufgetrieben werden können. Diese belaufen sich übrigens aktuell auf eine für die Umsetzung einer interplanetaren Mission eher geringe Summe von 16 Millionen US-Dollar pro Jahr. Einen weiterführenden Bericht hierzu – verfasst von Casey Dreier – finden Sie in englischer Sprache auf der Internetseite der Planetary Society.

Bis zum heutigen Tag – dem gerade beginnenden Sol 3967 seiner Mission – hat der Rover Opportunity rund 42.172 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei 201.717 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am JPL übermittelt. Bereits in Kürze wird der Rover die noch fehlenden Meter zurücklegen, welche jetzt noch für die Bewältigung der symbolträchtigen Marathondistanz von 42.195 Metern fehlen.

• Opportunity erreicht den Gipfel des Cape Tribulation (10. Januar 2015)
• Opportunity: Weiterfahrt auch ohne Flash-Speicher (20. Dezember 2014)
• Marsrover Opportunity ist wieder auf Südkurs (16. November 2014)
• Opportunity: Speicherformatierung war erfolgreich (21. September 2014)
• Opportunity: Formatierung des Flash-Speichers nötig (30. August 2014)
• Marsrover Opportunity stellt neuen Streckenrekord auf (30. Juli 2014)

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Der Beitrag Opportunity: Die Marathondistanz ist fast geschafft erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Das primäre Ziel dieser aus zwei baugleichen Rovern bestehenden Robotermission, so die gestellte Zielsetzung der NASA, sollte die Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten sein. Insbesondere sollten dazu die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung der Landestellen der beiden Rover untersucht werden. In Anlehnung an ihre instrumentarischen Ausstattung mit verschiedenen Spektrometern und diversen Kamerasystemen sowie einer Mikroskopkamera und einem Gesteinsbohrer zur direkten Untersuchung der Marsoberfläche wurden die beiden Rover Spirit und Opportunity auch als „Robotergeologen“ bezeichnet.

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

Vor zehn Jahren…

Vor zehn Jahren, am 25. Januar 2004, landete Opportunity, der zweite der beiden an dieser Mission beteiligten Rover, um 06:05 Uhr MEZ bei zwei Grad südlicher Breite und 353,8 Grad östlicher Länge auf der Hochebene Meridiani Planum. Bereits wenige Tage danach begann dieser Kundschafter der Menschheit mit seiner Untersuchung der Marsoberfläche. In den folgenden Jahren bewegte sich Opportunity über eine Distanz von mehr als 38,7 Kilometern und untersuchte dabei neben verschiedenen signifikanten Bodenstrukturen diverse auf dem Weg gelegenen Krater und mehrere Meteoriten (Raumfahrer.net berichtete mehrfach). Aufgrund der während dieser Untersuchungen gesammelten Daten gilt es mittlerweile als gesichert, dass in diesem Bereich der Oberfläche des Mars vor Jahrmilliarden Wasser geflossen ist, welches seine deutlich nachweisbaren Spuren auf der Marsoberfläche hinterlassen hat. Das Wasser trat dabei lange genug auf, um die auf der Marsoberfläche befindlichen Gesteine auch chemisch zu verändern.

Auf seinem Weg über das Meridiani Planum erreichte Opportunity schließlich am 9. August 2011, dem Sol 2681 der Mission, den Endeavour-Krater (Raumfahrer.net berichtete). Der Rover befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen und nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand dieses etwa 22 Kilometer durchmessenden Impaktkraters befindet.

Der Endeavour-Krater entstand vor etwa 3,7 bis vier Milliarden Jahren durch den Einschlag eines Asteroiden. Zu dieser Zeit, welche auch als die Noachische Periode des Mars bezeichnet wird, verfügte unser Nachbarplanet noch über eine dichte Atmosphäre, welche das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche ermöglichte. Durch den Impakt, bei dem der Krater erzeugt wurde, wurde Material an die Oberfläche befördert, welches sich üblicherweise tief im Untergrund befindet und das sich direkten Untersuchungen somit normalerweise entzieht. Speziell dieses freigelegte Material erweckte das Interesse der Marsforscher.

Einstmals vorhandenes Wasser

Messungen mit dem CRISM-Spektrometer des ebenfalls von der NASA betriebenen Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) lieferten im Jahr 2008 eindeutige Hinweise darauf, dass sich am Westrand des Kraters an verschiedenen Stellen Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert haben. Die Existenz dieser Minerale weist auf eine in der Vergangenheit erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hin. Sowohl Opportunity als auch sein baugleicher „Zwillingsbruder“, der mittlerweile leider nicht mehr aktive Rover Spirit, haben im Verlauf ihrer Forschungsarbeiten mehrfach Minerale auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten nachgewiesen, welche sich nur unter dem Einfluss von Wasser bilden können.
Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang besonders der Nachweis von Sulfaten. Diese Sulfate benötigten für ihre Bildung jedoch wahrscheinlich lediglich punktuell auftretende Konzentrationen von verhältnismäßig salzreichen Wasser, welches zudem nicht dauerhaft auf der Planetenoberfläche aufgetreten sein muss. Für die Bildung von Tonmineralen muss die Marsoberfläche dagegen über einen deutlich längeren Zeitraum mit Wasser interagiert haben.

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

Tonminerale entstehen dagegen bei höheren, nahezu neutralen pH-Werten. Ihr Vorhandensein im Bereich des Endeavour-Kraters wird als ein Hinweis darauf interpretiert, dass sich in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals pH-neutrales Wasser befunden haben muss – und dies über einen auch in geologischen Zusammenhängen betrachtet längeren Zeitraum. Eine solche Umgebung könnte in der Vergangenheit unter bestimmten Umständen die Entstehung von primitiven Lebensformen auf dem Mars begünstigt haben.

Opportunity war letztendlich bis zum 13. Mai 2013 mit der Untersuchung der Region Cape York beschäftigt. Nicht nur durch den Nachweis von verschiedenen Gipsadern konnte dabei die frühere Einwirkung von pH-neutralem Wasser bestätigt werden. Messungen mit dem am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelten APX-Spektrometer zeigten zum Beispiel, dass die dort befindliche Gesteinsformation „Esperance“ einen deutlich höheren Anteil an Aluminium- und Siliziumoxiden aufweist als andere Gesteine, welche der Rover während seiner vorherigen Erforschung der Marsoberfläche untersuchte. Dagegen fällt der dort gemessene Anteil von Kalzium und Eisen niedriger aus. Diese Daten wurden dahingehend interpretiert, dass sich Esperance aus Tonmineralen zusammensetzt, welche in der Vergangenheit durch eine intensive, durch Wasser verursachte Veränderung der dortigen Oberfläche erzeugt wurden.

Am 14. Mai verließ Opportunity das Cape York und begann seine Fahrt zu der etwas mehr als zwei Kilometer weiter südlich gelegenen Geländeformation Solander Point, einem weiteren Segment des den Endeavour-Krater umgebenden, allerdings stark erodierten Ringgebirges, dessen nordöstlicher Bereich schließlich am 4. August 2013 erreicht wurde. Anschließend begann der Rover mit einer langsamen Umrundung der Nordspitze dieses Höhenzuges. Dabei wurde speziell die Kontaktzone zwischen der zuvor durchfahrenden, mit einer dünnen Sandschicht bedeckten Ebene „Botany Bay“ und der Basis von Solander Point erforscht. Am 8. Oktober 2013, dem Sol 3451 der Mission, verließ Opportunity die Basis von Solander Point und begann mit der „Besteigung“ dieser Formation (Raumfahrer.net berichtete). In den folgenden Wochen wurden mehrfach interessant erscheinende Ziele angesteuert und anschließend über Zeiträume von jeweils mehreren Tagen hinweg untersucht.

Wie bereits das Cape York besteht auch Solander Point aus verschiedenen Lagen von geschichteten Gesteinsablagerungen und jede einzelne dieser Schichten enthält, vergleichbar mit den Jahresringen eines Baumes, Informationen über deren Alter sowie über differierende chemische und mineralogische Zusammensetzungen. Durch die Analyse dieser Informationen können die an der Mission beteiligten Wissenschaftler Einzelheiten über die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte dieser Region ableiten. Im Rahmen der Erkundung näherte sich der Rover gezielt einem Gebiet, in dem das CRISM-Spektrometer des MRO ebenfalls eindeutige Hinweise auf Ablagerungen von Schichtsilikaten entdecken konnte. Diese mit dem formalen Namen „Moreton Island“ belegte Region wurde im November 2013 erreicht und soll von Opportunity während der kommenden Monate eingehend analysiert werden.

Ein hier befindlicher Oberflächenbereich namens „Cook Haven“ wurde im Dezember angesteuert. Im Bereich von Cook Haven, hiermit ist ein Areal von rund 30 x 30 Metern gemeint, wird Opportunity auch den nächsten Winter verbringen. Die Endpunkte einer jeden Fahrt waren während der letzten Monate so gewählt, dass der Rover dabei vor weiteren aus wissenschaftlicher Sicht interessant erscheinenden Gesteinsformationen zum Stillstand kam, welche anschließend analysiert wurden. Des weiteren wurde jedoch auch darauf geachtet, dass die Endpunkte dieser Fahrten auf einem Gelände lagen, welches eine Neigung von mindestens fünf Grad in die nördliche Richtung aufweist.

Der nächste Winter beginnt

Der Grund hierfür ist der Energiehaushalt des Rovers. 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 Sonnenenergie angewiesen. Aufgrund des Fortschreitens der Jahreszeiten – bereits am 31. Juli 2013 begann auf der südlichen Hemisphäre des Mars der Herbst und Opportunitys Operationsgebiet befindet sich knapp südlich des Äquators – erreicht die Sonne gegenwärtig eine immer niedrigere Höhe über dem Horizont, was letztendlich zu einer immer geringeren täglichen Energieausbeute der Solarzellen führt. Erst nach der Wintersonnenwende, welche auf dem Mars am 14. Februar 2014 erfolgt, wird sich diese Situation wieder verbessern.

Dieser Effekt kann allerdings teilweise ausgeglichen werden, indem der Rover während der „dunklen Jahreszeit“ auf dem Mars nach Norden ausgerichtete Berghänge aufsucht und dort einen Teil des Winters verbringt. Dabei werden die starr am Rover montierten Solarpaneele aufgrund der dadurch gegebenen Ausrichtung des Roverchassis automatisch auf die in nördlicher Richtung stehende Sonne ausgerichtet, was wiederrum eine höhere Energieausbeute zur Folge hat. Eine auf diese Weise herbeigeführte Veränderung des Einfallswinkels des Sonnenlichtes von lediglich zwei bis drei Grad kann bereits zu einer um zehn Prozent veränderten Energieausbeute führen.

Trotz des hohen Alters immer noch einsatzfähig

Die einzelnen Hardware-Komponenten und Instrumente von Opportunity haben die Garantiezeiten der jeweiligen Herstellerfirmen mittlerweile bereits deutlich überschritten. Trotzdem befindet sich der Rover immer noch in einem als gut zu bezeichnenden technischen Allgemeinzustand.

Zwei der Spektrometer, das Mini-TES-Instrument und das Moessbauer-Spektrometer, sind mittlerweile nicht mehr einsatzfähig, was die Analyse von Mineralen ungemein erschwert. Und auch die Bohrkrone des Rock Abrasion Tool (RAT), mit dem bis zu fünf Millimeter tiefe Löcher in die Oberfläche gebohrt werden können, weist mittlerweile Abnutzungserscheinungen auf. Die verschiedenen Kamerasysteme liefern jedoch immer noch exzellente Aufnahmen. Staubablagerungen auf deren Optiken, welche die Qualität der Fotos beeinträchtigen, können durch entsprechende Softwareprogramme „herausgerechnet“ werden. Und auch das APX-Spektrometer liefert immer noch exzellente und wissenschaftlich wertvolle Daten.

Das rechte Vorderrad des Rovers kann aufgrund eines ausgefallenen Motors bereits seit mehren Jahren nicht mehr eingeschlagen werden und benötigt außerdem für den Fahrbetrieb mehr Energie als die anderen Räder. Dieses Problem kann allerdings umgangen werden, indem der Rover während des Fahrbetriebes im „Rückwärtsgang“ über die Marsoberfläche dirigiert wird. Auch der Ausfall von einem der Gelenke, mit denen die Bewegungen des Instrumentenarmes gesteuert werden, hat sich während der letzten Jahre als ein nur unwesentliches Problem herauskristallisiert. Und auch wiederholt auftretende Probleme mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers von Opportunity konnten immer wieder behoben werden und haben keine größeren Auswirkungen auf die Fortsetzung der Mission.

Auch verschiedene, zuletzt im Dezember 2013 aufgetretene Probleme mit dem Marsorbiter Mars Odyssey, welcher sich zeitweise in einem Sicherheitsmodus befand, und dem Deep Space Network der NASA, welche beide für die Kommunikation mit Opportunity benötigt werden, konnten den Betrieb des Rovers nicht nachhaltig beeinträchtigen.

Wetter und Energiesituation
Neben dem technischen Zustand des Rovers muss jedoch auch immer ein Blick auf die aktuelle Energiesituation geworfen werden. Während der letzten Monate waren auf dem Mars mehrfach verschiedene, allerdings immer nur lokal begrenzte Staubstürme aktiv, welche sich dabei zudem nicht direkt über das Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity, hinweg bewegt haben. Im Rahmen dieser Stürme wurden allerdings auch immer wieder größere Mengen an Staub in die Marsatmosphäre befördert, welcher sich dort zunächst verteilte und anschließend wieder auf der Planetenoberfläche ablagerte. Dabei blieb es auch nicht aus, dass ein Teil dieses Staubes auch die Solarpaneele des Rovers bedeckte.
Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

• 21.01.2014: 0,361 kWh/Tag , Tau-Wert 0,595 , Lichtdurchlässigkeit 59,40 Prozent
• 15.01.2014: 0,353 kWh/Tag , Tau-Wert 0,617 , Lichtdurchlässigkeit 58,50 Prozent
• 07.01.2014: 0,360 kWh/Tag , Tau-Wert 0,563 , Lichtdurchlässigkeit 55,50 Prozent
• 01.01.2014: 0,371 kWh/Tag , Tau-Wert 0,569 , Lichtdurchlässigkeit 56,60 Prozent
• 17.12.2013: 0,314 kWh/Tag , Tau-Wert 0,590 , Lichtdurchlässigkeit 49,40 Prozent
• 07.12.2013: 0,268 kWh/Tag , Tau-Wert 0,587 , Lichtdurchlässigkeit 46,80 Prozent
• 05.12.2013: 0,270 kWh/Tag , Tau-Wert 0,549 , Lichtdurchlässigkeit 46,70 Prozent
• 25.11.2013: 0,310 kWh/Tag , Tau-Wert 0,603 , Lichtdurchlässigkeit 49,60 Prozent
• 21.11.2013: 0,302 kWh/Tag , Tau-Wert 0,668 , Lichtdurchlässigkeit 49,80 Prozent
• 05.11.2013: 0,311 kWh/Tag , Tau-Wert 0,536 , Lichtdurchlässigkeit 49,10 Prozent

Bis Mitte Dezember 2013 fiel der Energiewert von Opportunity – wie für die gegenwärtige Jahreszeit zu erwarten – kontinuierlich ab, stieg dann jedoch zunächst wieder an. Für den deutlich erkennbaren Sprung während der Jahreswende waren mehrere sogenannte „Dust Cleaning Events“ verantwortlich. Stärkere Windböen, welche den Rover am 31. Dezember und am 1. Januar trafen, „reinigten“ die Solarpaneele des Rovers teilweise von dem zuvor dort abgelagertem Staub. Vergleichbare Ereignisse traten auch in den folgenden Wochen immer wieder auf. Sollten in näherer Zukunft auf dem Mars 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 Wochen durch die verschiedenen Marsorbiter beobachteten Staubsturmgebiete befanden sich über der nördlichen Hemisphäre und gingen hauptsächlich von den Randbereichen der nördlichen Polarkappe aus, von wo aus sie sich in die nördlichen Tiefebenen ausdehnten. Hiervon waren in der vergangenen Woche speziell das Acidalia Planitia und der nördliche Bereich des Chryse Planitia betroffen. Bei der Mehrzahl dieser Stürme handelte es sich um lokal begrenzte und nur wenige Tage andauernde Ereignisse.

Die nähere Zukunft
Opportunity wird wahrscheinlich noch bis zum Mai 2014 in der Region Cook Haven operieren. Anschließend, so die derzeitigen Planungen der an der Mission beteiligten Wissenschaftler, soll der Rover die Erkundung der Randgebiete des Solander Point fortsetzen und sich dabei Schritt für Schritt noch weiter in die südliche Richtung bewegen. Bei der dabei angepeilten Region handelt es sich um eine weitere Formation von offen zutage tretenden Grundgestein, welche sich etwa 600 Meter von dem derzeitigern Standort entfernt befindet. Auch dort, so Ray Arvidson von der Washington University in St. Louis/USA, konnte das CRISM-Spektrometer des Mars Reconnaissance Orbiter eindeutige Signaturen von Tonmineralen nachweisen.

„Im Rahmen unserer Untersuchungen betrachten wir derzeit eine Geologie, welche durch unterschiedliche Einwirkungen von Wasser geschaffen wurde. Entlang der Westseite des Solander Point bis hinunter zum Cape Tribulation [der nächsten Geländeerhöhung am Westrand des Endeavour-Kraters] befinden sich laut dem CRISM-Spektrometer noch viele weitere interessante Formationen – und wir wissen, wo die interessantesten dieser Formationen zu finden sind“, so Ray Arvidson.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3556 der Mission, hat Opportunity insgesamt 38.736,91 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei mehr als 188.200 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Durch die im bisherigen Missionsverlauf gesammelten Daten hat sich das Wissen der Menschheit über den Mars ungemein erweitert. Am gestrigen Tag veränderte der Rover seine Position minimal. In den kommenden Tagen soll zunächst die Untersuchung des Steins „Pinnacle Island“ fortgesetzt werden.

Aufgrund des fortgeschrittenen Alters von Opportunity muss allerdings eigentlich jederzeit damit gerechnet werden, dass überlebensnotwendige Komponenten des Rovers dauerhaft ausfallen und die Mission dadurch bedingt eingestellt werden muss. Selbst wenn dieser Fall in Kürze eintreten sollte werden die an der Mission beteiligten Wissenschaftler jedoch noch viele weitere Jahre damit beschäftigt sein, die bisher gewonnenen Daten auszuwerten und in einen wissenschaftlichen Kontext zu versetzen.

Momentan deutet jedoch alles darauf hin, dass der Robotergeologe seine Arbeit auch weiterhin zuverlässig ausführen und dabei als Kundschafter der Menschheit auf einem bis vor Kurzem noch fremden Planeten agieren wird. Raumfahrer.net wird Sie auch weiterhin über die zukünftigen Fortschritte bei dieser überaus spannenden und erfolgreichen Mission informieren.

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

Während der letzten Wochen war aufgrund der erst kürzlich beendeten Konjunktionsstellung des Mars – hierbei handelt es sich um eine etwa alle 26 Monate auftretenden Planetenstellung, bei der sich der Mars von der Erde aus gesehen direkt neben der Sonne befindet – keine direkte Kommunikation mit dem auf der Marsoberfläche operierenden Rover Opportunity möglich (Raumfahrer.net berichtete über diese Konjunktion).

Um den Empfang von unvollständigen und damit eventuell fehlerhaften Kommandosequenzen durch Opportunity zu vermeiden, wurde dem Rover im Vorfeld der Konjunktion für den Zeitraum zwischen dem 9. und dem 28. April 2013 eine Reihe von Kommandos für den Einsatz der wissenschaftlichen Instrumente übermittelt, welche Opportunity anschließend autonom durchführte, ohne dabei weitere Instruktionen von der Erde zu erhalten.

Neben der Langzeit-Untersuchung einer mit dem Namen „Esperance-3“ belegten Gesteinsformation durch das vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelte und betriebene APX-Spektrometer waren dabei auch verschiedene Aufnahmen des Marshimmels durch die Panoramakamera des Rovers vorgesehen, durch deren Auswertung die an der Mission beteiligten Wissenschaftler den Staubgehalt in der Marsatmosphäre ermitteln wollen. Die während dieser Phase gewonnenen Daten wurden zuerst im Computersystem des Marsrovers abgelegt beziehungsweise an die beiden im Marsorbit operierenden NASA-Raumsonden Mars Odyssey und Mars Reconnaissance übertragen und erst nach dem Ende der Konjunktion am 27. April an das auf der Erde befindliche Deep Space Network (DSN) gesendet.

Bei der Auswertung der Telemetriedaten des Rovers zeigte sich, dass sich Opportunity wenige Tage zuvor am 22. April, dem Sol 3.286 seiner Mission, in einen speziellen Standby-Modus versetzt hatte.

„Wir fanden den Rover in einem „Automodus“ genannten Standby-Modus vor, im dem er lediglich passiv auf weitere Kommandos von der Erde wartet, ohne eigene Aktivitäten durchzuführen“, so John Callas, der Projektmanager der Mars Exploration Rover-Mission des für die Kontrolle des Rovers verantwortlichen Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien.
Als Ursache für den Übertritt in den Automodus wird ein unerwarteter Reboot des Computersystems angenommen, welcher durch einen Fehler im Flash-Speicher des Bordcomputers ausgelöst wurde. Vermutlich sind aufgrund der langjährigen Einsatzdauer des Rovers, welcher eigentlich lediglich 90 Tage auf der Marsoberfläche aktiv sein sollte, einige der dortigen Speicherzellen ausgefallen. Vergleichbare Ereignisse traten in der jüngeren Vergangenheit bereits mehrfach auf, stellten bisher allerdings kein größeres Problem dar. Sollten sich diese Ausfälle jedoch häufen, so muss der Flash-Speicher eventuell formatiert werden. Hierdurch konnte ein vergleichbares Problem, welches bei dem mittlerweile nicht mehr aktiven Marsrover Spirit auftrat, erfolgreich umgangen werden.

Trotz dieser kurzen Schrecksekunde am 27. April verfiel das technische Team der Opportunity-Mission aufgrund der mittlerweile langjährigen Erfahrung mit dem Rover jedoch keineswegs in Panik. Ein Übertritt in den Automodus ist bei einem unerwarteten Neustart des Computersystems üblich.
„Wir verfügen über verschiedene Gefahrenstufen und damit verbundene automatische Vorgehensweisen, um den Rover im Falle von auftretenden Störungen vor deren Auswirkungen zu schützen und der Automodus ist dabei die niedrigste Stufe“, so Bill Nelson, der Chefingenieur der Mission. „Im Automodus wird der Rover in der Regel für einen Zeitraum von etwa 90 Minuten aktiv, um in dieser Zeit eventuell von der Erde eingehende Kommandos aufzufangen und umzusetzen. Sollten in diesem Zeitraum keine Kommandos eingehen, so schaltet er sich wieder ab, geht über Nacht in einen Schlaf-Modus und wird erst am nächsten Tag wieder aktiv.“ Die entsprechenden Zeitfenster für eventuelle Kommunikationen sind im Bordcomputer des Rovers hinterlegt.

Obwohl Opportunity nach dem Auftreten dieses Problems über mehrere Tage hinweg keine Hilfestellung von seinem Kontrollzentrum erhalten konnte hat der Rover diese Situation ohne jegliche weitere Probleme überstanden. Mittels einer am 1. Mai übermittelten Kommandosequenz gelang es dem für die Opportunity-Mission verantwortlichen Team des JPL, den Rover wieder in den normalen Betriebsmodus zu versetzen.
Bereits einen Tag später, am Sol 3296 seiner Mission, führte der Rover seine erste, allerdings nur minimal ausfallende Positionsveränderung seit über vier Wochen durch. Im Rahmen dieser „Fahrt“ – der zuständige Roverdriver des JPL sprach von der kürzesten Fahrt, welche er jemals auf der Marsoberfläche durchgeführt hat – absolvierte Opportunity eine Drehung um lediglich 0,507 Grad um die eigene Achse.

Durch diese leichte Drehung gelangte allerdings – wie beabsichtigt – ein neues Bodenziel in die Reichweite des an der Vorderseite des Rovers befestigten Instrumentenarmes, welches während der vergangenen Tage mit dem APX-Spektrometer und dem Mikroskop des Rovers untersucht wurde. Eventuell soll die jetzt untersuchte Formation in den kommenden Tagen noch einmal mit einem Gesteinsschleifer bearbeitet und so von Staubablagerungen befreit werden. Durch eine Wiederholung der vorherigen Messungen könnten die beteiligten Instrumente dann einen nicht durch Umwelteinflüsse erodierten Bereich dieser Gesteinsformation analysieren.

Nach dem erfolgreichen Abschluss dieser Messkampagne wird Opportunity jedoch seine bereits seit dem 9. August 2011 andauernde Untersuchung des Cape York abschließen und sich, dem Randbereich des Endeavour-Kraters folgend, in die südliche Richtung orientieren. Diese Weiterfahrt ist für die nächsten Tage vorgesehen und soll nach dem aktuellen Planungsstand spätestens am kommenden Wochenende beginnen.

Als nächstes Ziel des Rovers wurde eine weitere Erhöhung am westlichen Rand des Endeavour-Kraters ausgewählt, welche Opportunity noch im August dieses Jahres erreichen soll. An der Nordseite dieser etwa 80 Meter hohen und rund zwei Kilometer vom aktuellen Standort entfernten Geländeerhebung namens „Solander Point“ soll Opportunity dann den kommenden Marswinter verbringen.

Aufgrund der relativ kurzen Zeit, welche dem Rover für diese Fahrt über zwar ebenes, aber bisher nicht im Detail bekanntes Gelände zur Verfügung steht, wird es voraussichtlich nur wenige Gelegenheiten für längere Fahrtunterbrechungen und damit verbundene weitere Untersuchungen der Marsoberfläche geben.

„Wir haben eine schnelle Transitroute ausgearbeitet, auf der wir noch vor dem Einsetzen des Winters Solander Point erreichen werden“, so Ray Arvidson von der Washington University in St.Louis/USA, der stellvertretende Chefwissenschaftler der Mission. Basierend auf der aktuellen Energiesituation des ausschließlich mit Sonnenenergie betriebenen Rovers und der Vorhersage der weiteren Entwicklung soll Opportunity sein nächstes Winterquartier optimalerweise noch Anfang August erreichen. Sollte sich die Energiesituation zwischenzeitlich allerdings besser entwickeln als vorhergesagt, so stünde eventuell etwas mehr Zeit für weitere kurze wissenschaftliche Untersuchungen zur Verfügung.

„Einige Sols in Reserve, welche für wissenschaftliche Entdeckungen genutzt werden können, sind eine gute Sache. Allerdings wissen wir nicht, was uns auf dieser Fahrt erwartet, bis wir den Weg angetreten haben. Aktuell verfügen wir noch über eine gewisse Reserve und wir werden sehr genau überlegen, wie und wo wir diese Zeit verbringen werden“, so Steve Squyres von der Cornell University, der leitende Wissenschaftler der Opportunity-Mission.
Abgesehen von den bereits weiter oben erwähnten, von den an der Mission beteiligten Ingenieuren allerdings nicht als gravierend eingestuften Problemen mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers befindet sich Opportunity trotz einer bereits mehrjährigen Überschreitung des ursprünglich garantierten Einsatzalters immer noch in einem aus technischer Sicht betrachteten guten Zustand.

Einer weiteren Erforschung der Marsoberfläche steht somit nichts im Weg und bereits in wenigen Tagen sollte der Robotergeologe seine überaus erfolgreiche Untersuchung der Marsoberfläche fortsetzten und dabei auch bisheriges Terra incognita, bisher nicht näher erkundete Bereiche der Marsoberfläche, überqueren und für die Blicke der Menschheit zugänglich machen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3299 seiner Mission, hat der Rover Opportunity insgesamt rund 35.650 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei mehr als 179.100 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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• Aktuelle Diskussion zu Spirit und Opportunity

Der Beitrag Opportunity: Die Sonnenkonjunktion ist beendet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Das primäre Ziel dieser aus zwei baugleichen Rovern bestehenden Robotermission, so die gestellte Zielsetzung der NASA, bestand in der Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von flüssigem Wasser auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten. Insbesondere sollten dazu die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung der Landestellen der beiden Rover untersucht werden. In Anlehnung an ihre instrumentarischen Ausstattung mit jeweils drei Spektrometern, diversen Kamerasystemen, einer Mikroskopkamera und einem Gesteinsbohrer werden die beiden Rover Spirit und Opportunity deshalb auch als „Robotergeologen“ bezeichnet.

Was von der NASA anfangs als eine Mission von lediglich 90 Tagen Dauer geplant war, entwickelte sich im Laufe der folgenden Jahre zu einer nahezu unvergleichlichen Erfolgsgeschichte. Sowohl aus technischer als auch aus wissenschaftlicher Sicht übertrafen die beiden Rover selbst die optimistischsten Erwartungen bei Weitem.

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

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

Auf seinem Weg über das Meridiani Planum erreichte Opportunity schließlich am 9. August 2011, dem Sol 2.681 der Mission, den Endeavour-Krater. Opportunity befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen und nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand dieses etwa 22 Kilometer durchmessenden Kraters befindet.

Einstmals vorhandenes Wasser

Vorherige Untersuchungen des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) deuteten eindeutig darauf hin, dass sich am Westrand dieses Kraters an verschiedenen Stellen Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert haben. Dies weist auf eine früher erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hin. Sowohl Opportunity als auch sein baugleicher „Zwillingsbruder“, der mittlerweile nicht mehr aktive Rover Spirit, haben im Verlauf ihrer Forschungsarbeiten mehrfach Minerale auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten nachgewiesen, welche sich normalerweise nur unter dem Einfluss von Wasser bilden können.
Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang besonders der Nachweis von Sulfaten. Diese Sulfate benötigten für ihre Bildung jedoch wahrscheinlich lediglich punktuell auftretende Konzentrationen von verhältnismäßig salzigem Wasser, welches zudem nicht dauerhaft auf der Planetenoberfläche aufgetreten sein muss. Für die Bildung von Tonmineralen müsste die Marsoberfläche dagegen über einen deutlich längeren Zeitraum mit Wasser interagiert haben.

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

Tonminerale entstehen dagegen bei höheren, nahezu neutralen pH-Werten. Ihr Vorhandensein im Bereich des Endeavour-Kraters wird als ein Hinweis darauf interpretiert, dass sich in diesem Bereich der Marsoberfläche einstmals pH-neutrales Wasser befunden haben muss – und dies über einen in geologischen Zusammenhängen betrachtet längeren Zeitraum. Eine solche Umgebung könnte in der Vergangenheit unter bestimmten Umständen die Entstehung von primitiven Lebensformen auf dem Mars begünstigt haben.

Die Region Matijevic Hill

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

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

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

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

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

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

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

Hier ein Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Wochen. Der Tau-Wert steht dabei für die Durchsetzung der Marsatmosphäre mit Staub und Wassereiskristallen. Je mehr Staub sich in der Atmosphäre des Planeten befindet, desto höher fällt dieser Wert aus. Der Wert für die Lichtdurchlässigkeit der Solarzellen gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarpaneele des Rovers trotz einer bedeckenden Staubschicht erreicht und letztendlich zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Je niedriger der Tau-Wert und je höher der Faktor für die Lichtdurchlässigkeit ausfällt, desto besser ist dies für den Energiehaushalt des ausschließlich mittels Sonnenenergie betriebenen Rovers.

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

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

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3201 der Mission, hat Opportunity insgesamt 35.455,34 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei mehr als 176.000 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Höhere Auflösungen des „Matijevic Hill Panoramas“ finden Sie hier.

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

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

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

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

Autor: Eric Honstraß. Vertont von Julian Schlund.

Mittfünfziger auf dem Mars

Ein vergleichbarer Mensch wäre wohl im reiferen Alter zwischen 50 und 60. Trotz eines mitzuschleifenden Rades, eines Arms, der seine volle Beweglichkeit eingebüßt hat und Speicherproblemen, die durch dauernde Neustarts ausgeglichen werden sollen, machen die MER weiter. „Ich selbst bin mit 58 Jahren auch im reiferen Alter und musste wegen Arthritis (Gelenkentzündung) am Stock gehen,“ sagt Jake Matijevic, Chef des Techniker-Teams. Die Rover haben ähnliche „arthritische“ Probleme in ihren Gelenken. Spirits Vorderradmotor funktioniert nicht mehr, Opportunitys defektes Heizelement verursacht im Roboterarm Temperaturen zwischen –70°C und +70°C zu, was starke Abnutzungserscheinungen und Risse nach sich zieht. Dennoch sind die Rover – wie die meisten Mittfünfziger – im Herzen jung geblieben. Ihre Langlebigkeit und ihre Erfolge setzen hohe Erwartungen an zukünftige Robotergenerationen und auch an menschliche Forscher, die den extremen Bedingungen auf dem Mars trotzen müssen.

Warm und beweglich bleiben

Mit ihrer Isolationsfolie, die für das rauhe Marsklima entworfen wurde, machen die Rover tägliche Schwankungen der Oberflächentemperatur von 60 Grad mit. Diese Extreme erschweren es, Menschen in Zukunft angemessen für ihre Marsabenteuer einzukleiden. Glücklicherweise forschen Wissenschaftler bereits an Bekleidung, die ein Mensch bräuchte, um auf dem Mars zu überleben. Dr. Jeff Jones, NASA-Flugarzt vom Johnson Raumfahrtcenter in Houston, lebte in der Arktis in simulierter Marsumgebung für das Haughton-Mars-Projekt der NASA. Die polare Wüste wurde hierbei als Testgelände für eine bemannte Marsforschung genutzt. Jones hat Raumanzüge getestet, die die Planetenforscher vor den extremen Temperaturschwankungen und krebserregender Strahlung, die die dünne Marsatmosphäre durchdringt, schützen soll. Im vergangenen Sommer legten Jones und das Haughton-Mars-Projektteam konzeptionelle Raumanzüge für reale wissenschaftliche Experimente in marsähnlicher Umgebung an. Dabei fanden sie heraus, dass Marsanzüge beweglicher sein müssen als diejenigen, die während des Aufbaus der Internationalen Raumstation (ISS) verwendet werden. „Astronauten auf dem Mars müssen sich bücken können, um Gesteinsproben aufzusammeln … und auch wieder aufstehen können, ohne hinzufallen,“ lacht Jones.

Opportunity kann davon ein Lied singen. Seine eingeschränkte Funktionalität in den Gelenken bringt ihn an den Rand des Verlustes der Fähigkeit, den Arm abwärts zu bewegen und Steine auf der Oberfläche zu erreichen. In der Ferne arbeiten unverbesserliche Ingenieure am Alterungsproblem der Rover, wobei sie den Teilen, die seit langem ihre dreimonatige Garantiezeit überschritten haben, vorbeugende Maßnahmen und Fürsorge angedeihen lassen. “Wohl wissend um das Risiko, den Motor im Schultergelenk vollständig zu verlieren, erarbeiteten wir einen Plan, der es uns erlaubt, mit ’unverstautem’ Arm noch gelegentlich zu fahren. Das Fahrzeug kann sich nun vorsichtig bewegen, wobei der Arm in der marsianischen Luft herumbaumelt,” erklärt Matijevic. “Aber ich kann mich nicht daran erinnern, dass jemand gesagt hätte‚ dass es hoffnungslos sei.“

Makelloses Leben

Astronauten und Rover sind außerhalb der Reichweite der Ärzte oder Ingenieure, daher ist der beste Weg, medizinische oder mechanische Probleme zu lösen, sie erst gar nicht entstehen zu lassen. Jones verordnet althergebrachte Übungen, um die (menschlichen) Körper gesund zu erhalten. „Atronauten auf der ISS trainieren zwei Stunden täglich, um ihre Muskeln bei Kräften zu belassen,“ erläutert Jones.
Auf der Erde bietet Mutter Natur alterungshemmende und körperreinigende Stoffe. „Ich ermuntere jeden, Dinge zu essen, die er eigentlich nicht mag – wie Broccoli und Rosenkohl – um den Körper durch Antioxidationsmittel, die giftige Partikel aus dem Körper fegen, gesund zu erhalten,“ erklärt Jones. „Eine Herausforderung für Astronauten ist die Tatsache, dass wir bisher keinen geeigneten Raumschiff-Kühlschrank haben, der Früchte frisch halten könnte, weswegen wir Rezepte für Antioxidationszusätze entwickeln, die eingenommen werden können, um auf dem Weg zum Mars gesund zu bleiben,“ sagt Jones.

Die marsianische Mutter Natur hat eine andere Lösung zur Systemreinigung für Rover gefunden. Es stellte sich heraus, dass marsianischer Wind den Rovern half, würdevoll zu altern, indem er Staub von den energieliefernden Solarzellen fegte. Beide Rover profitierten von Staubstürmen, die wie bei einer Herz- und Lungenoperation beim Menschen, lebenswichtige Organe freilegten. „Die Reinigung durch die Staubstürme hat die Rover wiederbelebt,“ sagt Matijevic.

Erwartungen an zukünftige Generationen

Das ist wichtig, denn das Leben der Rover hängt von der eingefangenen Sonnenenergie ab. Wie viele andere im fortgeschrittenen Alter werden sie nach dem sonnigsten Platz suchen, um dem Winter zu begegnen. Nachdem sie bereits über ein Marsjahr lang halten – fast neunmal länger als geplant – ist sich keiner sicher, wie lang das noch dauern wird. „Wenn die Rover eines Tages ihre Arbeit einstellen, werde ich es vermissen, täglich neue Bilder zu sehen, aber da ich mich selbst nicht für alt halte, hoffe ich nach dem Tod der Rover an der Mars Science Laboratory Mission mitarbeiten zu können,“ lächelt Matijevic.

Da die neuen Rovergenerationen noch schneller und weiter auf dem Mars fahren können, werden zukünftige Astronautengenerationen – vielleicht die Enkel der heutigen Mittfünfziger – beginnen, sich weiter von der Erde weg zu bewegen. Am Horizont erscheint eine neue Ära der menschlich-robotischen Partnerschaft, mit einer von den jung gebliebenen Rovern hoch angesetzten Messlatte für alle, die ihnen folgen werden.

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Spirits frühere Probleme mit dem rechten Vorderrad

Der Beitrag Rover ebnen den Weg für zukünftige Forscher erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Hans J. Klemm. Vertont von Dominik Mayer.

Die beiden Mars-Rover Spirit und Opportunity arbeiteten überraschend gut und es scheint kein Ende ihrer Aktivität in Sicht.

Opportunity untersuchte seinen vor der Landung auf der Mars-Oberfläche abgeworfenen Hitzeschild und hat dabei in der Nähe der Absturzstelle den Meteoriten Heat Shield Rock gefunden. Spirit ist vom Boden des Gusev-Kraters zu den Columbia-Hills aufgestiegen und hat von dort sensationelle Panoramaaufnahmen gemacht.

Für die europäische Weltraumagentur ESA begann das Jahr 2005 erfolgreich mit der Landung der Raumsonde Huygens im Rahmen der Cassini/Huygens Mission, einer Gemeinschaftsproduktion von ESA, NASA und ASI, am 14. Januar auf Titan, einem eisigen Mond des Ringplaneten Saturn. Der Saturn-Orbiter Cassini liefert seitdem einmalige Aufnahmen von den Saturnmonden Enceladus, Titan, Dione und Rhea und wird auch weiterhin Bilder liefern.

Die ESA hat Mitte 2005 den Einsatz der Mission Don Quijote beschlossen. Ziel wird sein, die Raumsonden Hidalgo und Sancho zu einem Asteroiden zu schicken, wo getestet werden soll, ob die Flugbahn dieses Objektes abgelenkt werden kann. Wichtig ist das für den Notfall, wenn ein Killer-Asteroid von einem Crash mit der Erde abgehalten werden muss.

Es folgte im Februar der erfolgreiche Einsatz der stärksten europäischen Trägerrakete Ariane 5/ECA mit einem triple-Start und im November ein double-Start mit 8 t Masse in einen GTO. Weiter erfolgreich blieb die ESA durch den Start der Raumsonde Venus Express im November und das erfolgreiche Aussetzen des europäischen Kommunikationssatelliten Galileo-GIOVE-A am 28. Dezember. Galileo-GIOVE-A ist ein Testsatellit für das von der EU geplante europäische Navigationssystem, eine Konkurrenz für das amerikanische GPS bzw. das russische GLONASS.

Eine spektakuläre Leistung vollbrachte die NASA mit ihrer Deep-Impact-Mission. Am 4. Juli, am amerikanischen Independence Day, schlug der Impactor auf dem Kometen Tempel 1 ein. Dieses außergewöhnliche Ereignis wurde live übertragen. Sinn der Mission war es, festzustellen, aus welchem Material Kometen bestehen. Die Sonde Deep Impact befindet sich nach erfolgreicher Flugkorrektur jetzt in einer Warteposition, da sie eventuell zum Kometen 85P/Boethin fliegen soll.

Die NASA startete am 26. Juli mit dem Space Shuttle Discovery den ersten Flug nach der Columbia-Katastrophe zur Internationalen Raumstation ISS. Leider verlief dieser Flug auch nicht ohne Probleme, da sich beim Start einige Stücke Schaumstoff vom Tank gelöst hatten. Deshalb musste erstmals in der Geschichte der Raumfahrt eine Außenreparatur an einem Raumflugkörper im All durchgeführt werden.

Dieses Problem versuchen die Amerikaner jetzt zu lösen, und dadurch wurden keine weiteren Flüge für 2005 geplant. Die ISS wurde neben dem einzigen Space-Shuttle-Einsatz durch 3 russische Progress-Frachter und 2 russische Personenkapseln Sojus-TMA mit Material, Treibstoff und Sauerstoff, sowie Wasser beliefert.

Leider musste die Reise des deutschen Astronauten Thomas Reiter zur ISS auf 2006 verlegt werden.

Aufgrund vertraglicher Regelungen zwischen der amerikanischen Raumfahrtagentur NASA und der russischen Weltraumagentur ROSKOSMOS konnten amerikanische Astronauten nur bis Ende 2005 mit den russischen Raumkapseln Sojus-TMA kostenlos mitfliegen. Plätze kaufen durften die Amerikaner wegen des bestehenden Iran-Non-Proliferation-Act 2000 nicht, dieses Gesetz wurde aber zwischenzeitlich aufgehoben, so dass Flüge für amerikanische Astronauten mit russischen Raumschiffen zur ISS gegen Bezahlung ab sofort möglich sind.

Am 12. August ist die NASA-Raumsonde MRO zum roten Planeten aufgebrochen. Sie soll im März 2006 im Marsorbit ankommen und Oberflächenaufnahmen mit höchster Auflösung machen.

Im September stellte der NASA-Chef M. Griffin das ehrgeizige Programm 2018 der NASA vor. Danach will die NASA nach fast 50 Jahren wieder einen Astronauten auf den Mond bringen. Anschließend soll es zum Mars gehen. Dieses Programm beinhaltet einen neuen Träger und einen neuen Raumtransporter zur Personenbeförderung. Da die US-Space-Shuttles ab 2010 nicht mehr fliegen werden, ist diese Ersatzbeschaffung zwingend notwendig.

Wehmütig nahmen viele Raumfahrtfans Abschied von der NASA-Rakete Titan, die am 20. Oktober nach über 46 Betriebsjahren zu ihrem letzten Flug abhob.

Einen empfindlichen Rückschlag hat die private Raumfahrtindustrie erlitten. Bereits im November musste der erste Start der privaten Trägerrakete Falcon 1 des amerikanischen Unternehmens SpaceX wegen technischer Probleme abgesagt werden. Aber auch der neue Termin im Dezember konnte wegen technischer Mängel an der Rakete nicht eingehalten werden. Ein Termin für einen weiteren Versuch steht noch nicht fest. Das Unternehmen SpaceX wollte mit diesem Start beweisen, dass Trägerraketen von privaten Unternehmen kostengünstiger und ebenso sicher geflogen werden können. Dieser Beweis blieb bis jetzt aus.

Einen Teilerfolg konnte das japanische Weltraumkonsortium JAXA verbuchen. Die Raumsonde Hayabusa erreichte am 12. September in einer Entfernung von über 280 Millionen km von der Erde den Asteroiden Itokawa. Die Raumsonde sollte Anfang Dezember den Lander Minerva auf dem Asteroiden aussetzen, was leider misslang. Auch die Bodenmaterialaufnahme von der Oberfläche des Asteroiden scheint nicht sicher gelungen zu sein. Ein Rückflug von Hayabusa zur Erde konnte bis jetzt nicht gestartet werden, da im Augenblick kein Funkkontakt zwischen Sonde und Bodenstation besteht.

Einen großen Erfolg konnte die chinesische Raumfahrt erzielen. Am 12. Oktober startete ihr zweiter bemannter Raumflug mit der neuen Raumkapsel Shenzhou 6. An Bord waren zwei Taikonauten, die während der 115 Stunden im All orbitale Experimente durchführten. China wollte sich durch diese Mission auf nächste Mission, mit Ausstieg aus der Kapsel, vorbereiten.

Weniger spektakulär, aber dafür recht häufig waren die Starts der russischen Weltraumagentur ROSKOSMOS. Sie absolvierte 27 Starts von russischen Weltraumbahnhöfen, fast ebenso viele wie alle Starts von Trägern, über 60 insgesamt, der anderen Weltraumagenturen. Der Träger R-7 wurde bei 12 Starts eingesetzt und der Träger UR 500 bei 7 Einsätzen. Damit führt Russland auch 2005 die Startliste an. Weitere Starts für militärische Satelliten bzw. kleinere Payloads sind in dieser Aufstellung nicht enthalten. Aber nicht alle Flugaufträge wurden erfolgreich abgeschlossen, so wie die Missionen Cryosat, Demonstrator und Molniya-3.

Insgesamt waren im Jahre 2005 17 Personen aus 5 Nationen im Weltall, davon ein Privatmann, der mit einer russischen Sojus-TMA gegen entsprechende Bezahlung zur Raumstation ISS geflogen ist. Erfreuliches lieferten auch die Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 aus dem All. Ihre Sender funktionieren noch und in größeren Zeitabständen findet ein Kontakt zwischen den beiden Sonden und der Bodenstation statt. Voyager 1 befindet sich mit 96,312 AE Entfernung von der Sonne schon am Übergang zur Heliopause, dem Ende des Sonnensystems. Voyager 2 ist 84,933 AE entfernt.

Das Weltraumteleskop Hubble feierte 2005 sein 15. Einsatzjahr im All, die ESA blickt auf ihr 30-jähriges Bestehen zurück und das russische Kosmodrom Baikonour feierte 50-jähriges Bestehen. Vor 100 Jahren hat A. Einstein seine berühmte Formel E = mc² vorgestellt.

– Ende des Beitrags –

Der Beitrag Raumfahrt-Jahresrückblick 2005 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: NASA.

Die NASA hat die Mission der Mars Exploration Rover (MER) verlängert. Sie wurde nun auf fünf Arbeitsmonate erhöht, nachdem sie ihre dreimonatige Hauptmission beendet haben.

Der erste der beiden Rover, Spirit, hat bereits das Ende seiner Hauptmission erreicht und beginnt mit seiner erweiterten Mission. Spirit fuhr in 90 Tagen über 600 Meter als Fahrdistanz.

Der Zwilling von Spirit, Opportunity, landete drei Wochen nach Spirit. Er ist noch in seiner 90tägigen Hauptmission. Ein Marstag ist um 40 Minuten länger als ein Erdentag. Am 26.April wird auch Opportunity seine 90tägige Mission beendet haben.

„Durch den großen Erfolg den beide Rover erbrachten wurde der Antrag zu Verlängerung natürlich ausgestellt“, sagt Orlande Figueroa, Mars Exploration Rover Programm Direktor beim NASA Hauptquartier in Washington.

Die Kosten für die Verlängerung belaufen sich auf 15 Millionen Dollar und beinhaltet die Funktionsfähigkeit bis September. In der Verlängerungsphase wird, vorallem mit Opportunity doppelt so viel erforscht als in der Hauptphase und das mit nur 2% mehr Investition. Die Verlängerung hat sieben Ziele. Eines davon ist der Abschluss, der in der Hauptphase begonnenen Arbeiten.

„Alles was wir jetzt von Spirit und ab Sol 91 von Opportunity bekommen ist ein Bonus für die Mission“, freut sich Dr. Firouz Naderi, Mars Exploration Rover Manager beim Jet Probulsion Laboratory (JPL) der NASA, wo die Rover gebaut wurden und kontrolliert werden. „Die Mission wurde bis September verlängert doch wenn die Rover nicht mehr können besteht die Möglichkeit sie abzuschalten und die Mission zu beenden. Sie arbeiten schließlich unter extrem harten Bedingungen. Immer wenn nur das kleinste Anzeichen für ein Speicherproblem besteht wird sofort alles untersucht. Wir haben die Benchmarks unseres Rovers über 90 Tage lang beobachtet und es war sehr stabil“, freut sich Jennifer Trosper, Spirit Managerin.

Wenn Spirit die Columbia Hills erreicht hat, kann man noch tiefer in die Geschichte vom Wasser am Mars blicken. Es ist eines der Ziele der erweiterten Mission. Im Eagle Crater soll Opportunity parallel dazu ebenfalls nach weiteren Wasser suchen.

Die Rover verrichten gute Arbeit und es gibt keinen Grund sie frühzeitig und funktionierend einzuschläfern. Alle hoffen nur das die Rover so gut und widerstandsfähig bleiben wie die Jupitersonde Galileo dessen Mission mehr als einmal verlängert wurde.

Der Beitrag Mars Rover Mission wird verlängert erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Michael Müller.

Was erhoffen sich die Amerikaner alles von ihren beiden Mars-Rovern? Wieso wurden gleich zwei Lander zur selben Zeit in Richtung Mars geschickt? Wann startet die NASA ihre erste bemannte Mars-Mission? Die amerikanischen NASA-Mitarbeiter Michael Starobin, beschäftigt am Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Kay Grinter, Direktor des Kennedy Space Centers in Florida, und Rob Landis, leitender Ingenieur bei den aktuellen Mars-Exploration-Rover-Missionen vom NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, liefern im folgenden Interview Antworten zu den zurzeit bewegendsten Fragen rund um die US-Raumfahrt.

Mr. Starobin, befinden sich die Mars-Rover-Missionen in irgendeiner Art von Konkurrenzkampf mit der europäischen Mission Mars Express oder den anderen aktuellen Mars-Sonden?

Michael Starobin: Es gibt keine offizielle Konkurrenz zwischen amerikanischen und europäischen Mars-Programmen. Tatsache ist, dass die wissenschaftliche Gemeinde, welche den Mars studiert, im physikalischen Sinne – also durch die Analyse von Daten von Sonden, die zum Mars geschickt werden – relativ klein ist. Viele Mitglieder der amerikanischen und europäischen Teams kennen sich gegenseitig.

Rob Landis: Wenn alle Missionen Erfolg haben, werden sie sich optimal ergänzen. Auf der operativen Seite gibt es Zusammenarbeit respektive Koordination. Mars Express benutzt außerdem das Deep-Space-Netzwerk der NASA für Kommunikation, Verfolgungs- und Kommandozwecke.

Aus welchem Grund werden zwei Rover praktisch gleichzeitig den Roten Planeten erreichen – will man sichergehen, dass man nach dem möglichen Ausfall einer Sonde immer noch eine zweite hat?

Rob Landis: Die Begründung für das Starten von zwei Rovern ist … zweiseitig. Erstens gibt es eben eine gewisse Sicherheit, falls einer der Rover ausfällt. Zweitens fliegt jeder Rover zu einer anderen Seite des Mars – auf jeder hat sich unter sehr verschiedenen Bedingungen Wasser gebildet. MER-A (auch bekannt unter dem Namen Spirit) fliegt zum Gusev-Krater am nördlichen Ende des Ma’adim-Tals. Das Ma’adim-Tal erscheint von orbitalen Bildern aus betrachtet von Wasserfluss eingeschnitten zu sein. Der Gusev-Krater ist wahrscheinlich ein Platz, wo sich Wasser angesammelt hat.

MER-B (auch bekannt als Opportunity) wird zu Meridiani Planum fliegen. Mineralogische Karten weisen darauf hin, dass diese Stelle reich an Hämatit ist – ein von Wasser geformtes Mineral. Meridiani und Gusev haben zwei sehr verschiedene geschichtliche Hintergründe.

Was erwarten Sie neben den Gesteinsprobenanalysen und der Suche nach Wasser noch für Ergebnisse von den Rovern?

Rob Landis: Was wir noch finden werden? Wir wissen es nicht. Das ist Erforschung in einer ihrer reinsten Formen. Wir haben eine ungefähre Idee davon, wonach wir suchen … Aber ich vermute, dass wir viele Überraschungen erleben werden.

Michael Starobin: Es gibt auch reges Interesse an der Geomorphologie der planetaren Kruste. Mit anderen Worten, Experten wollen wissen, woraus der Mars besteht. Wenn man diesen Gedanken nachgeht, wird das auch helfen, mehr Informationen über die Geschichte des Mars zu bekommen, wie er zu seiner heutigen Gestalt gelangt ist und wie er sich vielleicht in Zukunft verändern wird.

Wann ungefähr wird die NASA die erste bemannte Mars-Mission starten?

Michael Starobin: Die NASA hat seit Jahren offiziell und inoffiziell eine bemannte Mars-Mission in Betracht gezogen. Das größte Problem ist das politische Klima, vor allem in Hinsicht auf die Öffentlichkeit auf beiden Seiten des Atlantiks. Eine Mission zum Mars würde Milliarden von Dollars oder Euros verschlingen, und keine Seite des Atlantiks betrachtet diese Kosten zurzeit als vertretbar, was traurig zu sagen ist. Während viele Experten glauben, dass eine Mission von Menschen zum Mars unter technischen Gesichtspunkten heute komplett durchführbar sei, ist es sehr unwahrscheinlich, dass wir in den nächsten drei oder vier Jahrzehnten eine Unternehmung sehen werden.

Ich denke, man kann ruhigen Gewissens sagen, dass ab dem Zeitpunkt, an welchem hochrangige politische Kreise ihr Okay geben, es ungefähr zehn bis fünfzehn Jahre dauern wird, bis die Raketen in den Himmel starten. Aber das ist nur eine Schätzung.

Kay Grinter: Man wird noch viele weitere Mars-Missionen benötigen, bevor man genug weiß, um Menschen für Forschungen hinschicken zu können. Die NASA hat zu diesem Zeitpunkt keine Pläne für eine bemannte Mars-Mission. Die Studien sind bisher sehr theoretisch. Es werden auf jeden Fall noch mehr als 20 Jahre vergehen.

Der Beitrag Interview mit NASA-Experten über US-Mars-Projekte erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

„Today is the day for PanCam“ – unter diese Überschrift stellte der für die wissenschaftlichen Instrumente von Spirit zuständige Hauptexperimentator Steve Squyres die Präsentation der ersten farbigen Aufnahmen nach der Landung. Seinen Angaben zufolge sind die Farben des Bodens und des Himmels auf der Fotos in etwa so, wie sie ein Mensch auf dem Mars wahrnehmen würde. Wie schon die Aufnahmen der Navigationskameras sind auch die Farbbilder mit Hilfe der beiden amerikanischen Mars-Orbiter Mars Global Surveyor und Mars Odyssey zur Erde weitergeleitet worden – dieser Weg ist schneller und benötigt weniger Energie als ein direkter Versand zur Erde mit der so genannten Hochgewinnantenne des Rovers.

Von Viking und Mars Pathfinder ist der Anblick des leicht rosé-farbenen Himmels mittlerweile ja schon bekannt, und auch die rostrote Färbung des Bodens ist keine Überraschung mehr. Dafür beeindruckt der Detailreichtum der Aufnahmen, insbesondere in der unmittelbaren Nähe des Rovers sind auch noch kleinste Merkmale des Bodens zu erkennen. Insgesamt decken die mittlerweile auf der Erde eingetroffenen Fotos etwa 1/8 der Umgebung von Spirit ab. Auch bei den heute präsentierten Fotos fällt das fast vollständige Fehler großer Felsbrocken auf, statt dessen zeigen sich auch hier ausgedehnte Ebenen mit vielen kleinen, meistens nicht mehr als einige Dezimeter großen Gesteinsbrocken. Viele dieser offen liegenden Gesteine wirken sehr abgerundet, was Steve Squyres mit der unvorstellbar langen Einwirkung des in der Marsatmosphäre vorhandenen Staubes erklärt. Die neben einigen Brocken sichtbaren dunkleren Ablagerungen sind höchstwahrscheinlich auch das Ergebnis von durch den Wind verursachten Transportprozessen.

Ebenfalls hier wie auf den schwarz-weiß-Aufnahmen der Navigationskameras zeigen sich helle Gebiete, bei denen es sich wahrscheinlich um mit Staub angefüllte Senken handelt – mit Sicherheit werden sie eines der ersten Ziele von Spirit nach Verlassen des Landers sein. Steve Squyres wies während der Präsentation auf die Spuren hin, die die Airbags beim Ausrollen auf dem Boden hinterlassen hatten. Er nannte sie schwer zu erklären und vermutete, dass ihre Gestalt durch Schichtungen des Bodens hervorgerufen sein könnten – wahrscheinlich werden diese Stelle ebenfalls ein Ziel für Spirit werden.

Die hochauflösendste Farbaufnahme besteht aus rund 12 Millionen Bildpunkten und übertrifft qualitativ alle bisher existierenden Aufnahmen der Marsoberfläche. Obwohl sie damit die Auflösung der von den Navigationskameras geschossenen Fotos bereits um den Faktor 64 übertrifft sollen im weiteren Verlauf der Mission noch brillantere Aufnahmen zur Erde übermittelt werden. Selbst die beste heute gezeigte Aufnahme ist vor dem Versand zur Erde im Bordcomputer von Spirit mit den Faktor 24 komprimiert worden, so dass die geplante Absenkung dieses Komprimierungsfaktors bei einigen Aufnahmen die Qualität noch einmal erhöhen wird.

Die noch fehlenden Teile der geplanten Rundum-Aufnahme werden bis Ende der Woche folgen – noch bevor der Rover den Lander verlassen wird (frühestens am nächsten Montag)soll das Panorama in Farbe und 3D fertiggestellt sein. Im Laufe des morgigen Tages wird der Rover sich etwas „erheben“ – die Reise zum Mars absolvierte er stark „zusammengefaltet“ -, der dann höhere Standpunkt der PanCam wird den weiteren Aufnahmen zugute kommen.

Gestern wie auch heute sind darüber hinaus erste Infrarot-Aufnahmen mit dem Instrument Mini-TES gemacht worden, die morgen oder übermorgen zur Bodenstation gesendet werden sollen. Diese Wärmebilder werden erstmals etwas über die chemische Zusammensetzung der Umgebung von Spirit verraten.

Die Bodenkontrolle hat bei den ersten Bewegungen der Hochgewinnantenne des Rovers kurzzeitig eine sehr hohe Leistungsaufnahme beobachtet. In den kommenden Tagen soll die dreh- und schwenkbare Antenne daher mehrmals bewegt werden um feststellen zu können, ob dieses Phänomen erneut auftritt und welche Ursache dahinter steht. Des weiteren haben die Ingenieure des Spirit-Teams eine etwas höhere Temperatur im Inneren des Rovers als geplant beobachtet – an der Landestelle herrschen höhere Temperaturen als erwartet, und der Lander, auf dem Spirit ja immer noch steht, ist darüber hinaus wärmer als der umgebende Marsboden. Dieses kleine Temperaturproblem wird sich wahrscheinlich von alleine erledigen, sobald der Lander verlassen worden ist.

Die heute veröffentlichten Farbaufnahmen von Spirit können Sie entweder auf der Missions-Homepage der NASA oder eine Auswahl davon auch in unserem Bilderarchiv sehen.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Steve Squyres, der Hauptexperimentator des so genannten Athena-Instrumentenpakets an Bord von Spirit, war nach Sichtung der ersten Bilder von der Landestelle voll des Lobes: „Es gibt vieles, was an dieser Stelle gut ist. […] Sie sieht aus, als ob sie für unsere Fahrzeuge maßgeschneidert worden wäre. Unsere Fahrzeuge sind zum Fahren, zum Erforschen gebaut worden. Wir sehen Gesteinsbrocken, wir sehen genug Gesteinsbrocken so das wir mit ihnen großartige Forschung betreiben können, aber nicht so viele, dass sie uns den Weg versperren würden. Wir werden daher in der Lage sein, an diesem Ort wirklich herum zu fahren. Ich freue mich daher auf einige gute Fahrten in den vor uns liegenden Wochen und Monaten.“
Tatsächlich fallen bei einem Vergleich der ersten Rundum-Aufnahme von Spirit mit einer Panorama-Aufnahme von der Landestelle der Mars Pathfinder-Mission des Jahres 1997 sofort deutliche Unterschiede zwischen den beiden Gebieten auf. Während die Pathfinder-Landestelle einige markante Merkmale aufweist – am bekanntesten sind sicherlich die beiden als „Twin Peaks“ bezeichneten Hügel in einiger Entfernung zum Lander – und mit Felsbrocken nur so übersät ist wirkt die Region des Gusev-Kraters, in der Spirit heute morgen niedergegangen ist, vergleichsweise einförmig. Es sind auf der ersten 360°-Aufnahme des Rovers nur einige Gebiete mit einer helleren Färbung des Bodens und mehrere größere Gesteinsbrocken zu sehen, ansonsten dominiert eine mit größeren „Kieselsteinen“ bedeckte weite Ebene die Aufnahme. Auffällige geologische Formationen wie beispielsweise Hügel oder ausgeprägte Rinnen sind nicht zu sehen, auch Einschlagskrater kann man höchstens erahnen, nicht aber sicher ausmachen.

Einen anderen deutlichen Unterschied macht die verschiedene Bedeckung des Marsbodens mit Staub aus: Während an den Felsbrocken in der Umgebung der Pathfinder-Landestelle oftmals wahrscheinlich angewehte Miniatur-Sanddünen zu sehen sind liegen die Gesteinsbrocken an der Spirit-Landestelle relativ frei und ohne sichtbare Staubanlagerungen auf dem Marsboden. Möglicherweise – so zumindest die Vermutung von Steve Squyres – hat ein Sturm in der letzten Woche noch zu diesem Erscheinungsbild beigetragen, aber sicherlich spiegeln die unterschiedlichen Ansichten auch die verschiedenen Entstehungsgeschichten der beiden Landestellen wieder.

Obwohl die beiden Landestellen auf einander entgegengesetzten Seiten des Planeten liegen sind beide Gebiete durch Wasser geformt worden: Beim Ares Vallis, der Landestelle von Pathfinder, handelt es sich um ein ehemaliges Strömungstal, durch das vor langer Zeit – geologisch gesehen wohl in der Frühzeit des Mars – wahrscheinlich einmal gigantische Wassermassen geflossen sind und die Landschaft dabei geprägt haben. Der Gusev-Krater wiederum zeigt starke Anzeichen dafür, dass hier einmal über längere Zeit hinweg ein stehendes Gewässer gewesen ist. Sollte Spirit dort Sedimentgestein entdecken, dann wäre dies ein sehr deutlicher Beleg für diese Annahme.

Bereits in den nächsten Stunden oder Tagen werden wir wahrscheinlich Informationen über die exakte Position der Landestelle bekommen. Im Moment sind Bildauswertungs-Spezialisten der NASA dabei, die Aufnahmen der Abstiegskamera von Spirit, die in der letzten Phase vor der Landung gemacht worden sind, mit hochauflösenden Aufnahmen des Gusev-Kraters zu vergleichen, die von der seit September 1997 um den Mars kreisenden amerikanischen Raumsonde Mars Global Surveyor aufgenommen worden sind. Darüber hinaus wird der europäische Mars-Orbiter Mars Express in den kommenden Tagen und Wochen versuchen, Spirit auf hochauflösenden Fotos des Landegebiets zu lokalisieren.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: NASA.

Als Folge des Sonnensturms vom 4. November waren die Sternenscanner an Bord von Spirit und Opportunity zeitweise nicht mehr in der Lage, Sternenkonstellationen für die Lagebestimmung der beiden Raumsonden zu erkennen, da die von der Sonne in das Weltall hinausgeschleuderten Wolken hochenergetischer Protonen als helle Flecken in den Aufnahmen der Scanner erschienen. Dieses Problem konnte jedoch relativ einfach gelöst werden, indem sich die Scanner vorübergehend an der Sonne orientierten; in der letzten Woche schließlich konnte wieder der reguläre Betriebsmodus aktiviert werden.

Um jedes Problem aufgrund fehlerhafter Werte in den Datenspeichern der Raumsonden, die durch die intensiven Strahlungsdosen während der extrem starken solaren Flares Ende Oktober und Anfang November hervorgerufen worden sein könnten, von vorneherein auszuschließen wurden die Bordcomputer von Spirit und Odyssey in den letzten beiden Wochen neu gestartet. „Wir haben keine Belege für Speicherprobleme, aber wir betrachteten es als angebracht die beiden Raumsonden neu zu booten, um die Integrität der Speicher sicherzustellen, wofür wir den Schlaf-Wach-Zyklus benutzt haben, den wir nach der Ankunft der Rover auf der Marsoberfläche in jeder Nacht durchzuführen planen“, so der MER-Projektmanager Peter Theisinger vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA.

Währenddessen nähern sich die beiden Mars Exploration Rover (MER) ihrem Ziel immer mehr an. Am Freitag letzter Woche hat Spirit die dritte Kurskorrektur seit dem Start erfolgreich absolviert. Während dieses Manövers wurden die Steuerdüsen für 132 Sekunden in Flugrichtung und mehrmals für insgesamt 27 Sekunden ungefähr im rechten Winkel zur Flugrichtung aktiviert. Dieses Trajectory Correction Maneuver 3 (TCM-3) erhöhte die Reisegeschwindigkeit der Raumsonde um 0,6 Meter pro Sekunde und veränderte den Ankunftspunkt um 770 Kilometer sowie die Ankunftszeit um 16,5 Minuten in Richtung der geplanten Zielwerte. Bis zur Landung im Gusev-Krater am Morgen des 4. Januar 2004 sind noch drei weitere TCMs geplant.

Am 19. November um 15:00 Uhr (MEZ) hatte Spirit bereits eine Strecke von 396,5 Millionen Kilometer zurückgelegt und noch 91,5 Millionen Kilometer bis zur Ankunft beim Mars vor sich. Der Zwillingsrover Opportunity hatte zu diesem Zeitpunkt eine Strecke von 326 Millionen Kilometer hinter sich gebracht und bis zur Landung auf dem Mars am 25. Januar noch 130 Millionen Kilometer Reisestrecke zu absolvieren.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: none.

Im Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA im kalifornischen Pasadena ist für diesen Zweck in einer großen Halle eine Marslandschaft nachgebildet worden, in der die Missionsteams mit Hilfe einer originalgetreuen Kopie der beiden Mars-Rover das Steuern und die wissenschaftliche Arbeit auf dem Mars üben. Sowohl das einfache Herunterfahren des Rovers vom Lander nach der (hoffentlich) erfolgreichen Landung wie auch die Bewältigung schwieriger Situationen wird immer und immer wieder geübt, um im Januar für alle denkbaren Eventualitäten gerüstet zu sein.

Schon jetzt trainieren die Missionsteams dabei in Echtzeit, und das heißt bei dieser Mission: In Mars-Zeit. Jeder Missionstag ist 24 Stunden und 39 Minuten lang, und die MER-Teams müssen sich diesem Rhythmus anpassen – was auf den ersten Blick wie eine unscheinbare Zeitdifferenz zu unserem irdischen Tag aussieht bedeutet jedoch eine enorm belastende Veränderung des Lebensrhythmus für jedes einzelne Mitglied der MER-Teams.
In aller Ausführlichkeit informiert Prof. Steven Squyres, Projektleiter des so genannten Athena Payload-Teams an der Cornell-Universität im US-Bundesstaat New York, regelmäßig über die Erfolge und Schwierigkeiten, die im Laufe der Missionsvorbereitungen auftreten. Auf diesen Seiten unseres Mars Exploration Rover-Special können Sie Woche für Woche zeitnah dabei sein.

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