Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: EPSC 2010, DLR.

Sanddünen finden sich an vielen Stellen auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten. Wie auch auf der Erde gehen ihre Entstehung und Form dabei auf die Einwirkung des Windes zurück. Besonders häufig lassen sich dabei Dünen mit einer auffallend dunklen Farbe erkennen. Diese „Dunklen Dünen“ stellen einen Großteil der äolischen, also durch Windeinflüsse entstandenen, Oberflächenformationen auf dem Mars dar. Mit Hilfe von spektroskopischen Messungen aus dem Marsorbit heraus kann die mineralogische Zusammensetzung der Dünen ermittelt werden. Hierzu empfängt ein Spektrometer, welches sich an Bord von einer den Mars umlaufenden Raumsonde befindet, das von der Planetenoberfläche reflektierte Licht. Die Wissenschaftler werten anschließend aus, wie viel Licht von der Marsoberfläche in welchen Wellenbereichen absorbiert wurde, und können aus den so gewonnenen Daten ableiten, aus welchen Mineralen sich die Oberfläche zusammensetzt.

Die Analysen haben bereits in der Vergangenheit gezeigt, dass sich die dunklen Dünen des Mars in erster Linie aus vulkanischer Asche und stark zerkleinertem vulkanischen Ergussgestein zusammensetzen, wobei es sich in erster Linie um Basaltgestein handelt. Ihre mineralogische Zusammensetzung zeigt das Vorhandensein der Minerale Olivin und Pyroxen, welche sich während des Abkühlungsprozesses der frisch ausgetretenen Vulkanlava gebildet haben. Aufgrund dieser Zusammensetzung werden die dunklen Dünen auch als dunkle, basaltische Dünen bezeichnet.

Auch auf der Erde finden sich vergleichbare dunkle Dünenfelder, auch wenn sie hier bedeutend seltener anzutreffen sind als auf dem Mars. Sie treten speziell in vulkanischen Regionen auf Grönland, auf Island, in den westlichen Gebieten der USA, in Peru und auf Hawaii auf. Laut früherer Analysen besteht das Material, aus welchem sich die dunklen Dünen in der Ka’u-Wüste auf Hawaii zusammensetzt, aus vulkanischer Asche und zerkleinertem pyroklastischen Material, welche ihren Ursprung im benachbarten Kilauea-Vulkan haben. Aufgrund der vergleichbaren Zusammensetzung und der in beiden Fällen gegebenen Verbindung von vulkanischer Aktivität und Dünenbildung stellen die Dünen der Ka’u-Wüste somit einen adäquaten Vergleich zu den dunklen Dünen des Mars dar. Ein genauerer Vergleich der dunklen Dünen auf Hawaii mit entsprechenden Dünen auf dem Mars sollte daher auch weitere Rückschlüsse auf die Entwicklungsgeschichte des Mars ermöglichen, so die Annahme der Wissenschaftler.

Dr. Daniela Tirsch vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) begab sich deshalb im Sommer 2009 zu einer Feldstudie in die Ka’u-Wüste auf Hawaii und sammelte dort an verschiedenen Stellen Bodenproben von dunklen Dünen, welche jeweils über andere Oberflächenstrukturen und einen unterschiedlichen Bewuchs mit Vegetation verfügten. Das gesammelte Dünenmaterial wies eine dunkelgraue Farbe auf und bestand aus fein- bis grobkörnigem Sand. Nach der Entnahme wurden die Bodenproben in einem Labor des DLR mit verschiedenen Methoden ausgewertet und analysiert. Unter anderem wurden sie dazu mit einem ASD-Spektrometer untersucht, um einen Einblick in deren mineralogische Zusammensetzung zu gewinnen. Zusätzlich wurden Ascheproben von einem im Jahr 2008 erfolgten Ausbruch des Kilauea in die Untersuchungen einbezogen.

Im Anschluss an diese Analysen erfolgte ein Vergleich der Messdaten von den irdischen Proben mit den Spektraldaten des OMEGA-Spektrometers an Bord des von der Europäischen Weltraumagentur ESA betriebenen Mars-Orbiters Mars Express, welches die dunklen Dünen auf dem Mars zuvor im Nah-Infrarotbereich abgebildet hatte. Die Zusammensetzung der terrestrischen Proben zeigt dabei eine ähnliche Komposition wie die Sanddünen auf dem Mars. Auch in den Proben aus der Ka’u-Wüste konnten die Minerale Olivin und Pyroxen nachgewiesen werden, wobei die Pyroxenabsorption allerdings deutlich weniger offensichtlich ausgeprägt ist. Dies ergibt sich aus einer Veränderung der Silikatmaterialien, welche durch Umwelteinflüsse bedingt sind. Genauere Analysen kamen zu dem Ergebnis, dass diese Veränderung durch den Einfluss von Wasser herbeigeführt wurde.
Die Gesamtheit der terrestrischen Spektren zeigt eine basaltische Zusammensetzung des Sandes, welche dem Material der dunklen Marsdünen ähnelt. Diese Ähnlichkeit wird als ein Hinweis darauf gedeutet, dass die dunklen Dünen auf der Erde und auf dem Mars einen ähnlichen vulkanischen Ursprung haben. Der wesentliche Unterschied in den Dünen besteht in deren unterschiedlichem Grad der Verwitterung. Terrestrische Dünen absorbieren Wasser aus Niederschlägen, was zu einer Veränderung des Materials führt. Da solche Niederschläge auf dem Mars seit Jahrmillionen nicht mehr stattfinden, erfolgt auch keine nennenswerte chemische Verwitterung des Sandes. „Aus dieser nicht erfolgten Verwitterung können wir ableiten, dass die dunklen Dünen auf dem Mars zu einem Zeitpunkt entstanden sind, als das Wasser bereits verschwunden war“, so Dr. Tirsch zur Bedeutung der Untersuchungsergebnisse.

Durch weitere Analysen wollen die Wissenschaftler den eigentlichen Entstehungsprozess der Dünen entschlüsseln. Dazu sollen in erster Linie Größe und Form der einzelnen Sandkörner untersucht werden. Durch die Bestimmung der Größe kann eventuell der genaue Transportmechanismus nachvollzogen werden, welcher die einzelnen Körner an bestimmte Orte verfrachtet und dort zu Dünen anhäuft. Bisherige Vermutungen gehen dabei in die Richtung, dass das meiste Material in der Ka’u-Wüste durch äolische Prozesse, also durch den Einfluss von Wind, zu Dünen abgelagert wurde. Abflussrinnen in der Ka’u-Wüste legen allerdings auch den Einfluss von Wasser bei dem zugrunde liegenden Transportmechanismus nahe.

Die Anzahl der abgerundeten Sandkörner, welche durch Mikroskopanalysen zu bestimmen ist, wird einen Einblick darauf geben, in welchem Umfang dieser alternative Transportmechanismus zur Bildung der Ka’u-Dünen beigetragen hat. Mit diesen Mikroskopbildern wird auch die exakte Konzentration der individuellen Elemente der einzelnen Minerale noch näher bestimmt werden können. Die sich daraus ergebenden Resultate sollen in Zukunft dazu genutzt werden, die Spektraldaten der Marsorbiter zu überprüfen und deren Messungen noch weiter zu präzisieren.

Die hier kurz angerissenen Forschungsergebnisse wurden heute im Rahmen des diesjährigen European Planetary and Science Congress (EPSC 2010) in Rom vorgestellt.

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

Auf der Oberfläche unseres äußeren Nachbarplaneten findet man die höchsten Vulkane unseres Sonnensystems. Vulkanische Aktivität ist somit nicht nur auf der Erde sondern auch auf dem Mars ein wichtiger geologischer Prozess, welcher im Laufe der Zeit das Antlitz der gesamten Planetenoberfläche umgestaltet. In der Gegenwart sind die Marsvulkane zwar nicht mehr aktiv, früher produzierten sie jedoch bei gewaltigen Ausbrüchen große Mengen an Asche, welche anschließend von den Winden über die Planetenoberfläche transportiert und schließlich abgelagert wurde – so wie es noch heute auf der Erde der Fall ist.

Größere Konzentrationen vulkanischer Asche findet man dabei auf dem Mars bevorzugt an windgeschützten Stellen wie zum Beispiel im Inneren von Impaktkratern. Einen dieser Orte nahm die von der europäischen Weltraumagentur ESA betriebene Raumsonde Mars Express am 1. September 2005 in ihrem Orbit Nummer 2.097 auf.

Das Meridiani Planum ist eine ausgedehnte Hochebene am nördlichen Rand des die gesamte Südhemisphäre umspannenden südlichen Hochlandes des Mars. Sie befindet sich dabei zwischen den beiden großen Vulkanregionen unseres Nachbarplaneten. Im Osten befindet die sich über eine Fläche von rund 2,5 Millionen Quadratkilometern ausdehnende Region Elysium Planitia mit den Schildvulkanen Apollinaris Patera, Hecates Tholus, Albor Tholus und dem etwa 12.500 Meter hohen Elysium Mons.

Im Westen liegt dagegen die Tharsis-Vulkanregion, welche eine Fläche von etwa vier Millionen Quadratkilometern bedeckt. Hier findet man auch die höchsten Vulkane unseres Sonnensystems. Besonders beeindruckend ist dabei der etwas außerhalb dieses Gebietes gelegene Olympus Mons. Mit einer Gipfelhöhe von 26,4 Kilometern und einem Basisdurchmesser von fast 600 Kilometern ist dieser Schildvulkan die höchste Erhebung innerhalb unseres Sonnensystems. Altersbestimmungen von Lavaflüssen legen die Vermutung nahe, dass Olympus Mons eventuell noch vor zwei Millionen Jahren aktiv gewesen ist.

Das Meridiani Planum zeigt bei der Betrachtung des Mars durch ein Teleskop eine auffällig dunkle Färbung und kann deshalb relativ leicht wiedererkannt werden. Aus diesem Grund wurde eine bestimmte Stelle in Meridiani Planum als Bezugspunkt für das geographische Koordinatensystem unseres äußeren Nachbarplaneten ausgewählt. Der Nullmeridian des Mars, nach dem diese Hochebene letztendlich benannt wurde, verläuft dort in Nord-Süd-Richtung durch den kleinen, lediglich 500 Meter durchmessenden Krater Airy-0.

Die vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) auf der ESA-Sonde Mars Express betriebene hochauflösende HRSC-Stereokamera nahm bei 2 Grad nördlicher Breite und 352 Grad östlicher Länge einen Teilbereich des Meridiani Planum auf, wobei man aus einer Überflughöhe von rund 260 Kilometern eine Auflösung von bis zu 13 Metern pro Pixel erreichten konnte. Etwa 250 Kilometer südlich der abgebildeten Region landete am 25. Januar 2004 der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Mars Exploration Rover Opportunity, um dort nach Hinweisen auf das Vorkommen von Wasser in der Frühzeit des Mars zu suchen.

Das von der HRSC-Kamera abgebildete Gebiet besitzt eine Ausdehnung von 127 mal 63 Kilometern. In der Bildmitte ist ein rund 50 Kilometer durchmessender und etwa 1.700 Meter tiefer Impaktkrater zu erkennen, auf dessen Boden sich dunkelrot bis dunkelgrau gefärbtes Material befindet.

Das Verhältnis von der Tiefe des Kraters zu seinem Durchmesser beträgt etwa 1:30. Dieses Verhältnis ist ein Anzeichen dafür, dass der Krater vor sehr langer Zeit, vermutlich vor mehr als drei Milliarden Jahren, entstanden ist und seine beim Einschlag eines Asteroiden aufgeworfenen Kraterränder infolge der Erosion bereits teilweise abgetragen wurden. Bei relativ jungen Kratern dieser Größenordnung beträgt das Verhältnis von der Tiefe zum Durchmesser etwa 1:20.

Krater mit solchen Abmessungen verfügen nicht mehr über einen einfachen, schüsselförmigen Querschnitt, sondern zeigen vielmehr bereits komplexere Strukturen, wie beispielsweise die bei diesem Krater erkennbaren terrassenförmigen Stufen an der Innenseite des Kraterrandes. Diese Stufen bildeten sich durch das weiträumige Nachrutschen von Hangabschnitten infolge der Setzungsbewegungen des Untergrundes nach dem Impaktereignis.

Die inhomogene Beschaffenheit der Oberfläche im Inneren des Kraters deutet des Weiteren darauf hin, dass hier verschiedene Erosions- und Ablagerungsvorgänge stattgefunden haben. Am Kraterboden erkennt man deutlich mehrere punktförmige, pockenartige Erhebungen mit zum Teil tropfenförmigen Umrissen. Möglicherweise, so die Annahme der die Bilder analysierenden Wissenschaftler, handelt es sich hierbei um Strukturen, welche der allgemeinen Verwitterung besser widerstehen können als das Material in der unmittelbaren Umgebung.

Hier wird dann auch erkennbar, dass diese Region von Prozessen geprägt wurde, bei denen der auf dem Mars häufig mit hohen Geschwindigkeiten und über längere Zeiträume wehende Wind eine entscheidende Rolle spielt. Bei den auffallend dunklen Flächen im linken oberen Bereich des Impaktkraters handelt es sich aller Wahrscheinlichkeit nach um aus vulkanischer Asche bestehenden Ablagerungen, welche vom Marswind verfrachtet wurden.

Zum Teil wurde die Vulkanasche dabei sogar von den aus nordöstlicher Richtung wehenden Winden über den Rand des zentralen Kraters in die südwestliche Richtung auf die Hochebene geweht und markiert so die vorherrschende Windrichtung in diesem Gebiet. Die fast schwarze Färbung der Ascheablagerungen erklärt sich aus deren Zusammensetzung aus dunklen Mineralien. Hierfür kommen zum Beispiel die eisen- und magnesiumreichen Silikate Olivin und Pyroxen, die zwei wichtigsten Mineralien des auch auf der Erde häufig vorkommenden Vulkangesteins Basalt, in Frage.

Nordöstlich des Kraters in der Bildmitte ist am rechten unteren Bildrand ein etwa 34 Kilometer durchmessender Krater erkennbar. Dieser Krater wurde bereits fast vollständig von Sediment-Ablagerungen verfüllt. Das Innere des Kraters befindet sich nahezu auf demselben Höhenniveau wie das umgebende Gelände. Im Gegensatz dazu zeigt der etwa 15 Kilometer große Krater am Südwestrand des Gebietes (oben links im Übersichtsbild) noch die typische konkave Schüsselform und in seinem südwestlichen Quadranten ebenfalls auffällig dunkles Material. Bei den fast schwarzen Strukturen könnte es sich um Dünen handeln. Es wird angenommen, dass das dunkle Material innerhalb dieses Kraters ebenfalls aus vulkanischer Asche zusammen gesetzt ist, welche aus anderen Regionen des Mars angeweht wurde.

Im Süden des von der HRSC-Kamera abgebildeten Gebietes befinden sich linien- und sichelförmige Ablagerungen, welche offenbar ebenfalls aus dem gleichen dunklen Material gebildet werden. In diesem Bereich wurde die Vulkanasche nicht im Inneren eines Kraters abgelagert, sondern hat sich vielmehr an den windgeschützten Lee-Seiten von kleineren Geländeerhebungen abgelagert.

Die Farbansichten der hier abgebildeten Fotos wurden aus dem senkrecht auf die Oberfläche blickenden Nadirkanal sowie den vor- und rückwärts blickenden Farbkanälen der HRSC-Stereokamera erstellt. Die Schrägansichten wurden aus Bildern der Stereokanäle der HRSC berechnet. Bei dem nebenstehenden Schwarzweißbild handelt es sich um eine Nadiraufnahme, welche von allen Aufnahmen mit 13 Metern pro Pixel die höchste Auflösung erreicht.

Das HRSC-Kameraexperiment der ESA-Sonde Mars Express wird vom Principal Investigator (PI) Prof. Dr. Gerhard Neukum von der Freien Universität Berlin geleitet. Dieser hat auch die technische Konzeption dieser hochauflösenden Stereokamera entworfen. Das Wissenschaftsteam besteht aus 45 Co-Investigatoren von 32 Institutionen aus zehn Ländern. Die HRSC-Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt unter der Leitung des PI Gerhard Neukum entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH) gebaut. Sie wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben. Die systematische Prozessierung der Daten erfolgt am DLR. Die Darstellungen wurden vom Institut für Geologische Wissenschaften der FU Berlin in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Planetenforschung erstellt.

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

Das wissenschaftliche Ziel der beiden baugleichen Rover Spirit und Opportunity bestand dabei in der Untersuchung der Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien, Böden und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung ihrer jeweiligen Landestellen und der Suche nach Anzeichen für ein eventuelles früheres Vorhandensein von Wasser. Nach seinem Start am 7. Juli 2003 landete Opportunity, der zweite Rover, nach einem fast sieben Monate dauernden Flug am 25. Januar 2004 um kurz nach 6 Uhr MEZ auf dem Meridiani Planum, einer Hochebene in der Nähe des Marsäquators.
Im Laufe der folgenden Monate und Jahre untersuchte Opportunity seine Umgebung ausführlich mit den verschiedenen Messinstrumenten und schickte Tausende von Bildern zum Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien, von wo aus die Rover gesteuert werden. Anhand dieser Daten konnte die mineralogische Zusammensetzung der Oberfläche sehr genau bestimmt werden und auch der Nachweis von ehemals vorhandenem Wasser gilt mittlerweile als wissenschaftlich gesichert. Allerdings scheinen die dabei gegebenen Bedingungen nach menschlichem Verständnis nicht wirklich lebensfreundlich gewesen zu sein. Das Oberflächenmaterial des Meridiani Planum zeigt deutliche Anzeichen dafür, dass es bei seiner Entstehung mit „saurem“ Wasser in Kontakt gestanden hat, welches über einen hohen Anteil von Schwefelsäure verfügt haben muss.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen des „Viktoria-Kraters“ im Jahr 2009 entschlossen sich die für die Mission verantwortlichen Mitarbeiter des JPL den Rover zu einem neuen Ziel zu manövrieren. Hierbei handelt es sich um den etwa 22 Kilometer durchmessenden und etwa 12 Kilometer vom „Viktoria-Krater“ entfernten „Endeavour-Krater“. Allerdings entschloss man sich nicht den direkten Weg in die ost-südöstliche Richtung einzuschlagen, da dieser durch ein ausgedehntes Feld aus Sanddünen blockiert war. Stattdessen fuhr Opportunity während des letzten Jahres zuerst in südöstliche und später in südliche Richtung um dieses Hindernis zu umgehen. Hierbei wählte man einen Kurs, welcher den Rover über weite Strecken der Fahrt durch ein relativ ebenes und ungefährliches Gelände führte. Als wissenschaftlich interessant stellte sich diese Route besonders durch die Entdeckung mehrerer Eisen-Meteoriten heraus. Für deren ausführliche Untersuchung wurde die Fahrt des Rovers für jeweils mehrere Wochen unterbrochen (Raumfahrer.net berichtete).

Auf Bildern der Panorama- und Navigationskameras entdeckte man schließlich im Oktober 2009 in der Ferne einen weiteren auffälligen Felsblock, welcher sich aufgrund seiner dunklen Farbe eindeutig von seiner Umgebung abhob. Da sich dieser vermeintliche weitere Meteorit sowieso in der vorgesehenen Fahrtrichtung befand, entschloss sich das wissenschaftliche Team der Rover-Mission auch diesem Felsen einen kurzen Besuch abzustatten. Bereits in der Annäherungsphase war anhand der aufgenommenen Bilder ersichtlich, dass es sich bei diesem neuen Ziel aller Wahrscheinlichkeit nach nicht um einen weiteren Eisen-Meteoriten handeln konnte.

Am 10. November 2009, dem Missionstag „Sol 2061“, wurde das neue Ziel „Marquette Island“ erreicht und dieses befand sich ab jetzt in der Reichweite der am Roboterarm des Rovers montierten Analyseinstrumente. In den folgenden Tagen begann eine ausführliche Untersuchungskampagne. Nach ersten Messungen mit dem APXS- und dem Moessbauer-Spektrometer wurde die Oberfläche des Felsens mittels einer an einem Gesteinsbohrer, dem sogenannten „Rock Abrasion Tool“, montierten Bürste gereinigt. Nachdem auf diese Weise die den Felsen bedeckende oberste Staubschicht entfernt wurde, wiederholte man die Spektrometer-Messungen. In einer dritten Untersuchungsphase wurde dann ein wenige Millimeter tiefes Loch in die Oberfläche gefräst, bevor anschließend erneute Messungen vorgenommen wurden.

Bei diesen Bohrungen stellte sich sehr schnell heraus, dass Marquette Island offensichtlich aus einem ungewöhnlich harten Material zusammen gesetzt ist. „Wir wählten deshalb eine sehr vorsichtige Vorgehensweise bei der Durchführung dieser Bohrungen“, so Joanna Cohen von der Firma Honeybee Robotics, dem Hersteller und Betreiber des abgekürzt auch als „RAT“ bezeichneten Gesteinsbohrers. „Dadurch wollten wir sicherstellen, dass das RAT auch bei der nächsten Untersuchung noch genügend Zähne hat, um ein hartes Ziel erfolgreich anzubohren.“ Das RAT setzt sich aus zwei Diamantmessern zusammen. Die Zähne dieser Messer rotieren mit einer Geschwindigkeit von 3.000 Umdrehungen pro Minute und fräsen dabei die oberste Schicht des zu bearbeitenden Materials auf einem Durchmesser von 4,5 Zentimetern ab.

Obwohl die diese Bohrkronen besetzenden Partikel aus Diamantstaub äußerst hart sind, nutzen sich diese bei einem wiederholten Einsatz im Laufe der Zeit unwiderruflich ab. Ursprünglich wurden von der Hersteller-Firma lediglich drei Bohrungen garantiert. Diese „Garantiezeit“ war, wie so ziemlich alle anderen Herstellergarantien bei Opportunity auch, bereits seit langem abgelaufen. Marquette Island stellte das 38. Ziel dar, bei welchem das Rock Abrasion Tool erfolgreich zum Einsatz kam.

Sehr schnell wurde anhand der so gewonnenen Messdaten und parallel dazu angefertigten ergänzenden Mikroskop-Bilder deutlich, dass Opportunity auf etwas völlig Neues gestoßen war. Entweder, so die Wissenschaftler, welche die Daten sichteten, handelt es sich bei Marquette Island um einen vorher noch nie beobachteten Typ eines Meteoriten oder, was als wahrscheinlicher angesehen wurde, man hatte hier das Auswurfmaterial eines weit entfernten Meteoritenimpaktes vor sich. Nachdem die Messungen an mehreren Stellen an der Nordseite des Felsens durchgeführt worden waren, begann man am 10. Dezember 2009 mit der langsamen Umrundung von Marquette Island und untersuchte auch die bisher noch nicht gesichteten Bereiche des Felsblocks auf die gleiche Weise.

„Marquette Island unterscheidet sich in seiner Zusammensetzung eindeutig von jedem zuvor untersuchten Felsbrocken auf dem Mars oder von den vom Mars stammenden Meteoriten“, fasste Dr. Steve Squyres von der Cornell University, der Leiter des Wissenschaftler-Teams der beiden Marsrover, die Situation zwischenzeitlich zusammen. „Dies ist eines der interessantesten Objekte, welches Opportunity seit langer Zeit gefunden hat.“ Letztendlich stellte sich heraus, dass Marquette Island keinesfalls ein Meteorit ist, welcher im Laufe der vergangenen Millionen oder gar Milliarden Jahre auf der Oberfläche des Mars aufgeschlagen war.

Ein Indiz hierfür war der relativ geringe Anteil an Nickel, welcher für einen marsianischen Ursprung sprach. Die angefertigten Aufnahmen des Mikroskops zeigten zudem, dass sich der Felsen aus einem Verband aus grobkörnigen kristallinen Mineralien aufbaut. Die chemischen Analysen erbrachten des weiteren den Nachweis, dass es sich bei Marquette Island um einen mit Olivin angereicherten Basaltblock handelt. Bei Basaltgestein handelt es sich um magmatisches Gestein mit einer kristallinen Struktur, welches normalerweise im Verlauf von Vulkanausbrüchen an die Oberfläche eines Planeten befördert wird.

Allerdings verfügen Basalte, welche einem Strom fließender Lava entstammen, in der Regel nur über sehr feinkörnige Kristallstrukturen. Die bei Marquette Island beobachteten grobkörnigen Strukturen belegen dagegen, dass sich das Material nicht, wie bei Lava üblich, schlagartig an der Planetenoberfläche abkühlte, sondern dass es sich vielmehr um magmatisches Gestein mit einem sogenannten „plutonischen Ursprung“ handeln muss.

Dieses auch als Gabbro bezeichnete Gestein bildet sich auf der Erde in Folge der langsamen Abkühlung basaltischen Magmas in einer Tiefe von normalerweise mehr als fünf Kilometern unter der Oberfläche. Die sich dabei bildenden Anreicherungen an Tiefengestein werden auch als Plutone bezeichnet. Die normalerweise schwarzgraue Färbung des Gabbro entsteht durch den hohen Anteil dunkelfarbiger Minerale wie etwa Pyroxen und Olivin, welche die Hauptbestandteile dieses Materials bilden. Des weiteren setzt sich das Gabbro zudem aus den ebenfalls bei Marquette Island detektiereten Feldspaten zusammen.

Ein weiteres Indiz für den nichtvulkanischen Ursprung von Marquette Island stellt die Tatsache dar, dass sich dieser auch in seiner chemischen Zusammensetzung von anderen bisher untersuchten Marsbasalten unterscheidet. Im Gegensatz zu diesen verfügt er über einen erhöhten Anteil an Magnesium. Daher gehen die an der Untersuchung beteiligten Wissenschaftler davon aus, dass der Felsen sich einst tief unter der Marsoberfläche bildete. Anschließend wurde der Brocken durch einen gewaltigen Meteoriten-Impakt aus der Marskruste herausgerissen und anschließend auf die Oberfläche des Meridiani Planum geschleudert. „In welcher Tiefe und wie weit entfernt er ursprünglich entstanden ist, das können wir allerdings nicht sagen“, so Steve Squyres.

Trotzdem hatten die Wissenschaftler hiermit unverhofft eine bisher nie vorhandene Möglichkeit, Material aus dem Inneren der Marskruste zu untersuchen und waren dementsprechend begeistert. Für vergleichbare Analysen der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung des Marsinneren müsste man normalerweise aufwendige, technisch extrem anspruchsvolle und vor allem auch teure Tiefenbohrungen auf dem Mars durchführen. Dies war dann auch der Grund dafür, dass sich die Untersuchung dieses Basaltblocks, welcher nur wenig größer als ein Basketball ist, über eine ungewöhnlich lange Zeitspanne hinweg zog.

Nach zwei Monaten wurden die Untersuchungen von Marquette Island schließlich am 12. Januar 2010, dem Sol 2122 der Mission, beendet und Opportunity begab sich wieder auf den Weg zum Endeavour-Krater. Zwei Tage später, am 14. Januar 2010, überquerte der Rover dabei die Marke von 19 auf der Oberfläche des Mars zurückgelegten Kilometern. Die eingeschlagene Richtung führt Opportunity auch weiterhin nach Süden. Als vorläufiges neues Ziel wurde der „Concepcion-Kater“ ausgewählt. Hierbei handelt es sich um einen flachen und lediglich etwa 10 Meter durchmessenden Impaktkrater, welcher im Vorfeld sowohl auf früheren Aufnahmen von Opportunity als auch auf Bildern der HiRISE-Kamera des NASA-Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter identifiziert werden konnte. Die Wissenschaftler der NASA gehen davon aus, dass dieser kleine Krater lediglich etwa 1.000 Jahre alt sein kann. Sollte sich diese Vermutung bestätigen, so würde es sich hierbei um den mit weitem Abstand jüngsten Krater handeln, welcher jemals von einem Marsrover untersucht wurde.

Bereits aus einer Entfernung von jetzt etwa noch 50 Metern zeigt sich auf den Aufnahmen der verschiedenen Kameras des Rovers, dass dieser Krater von einer Vielzahl von Gesteinsbrocken umgeben ist. Neben den sowieso geplanten Panorama-Aufnahmen des Geländes stehen Opportunity hier also prinzipiell eine weitere Vielzahl an potentiellen Forschungsobjekten zur Verfügung. Nach dem Abschluss der Untersuchungen beim Concepcion-Krater, so die momentanen Planungen der für die Steuerung der Rover verantwortlichen Roverdriver, wird Opportunity sich anschließend auch weiterhin über eine Distanz von etwas über einem Kilometer in eine grob nach Süden zeigende Richtung bewegen.

Erst danach wird der Rover nach Osten umschwenken, ein leicht abschüssiges Gelände mit nur wenigen hinderliche Dünen passieren, anschließend nach Südosten fahren und direkt auf den nordwestlichen Rand des Endeavour-Kraters zusteuern. Hierbei soll ein größeres Tempo erreicht werden, als dies im zurückliegenden Jahr der Fall war. Trotzdem, so der Missionsleiter John Callas vom JPL, wird Opportunity auch weiterhin bei wissenschaftlich besonders interessanten Zielen kurze Zwischenstopps einlegen.

Der Marsrover Opportunity war ursprünglich dazu ausgelegt, die Oberfläche des Mars für einem Zeitraum von 90 Tagen zu erkunden. In diesem Zeitraum, so die NASA, sollte der Rover eine Distanz von etwa 600 Metern zurücklegen. Mittlerweile wurde diese Zeitspanne um das 24fache überschritten. Trotz diverser Anzeichen von durch „Altersschwäche“ bedingten Abnutzungserscheinungen, ein nicht mehr lenkbares rechtes Vorderrad, Probleme mit dem Antriebsaktuator dieses Rades und ein nicht mehr voll manövrierbarer Instrumentenarm sind nur einige Beispiele, befindet sich der Rover zusammenfassend betrachtet in einem voll funktionsfähigen Zustand.

Bis zum 20. Januar 2010, dem Sol 2130 seiner Mission auf dem Mars, legte Opportunity insgesamt 19.216,21 Meter auf dessen Oberfläche zurück. Mit der Auswertung der mittlerweile über 133.000 zur Erde übermittelten Fotos des Rovers werden die Wissenschaftler noch viele Jahre beschäftigt sein. Mittels der Internet-Seite Exploratorium kann auch die interessierte Öffentlichkeit nahezu zeitgleich mit einer Verzögerung von maximal nur wenigen Stunden an dieser Forschungstätigkeit teilnehmen.

Bis zum Erreichen des gegenwärtigen „großen Ziels“, des Randes des Endeavour-Kraters müssen noch weitere rund 11 Kilometer überwunden werden. Trotz des momentanen relativ guten Zustandes des Rovers kann niemand garantieren, dass dies auch wirklich gelingen wird. Aber selbst wenn Opportunity im Laufe der nächsten Wochen oder Monate unvermittelt ausfallen sollte, so müssen wir uns doch vor Augen halten, dass dieser Rover, genauso wie sein ebenfalls immer noch aktiver „Zwillingsbruder“ Spirit auf der anderen Seite des Mars, sämtliche in ihn gesteckten Hoffnungen und Erwartungen um ein Vielfaches übertroffen hat. Die bei dieser Mission bisher erlangten wissenschaftlichen und technischen Erkenntnisse werden die zukünftige Entwicklung der Marsforschung und darüber hinaus die Erkundung unseres Sonnensystems und des Weltraums noch lange beeinflussen.

Happy Birthday, Opportunity!

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Der Beitrag Opportunity – Das 7. Jahr beginnt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA/JPL/Cornell.

Die Daten, die das Team mit dem ferngesteuerten Rover gewann, zeigen, wie Wind und Wasser die Landschaft über Äonen formten. Das Wasser kam mehrmals, wobei sein letzter Auftritt allerdings schon Milliarden von Jahren zurückliegt. Der Wind wirkte viel länger, bis zum heutigen Tag, und beschränkte sich nicht nur darauf, den Sand zu Dünen aufzuhäufen. Der Rand des etwa 800 Meter großen Kraters in der Meridiani-Ebene ist geprägt durch abwechselnde Kliffs und Buchten. Letztere sind vermutlich durch Winderosion entstanden, die den ursprünglichen Krater noch etwas ausweiteten. Ursprünglich dürfte er etwa 600 Meter weit und 125 Meter tief gewesen sein. Der Wind zerrte an den Rändern des Lochs und füllte es teilweise wieder mit Sand, wodurch sich das Loch um etwa 25 Prozent ausweitete, aber auch um 40 Prozent verflachte.

„Was uns zum Victoria-Krater zog, war der enorme Querschnitt durch die Felsschichten, der dort zu Tage tritt“, sagte Steve Squyres, Chefwissenschaftler beider Rover-Missionen von der Cornell-Universität. „Der Einschlag, der diesen Krater vor Millionen von Jahren aushob, verschaffte uns eine wunderbare Gelegenheit.“ Die Ergebnisse dieser Forschung wurden von Squyres und 33 Co-Autoren in der Maiausgabe von „Science“ veröffentlicht.

Opportunity erforschte mit seinen Kameras die Schichten einiger Kliffs, bis zu einer Tiefe von 10 Metern unter der umgebenden Ebene. Ausgeprägte Muster zeigen, dass einst sich langsam bewegende Dünen zum Stillstand kamen und schließlich zu Sandstein versteinerten.

Instrumente am Arm des Rovers studierten die Zusammensetzung und Textur von Felsen gerade außerhalb des Kraters und von exponierten Schichten in der Bucht namens „Duck Bay“. Unter den Felsen neben dem Krater fanden sich Stücke eines Meteors, der möglicherweise Teil des größeren Felsens aus dem Weltraum war, der einst den Krater erzeugte.

Andere Felsen vom Kraterrand stammen offensichtlich aus der Tiefe des Marsbodens. Diese Felsen bergen einen Typ von eisenhaltigen kleinen Kügelchen, die das Team schon „Blueberries“ nannte, als es sie 2004 erstmals sichtete. Die Blueberries formten sich durch Wasser, das den Fels durchdrang. Kügelchen in Felsen aus größeren Tiefen sind größer als solche in höher gelegenen Schichten, was nahelegt, dass die Auswirkung des Grundwassers mit wachsender Tiefe zunahm.

In der „Duck Bay“ fand der Rover, dass die tieferen Schichten sich in mehrfacher Hinsicht von überlagernden Schichten unterscheiden. Mit der Tiefe nimmt der Gehalt an Schwefel und Eisen ab, während Aluminium und Silizium ansteigen. Diese Zusammensetzung stimmt überein mit dem Muster, das Opportunity schon früher am kleineren „Endurance-Krater“ in sechs Kilometern Entfernung fand. Demnach wirkten dieselben landschaftsformenden Umweltbedingungen in der gesamten Region und nicht nur lokal an einzelnen Stellen.

Opportunitys erste Beobachtungen zeigten Interaktionen des Vulkangesteins mit saurem Wasser, wobei Sulfatsalze entstanden. Zunächst wurde trockener vulkanischer Sand, der reich war an solchen Salzen, vom Wind über die Dünen verteilt. Unter dem späteren Einfluss von Wasser härteten die Dünen zu Sandstein aus. Weitere Veränderungen durch das Wasser produzierten die eisenhaltigen Kügelchen; Mineralien veränderten sich und eckige Poren blieben zurück, als sich die Kristalle auflösten.
Seit acht Monaten ist Opportunity nun unterwegs zu einem Krater namens „Endeavour“, der nochmals 20-mal größer ist als „Victoria“. Auch wenn nicht sicher ist, ob der alternde Rover jemals dort ankommt: Immerhin ein Fünftel der Strecke ist bereits geschafft.

Der Beitrag Ein Marskrater von ganz nahe erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Ralph-Mirko Richter

Als neues Fahrziel gab die Leitung der Mission jetzt den etwa 12 Kilometer südöstlich gelegenen und 22 Kilometer durchmessenden „Endeavour-Krater“ aus. Man erhofft sich, diesen nach einer Fahrzeit von etwa zwei Jahren erreichen zu können. Es ist zwar keinesfalls sicher, dass Opportunity diese Zeit noch überstehen wird, aber selbst wenn dies nicht der Fall sein sollte, so glauben die Wissenschaftler am JPL, dass man in südliche Richtung fahrend auf immer jüngere Gesteinsschichten der Marsoberfläche stoßen wird und diese ebenfalls äußerst lohnende Studienobjekte darstellen werden. Zuerst jedoch untersuchte man weiteres Oberflächengestein unmittelbar westlich des Viktoria-Kraters und steuerte noch mehrere markante Punkte an seinem Südwest-Rand an, bevor man diesem am 14. Oktober 2008 (Sol 1679) mit einer mittlerweile durch weitere Cleaning Events wieder auf rund 650 Wattstunden pro Sol gestiegenen Energieausbeute endgültig den Rücken zuwandte. Dabei nahm man jedoch nicht den direkten Kurs, sondern wandte sich vorerst in süd-südwestliche Richtung, da man dort einen felsigeren Untergrund als relativ sichere Fahrbahn nutzen kann. Der direkte Weg hingegen ist mit zu vielen Sanddünen überzogen, welche sehr an die Purgatory-Dünen aus dem Jahre 2004 erinnern. Bis zum 21. November (Sol 1716) legte Opportunity über 1.800 Meter zurück, bevor man in der Zeit der Solarkonjunktion, einer Phase, in welcher Erde, Sonne und Mars eine Linie bilden und die Sonne für etwa zwei Wochen eine Kommunikation mit den auf und um den Mars tätigen Forschungsmissionen verhindert, eine mehrwöchige Fahrpause einlegte.

Bei dieser Gelegenheit nahm der Rover vor einem kleinen, als „Santorini“ benannten Felsbrocken eine Parkposition ein, um dieses neue Ziel über einen längeren Zeitraum hinweg intensiv zu studieren. Der Instrumentenarm wurde direkt auf diesem Felsen positioniert und mit den darin integrierten zwei Spektrometern und dem Mikroskop untersucht. Anfang Januar 2009 veröffentlichte die NASA erste Resultate dieser Untersuchungen, aus denen hervorging, dass es sich bei dem vermeintlichen Stein in Wirklichkeit um einen weiteren Meteoriten, diesmal aus der Klasse der Stein-Eisen-Meteoriten, einen sogenannten „Mesosideriten“, handelt. Da drei der vier bisher von Opportunity auf der Meridiani-Ebene gefundenen Meteoriten dieser auf der Erde recht selten gefundenen Klasse zugeordnet werden, geht man davon aus, dass diese alle Bestandteile eines einzigen einst auf dem Meridiani Planum eingeschlagenen Meteoriten sind.

Nach Beendigung der Untersuchungen fuhr Opportunity erneut einige Meter weiter und untersuchte ein neues Ziel, eine flache Gesteinsformation namens „Candia“, bei welcher man, wie so oft auf dem Meridiani Planum, eine hohe Konzentration an Blueberries vorfand. Bei diesen Untersuchungen traten allerdings auch zum wiederholten Male Probleme mit dem ebenfalls in den Instrumentenarm integrierten Rock Abrasion Tool auf. Bei diesem abgekürzt RAT genannten Instrument handelt es sich um einen kleinen Bohrer mit einer diamantbesetzten Bohrkrone. Diese rotiert mit hoher Geschwindigkeit und fräst so ein Loch von 4,5 Zentimetern Durchmesser und maximal 5 Millimetern Tiefe in ihr Ziel. Auf diese Weise können das APXS-Spektrometer bzw. das Mössbauer-Spektrometer das bearbeitete Material anschließend untersuchen, ohne dabei durch eine störende und eventuell die Messergebnisse verfälschende Staubschicht behindert zu werden. Leider jedoch nutzen sich selbst die extrem harten Diamantbohrkronen bei häufiger Benutzung irgendwann einmal ab. Die Bohrwerkzeuge der beiden Rover waren ursprünglich für lediglich drei Einsätze vorgesehen, schafften dann aber trotzdem jeweils 15 Bohrungen, bevor sie für weitere Bohrarbeiten unbrauchbar wurden. Mittels einer rotierenden Bürste ist man jedoch immer noch in der Lage, das zu untersuchende Gestein oberflächlich zu säubern. Allerdings kam es bei dem den letzten Analysen vorangehenden Einsatz von Opportunitys RAT an diesem zu einem weiteren, sehr wahrscheinlich durch thermische Belastungen verursachten Kabelbruch. Dies führte dazu, dass man den Bohrer nicht mehr in seine Ausgangsposition zurückbefördern konnte. Die jetzt erst einmal zwangsläufig am JPL erfolgende Fehleranalyse mit Hilfe eines Testrovers nahm mehrere Tage in Anspruch, weswegen sich die Weiterfahrt verzögerte.

Mitte Januar hatte man das Problem gelöst. Der RAT konnte in die ursprüngliche Position bewegt werden und Opportunity nahm die Fahrt am 15. Januar 2009, Sol 1770 der Mission, wieder auf. An diesem Tag wurden etwa 105 Meter zurückgelegt. Nach nochmals 150 Metern erreichte der Rover am 21. Januar den flachen, etwa 18 Meter durchmessenden „Ranger-Krater“. Dieser ist zwar zum größten Teil mit Sand aufgefüllt, aber an seiner dem Rover gegenüberliegenden Ostflanke waren deutlich Sedimentschichtungen des Grundgesteins erkennbar. Diese Schichtungen wurden zwecks genauerer Studien von den Panoramakameras des Rovers in hoher Auflösung abgebildet.

Opportunity setzte seine Fahrt auch weiterhin in südwestliche Richtung fort. Längere Etappen mit Fahrstrecken von teilweise über 100 Metern pro Sol wechselten sich dabei mit Ruhetagen zur Orientierung und Analyse des zukünftig zu passierenden Geländes ab. Anfang Februar wurde der Rover allerdings von einer höheren Dosis kosmischer Strahlung getroffen. Die dadurch erzeugten Probleme in der Elektronik hatten eine Beeinträchtigung der Energieversorgung des Hauptmastes und der daran montierten Instrumente, also der vier Panorama- und Navigationskameras und des Mini-TES-Spektrometers, zur Folge. Eine dadurch bedingte fünftägige Fahrtunterbrechung nutzte man, um den Speicher des Bordcomputers zu leeren und größere Mengen an älteren Daten an das Kontrollzentrum zu transferieren. Glücklicherweise blieb auch dieser Zwischenfall ohne Folgen und die Fahrt konnte am 6. Februar 2009 fortgesetzt werden. Zwischen dem 10. und 12. Februar (Sol 1797) überbrückte Opportunity dabei in drei Etappen sogar fast 380 Meter. Bei dieser letzten Fahrtetappe traten allerdings erneut Probleme mit dem rechten Vorderrad des Rovers auf.

Wieder trat ein erhöhter Reibungswiederstand auf und der Antriebsmotor dieses Rades zog daraufhin, vergleichbar mit der Situation im Viktoria-Krater, im Fahrbetrieb zum wiederholtem Male deutlich mehr Energie, als theoretisch benötigt. Die geplante Weiterfahrt wurde daraufhin unterbrochen. Stattdessen wurde Opportunity am 15. Februar 2009, dem 1.800sten Tag der Mission, auf seiner alten Fahrspur zuerst um etwa 10 Meter zurück und anschließend wieder nach vorne bewegt. Gleich danach ging es erneut vier Meter vorwärts. Der Sinn dieses Manövers bestand darin, zu überprüfen, ob das Verhalten des Rades eventuell im Zusammenhang mit der Zusammensetzung und Konsistenz des Untergrundes stehen könnte. Bei der Analyse der aufgezeichneten Energieströme stellte sich jedoch heraus, dass diese durchgehend anormal hoch waren, in der Rückwärtsbewegung jedoch geringer ausfielen als in der Vorwärtsbewegung.

Die Missionsleiter entschlossen sich daher, die Weiterfahrt Opportunitys vorläufig im „Rückwärtsgang“ durchzuführen. Dabei ergibt sich allerdings ein weiteres Problem. Der Rover ist in der Lage, seine zu absolvierende Fahrstrecke in einem Autonavigationsmodus ohne direkte Einflussnahme der Missionsplaner zu absolvieren. Hierfür benötigt die entsprechende Software jedoch aktuelle Bilder der Navigationskameras. Diese NavCams können aber keine Fotos des Bereiches hinter dem Rover liefern, da dort die für die Kommunikation mit der Erde benötigte Niedriggewinnantenne platziert ist und das Gesichtsfeld der Kameras einschränkt. Dies führt dazu, dass Opportunity seine weitere Fahrt im „Blind Modus“ absolvieren muss. Die zurückzulegende Strecke wird Opportunity dabei im Voraus vorgeschrieben, wobei die Geländekenntnisse aufgrund mangelnder Bildaufklärung allerdings nur bruchstückhaft sind. Deshalb werden die in nächster Zeit zu fahrenden Tagesetappen wieder kürzer ausfallen müssen. Allerdings gelang es Opportunity, auf diese Weise am 18. Februar 2009 weitere 50 Meter in südwestliche Richtung zurückzulegen.

Trotz der momentan komplizierten Situation befindet sich Opportunity unter Berücksichtigung seines Alter und der Umweltbedingungen, denen er tagtäglich ausgesetzt ist, in einem gutem Zustand. Der Rover generiert zur Zeit pro Tag 567 Wattstunden (0,567 kWh) an Energie. Auf seinem weiteren Weg zum allerdings immer noch über 12 Kilometer entfernten Endeavour-Krater wird der Rover immer wieder Pausen einlegen, um ausführliche Untersuchungen der Oberfläche durchzuführen. Das Ziel besteht dabei darin, eine möglichst aussagekräftige Karte über die chemische und mineralogische Zusammensetzung der passierten Oberflächenbereiche zu erstellen und eventuelle Veränderungen oder Trends registrieren und analysieren zu können. Letztendlich kann jedoch niemand mit Gewissheit sagen, wie lange Opportunity noch funktionsfähig sein wird und ob er wirklich in der Lage ist, sein momentanes Ziel zu erreichen. Aber selbst wenn dies nicht der Fall sein sollte, hat dieser Rover sämtliche in ihn gesetzten Erwartungen bei Weitem übertroffen und sämtliche vorgegebenen Forschungsziele mehr als nur erfüllt. Sollte er ursprünglich bei seinen Erkundungen auf dem Mars innerhalb von 90 Tagen eine Strecke von 600 Metern zurücklegen, so wurden daraus mittlerweile fast 15 Kilometer in über fünf Jahren. Der Nachweis von ehemals vorhandenem Wasser auf der Oberfläche des Mars gilt als gesichert und die umfassenden wissenschaftlichen Erkenntnisse über die geologische Geschichte und die Chemie des Planeten werden in die zukünftigen Marsmissionen von Orbitern und Rovern einfließen und diese nicht unwesentlich beeinflussen.

Roll on, Opportunity…

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Der Beitrag 5 Jahre Opportunity (5) erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Ralph-Mirko Richter

Anfang Oktober 2005 erreichte Opportunity den Nordrand des Erebus-Kraters und begann, diesen in westlicher Richtung zu umfahren. Nähere Untersuchungen einzelner Gesteinsschichten legten dabei den Schluss nahe, dass die Klimabedingungen des Mars zyklischen Schwankungen zwischen trockenen und feuchten Perioden unterworfen waren. Am 12. Dezember 2005 hatte Opportunity sein erstes Marsjahr erfolgreich abgeschlossen und in dieser Zeit über 58.000 Bilder an das Kontrollzentrum übermittelt. Überschattet wurde dieses Ereignis jedoch bereits vorher, als erstmals am 22. November 2005 (Sol 651 der Mission) Probleme mit einem der fünf Motoren auftraten, welche die drei Gelenke des Instrumentenarmes antreiben. Dies führte dazu, dass der Arm nicht mehr im vollem Umfang seitlich bewegt werden konnte. Ausführliche Analysen des Vorfalls ergaben, dass hierfür wahrscheinlich ein Kabelbruch innerhalb des Motors verantwortlich war. Nach mehrwöchigen Tests konnte man das Problem jedoch glücklicherweise durch das Erzeugen einer höheren Spannung umgehen. Verursacht wurde diese Störung vermutlich durch die extremen Temperaturschwankungen, denen speziell dieser Motor ausgesetzt war. Neben den natürlichen Schwankungen zwischen Tag und Nacht wurde er zusätzlich durch seine Nähe zu einem der bordeigenen Heizelemente strapaziert. Dieses eine Element kann bereits seit Beginn der Mission aufgrund eines fehlerhaften Schalters nicht deaktiviert werden und gibt deshalb durchgehend Wärme ab.

Um gegen einen vollständigen Ausfall des Motors gewappnet zu sein, wurde der Instrumentenarm ab jetzt nicht mehr komplett eingefaltet, sondern stattdessen in einer „Parkposition“ auf der Oberseite des Fahrgestells aufgesetzt. Die Forschungsarbeiten konnten letztendlich fortgesetzt werden und am 13. März 2006 (Sol 759) verließ Opportunity den Rand des Erebus-Kraters und nahm seine Fahrt zum etwa zwei Kilometer entfernten „Victoria-Krater“ auf. Auf dem Weg dorthin überstand man auch den Marswinter mit einer durchschnittlichen Energieausbeute von 430 Wattstunden pro Sol aus den Solarpaneelen und erreichte den 750 Meter durchmessenden und bis zu 70 Meter tiefen Krater am 28. September 2006 (Sol 952). Im Laufe dieser letzten Monate konnte man aus den vorgenommenen Bodenanalysen entnehmen, dass der bisher passierte Bereich der Meridiani-Ebene in der Vergangenheit immer wieder im periodischen Wechsel von flachen Seen und trockenen Ebenen beziehungsweise Dünen überzogen war, was mit einem Steigen und Fallen des Grundwasserspiegels einherging. Spektrografische Untersuchungen der Mineralien indizierten dabei einen hohen Säuregehalt des Wassers. An den Wänden des Viktoria-Kraters erhoffte man sich, diese Erkenntnisse zu bestätigen, in einen besseren zeitlichen Kontext zu setzen und so mehr über die früheren Umweltbedingungen auf dem Mars in Erfahrung bringen zu können. Bilder des NASA-Orbiters Mars Global Surveyor (MGS) hatten nämlich gezeigt, dass an den Kraterwänden 30 bis 40 Meter dicke Gesteinsschichten zutage treten. Um diese Schichten jedoch unmittelbar zu erreichen, musste der Rover in das Innere des Kraters hinabsteigen. Auf der Suche nach einem möglichen Weg sollte der Krater allerdings zuerst teilweise umrundet werden, wobei Opportunity auch Hilfe aus dem All erhielt. Der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA war erst am 30. März 2006 in den Marsorbit eingetreten und hatte die diversen Aerobraking- und Bahnkorrektur-Manöver zum Erreichen der endgültigen Umlaufbahn im September erfolgreich beendet. Am 27. September erfolgte die Kalibrierung der bordeigenen Kamera und bereits am 3. Oktober gelang es, die Umgebung Opportunitys aus einer Höhe von knapp 300 Kilometern in hoher Auflösung abzubilden und so hilfreiche Erkenntnisse über die zukünftig zu wählende Fahrstrecke zu gewinnen.

Die Zeit bis zum 22. April 2007 (Sol 1153) verbrachte man damit, den Krater bis zu einem „Tierra del Fuego“ genannten Punkt zu etwa einem Viertel zu umfahren. Dabei wurde dann auch am 6. Februar 2007 (Sol 1080) die Marke von 10.000 auf der Marsoberfläche zurückgelegten Metern überschritten. Während dieser Zeit fuhr der Rover immer nur kleine Streckenabschnitte und verbrachte die entstehenden Pausen mit ausführlichen Analysen des Oberflächengesteins am Kraterrand und nahm mit seinen Kameras aus unterschiedlichen Perspektiven die Kraterwände ins Visier. Dabei zeigten sich deutlich sichtbare Unterschiede in den Gesteinschichten, je weiter man nach unten schaute. In diesen unteren Bereichen entdeckte man sandsteinähnliche Strukturen, bei denen es sich um die Versteinerungen eines sehr alten Sandstrandes handeln könnte. Dies wäre ein Beweis dafür, dass sich hier früher ein Ozean erstreckt hätte. Dr. Steve Squyres von der Cornell-Universität, verantwortlich für die wissenschaftliche Leitung der Mission, sagte dazu: „Das bedeutet, dass die Umweltbedingungen auf dem Mars nicht immer konstant waren“.

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Der Beitrag 5 Jahre Opportunity (3) erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Ralph-Mirko Richter

Primäres Ziel dieser beiden baugleichen Rover sollte die Suche nach Anzeichen für ein früheres Vorhandensein von Wasser sein. Insbesondere sollte die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien, Böden und Gesteinen in der unmittelbaren Umgebung der Landestellen untersucht werden. Was anfangs als eine Mission von 90 Tagen Dauer geplant war, entwickelte sich im Laufe der Jahre zu einer nahezu unvergleichlichen Erfolgsstory.

Nach seinem Start am 7. Juli 2003 landete Opportunity, so der Name des zweiten Rovers, nach einem fast siebenmonatigem Flug am 25. Januar 2004 – heute vor 5 Jahren – kurz nach 6 Uhr MEZ erfolgreich in seinem avisierten Landegebiet. Dazu auserkoren hatte man die ausgedehnte Hochebene Meridiani Planum in der Nähe des Marsäquators. Ausschlaggebend für die Auswahl dieses Landeplatzes war der bereits früher bei spektroskopischen Untersuchungen aus dem Orbit heraus erfolgte Nachweis von vulkanischem Basaltgestein und großen Hämatitvorkommen. Dieses Mineral bildet sich auf der Erde in heißen Quellen oder stehenden Gewässern und gilt daher als Indikator für frühere Wasservorkommen auf dem Mars.

Kurz vor dem Erreichen der Oberfläche entfalteten sich die Airbags der Landesonde und nach dem Aufsetzen hüpfte diese noch mehrmals über das Gelände, bevor sie in einem kleinen Krater zum Stillstand kam. Nach dem Entfalten der Landeplattform wurden bereits wenige Stunden später erste Telemetriedaten und Bilder an das Missionskontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Darauf zeigte sich eine surreale Landschaft in ungewöhnlich dunklen Farben, wie sie an allen bisherigen Landeplätzen auf dem Mars noch nie zuvor beobachtet werden konnte. Am meisten erfreut waren die an dem Projekt beteiligten Wissenschaftler jedoch als sich herausstellte, dass Opportunity in einem flachen und etwa 22 Meter durchmessenden Impaktkrater gelandet war. In nur wenigen Metern Entfernung erkannte man in den Felsen auftretende Schichtungen des Gesteines, welche entweder durch Ablagerungen von vulkanischer Asche oder mittels Bodenerosion durch Wind bzw. Wasser entstanden sein mussten. So wurde ein unerwarteter Einblick in den Aufbau des unter der Oberfläche gelegenen Grundgesteines möglich.

Eine Woche später, am 31. Januar, verließ Opportunity die Landeplattform und begann seine direkten wissenschaftlichen Untersuchungen. Bereits innerhalb weniger Tage gelang es dabei, in kleinen, kieselähnlich geformten Steinen, sogenannten Blueberries, große Mengen an Hämatit nachzuweisen. Des Weiteren entdeckte man in der Folgezeit Olivin und hohe Konzentrationen von Schwefel. Auch Brom, Zink, Magnesiumsulfate und Jarosit konnten nachgewiesen werden. Damit schien bereits nach wenigen Wochen das Hauptziel der Mission, nämlich die Klärung der Frage, ob es auf dem Mars jemals flüssiges Wasser gegeben haben könnte, beantwortet zu sein. Auf der Erde entstehen Gesteine mit einer hohen Konzentration darin enthaltener Salze nämlich, indem sie während der Bildungsphase lange Zeit dem Einfluss von Wasser ausgesetzt sind. In den Gesteinsschichten auftretende Hohlräume, so die Interpretation der Geologen, könnten dabei durch flüssiges Wasser gebildet worden sein. Mittlerweile ist man davon überzeugt, dass es sich bei der Region des „Eagle-Kraters“, so sein jetziger Name, um die ehemalige Küstenlinie eines Salzsees handelt.

Dies war jedoch keinesfalls der Grund dafür, dass Opportunity sich Anfang März auch der „Amateurastronomie“ zuwandte. Bei der Bestimmung der orbitalen Bahndaten der beiden Marsmonde Phobos und Deimos standen die Astronomen bisher vielmehr vor dem Problem, dass ihnen keine exakten Messdaten zur Verfügung standen. Das Rover-Team, welches für die Bedienung der Panoramakamera zuständig ist, brachte deshalb den Vorschlag ein, die beiden Monde bei passenden Gelegenheiten zu beobachten. Am 4. April 2004 verfolgte man auf diese Weise einen Transit des Mondes Deimos vor der Sonne, am 7. April einen weiteren des Phobos. Dies waren allerdings nicht die einzigen Gelegenheiten, bei denen man astronomisch aktiv wurde. Die Marsmonde blieben auch weiterhin im Fokus fotografischer Beobachtungen. So ist es zum Beispiel mit geeigneten Farbfiltern möglich, Rückschlüsse über deren Oberflächenzusammensetzung zu gewinnen. Mehrfach wurden auch Sterne mit bekannten Helligkeiten abgebildet, um so die Dichte von Wolken und Staub in der Marsatmosphäre zu ermitteln. Langzeitaufnahmen des Nachthimmels zeigen eine große Anzahl von Bildfehlern und künstlichen Streifen, die sehr wahrscheinlich durch die kosmische Strahlung hervorgerufen werden. Diese trifft die Oberfläche des Mars´ viel intensiver als die der Erde, da der Mars nicht durch ein ihn abschirmendes Magnetfeld umgeben ist. Dr. Jim Bell, der Leiter der Gruppe, sagte dazu : „Wir werden noch lange brauchen, um diese Aufnahmen wissenschaftlich auszuwerten. Doch schon jetzt haben sie uns eine Ahnung davon vermittelt, welch überwältigender Anblick auf die künftigen Marsastronauten wartet.“ Allerdings werden solche energieintensiven nächtlichen Aktivitäten nur dann ausgeführt, wenn die Batterien des Rovers zur Gänze gefüllt sind.

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Der Beitrag 5 Jahre Opportunity (1) erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA/JPL.

„Der Rover ist zurück auf flachem Grund“, sagte Paolo Bellutta, einer der Ingenieure, die Opportunity steuern. Das letzte Teilstück von 6,8 Metern, ausgeführt letzten Donnerstag, komplettierte eine Serie von Fahrten über eine Gesamtstrecke von 50 Metern. Vor einem Monat wurde entschieden, den Krater zu verlassen. Um dies so schnell wie möglich zu realisieren, hatte das Team sogar wieder synchron zur Marszeit gearbeitet. Dies bedeutet, dass sich der Arbeitstag der betroffenen Mitarbeiter von Tag zu Tag um 40 Minuten verschiebt, also um die zwar kleine, aber in der Praxis durchaus bedeutende Differenz zwischen einem Marstag und einem Erdtag: Fängt man heute um 9 Uhr an zu arbeiten, muss man morgen um 9:40 Uhr ran, übermorgen um 10:20 Uhr und immer so weiter. Zuletzt hatte man so zu Beginn der Mission vor vier Jahren gearbeitet, als man davon ausging, dass die gesamte Mission nur einige Monate dauern würde und jede Minute ausgenutzt werden müsse…

Nötig geworden war die Eile, weil ein kurzzeitiger hoher Stromfluss im Motor des linken Vorderrades Ähnlichkeiten zu einem Motorausfall am Zwillingsrover Spirit gezeigt und damit Befürchtungen geweckt hatte, dass dies auch Opportunity passieren könne (Raumfahrer.net berichtete). Und dann wäre ein Verlassen des Kraters nicht mehr möglich gewesen. Der Motor hat seitdem allerdings normal funktioniert.

Mehr als die Hälfte der Missionsdauer war der Beschäftigung mit dem großen „Victoria-Krater“ gewidmet: 22 Monate lang dauerte allein die Fahrt vom kleineren „Endurance-Krater“ hinüber zu dem 800 Meter weiten Loch in der Meridiani-Ebene. Im September 2007 kam er dort an, umrundete ihn zum Teil, drang dann in den Krater vor und tastete sich mit zahlreichen Stopps zur Untersuchung des Gesteins bis zu „Cape Verde“ vor, einem der markanten Felsvorsprünge, die den Krater ringsum verzieren. Die letzte Planung vor Auftreten der Stromspitze hatte vorgesehen, so nahe wie möglich an „Cape Verde“ heran zu fahren und ihn aus nächster Nähe zu untersuchen.

Opportunitys nächstes Ziel ist bei Weitem nicht so spektakulär, verspricht sich aber wissenschaftlich zu lohnen: Der Rover soll geheimnisvolle dunkle Steine untersuchen, die auf der Ebene verteilt liegen. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Steine aus dem Untergrund weit entfernter Stellen stammen, wo sie bei Meteoriteneinschlägen fortgeschleudert wurden. Das Fernziel des Rovers soll dann ein weiterer großer Krater in einiger Entfernung sein.

Raumcon:

Opportunity verlässt den Victoria-Krater

Der Beitrag Opportunity zurück auf flachem Grund erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Raumfahrer.net/Space.com.

Bilder von tief eingegrabenen Roverrädern sind zwar nichts Ungewöhnliches. Aber wenn, dann war es meist nur ein Rad, mit dem die Wissenschaftler den Boden ein wenig umgraben und untersuchen wollten.

Diesmal sieht es jedoch dramatischer aus: Wie man auf diesem aktuellen Bild der linken Frontkamera sehen kann, haben sich beide Vorderräder so tief in den auffallend hellen Sand einer kleinen Düne eingegraben, dass die Achsen der Antriebsmotoren schon nicht mehr zu sehen sind. Dabei ist das Gelände – immer noch die weite Meridiani-Ebene – alles andere als steil.

Auch fällt die Beschaffenheit des hellen Sandes deutlich aus dem Rahmen des Üblichen: Normalerweise haftet der staubtrockene Marssand nicht an den Rädern, sondern fällt von allein wieder ab. Dieser Sand nun bleibt doch tatsächlich an den Aluminiumrädern „kleben“, und zwar so dick, dass die Rippen der Räder nur noch an wenigen Stellen hervor lugen (im Bild links).

Bleibt die Frage: War es die Absicht der Wissenschaftler, Opportunity derart tief in die Düne zu treiben? Oder sitzen sie selbst überrascht vor den Bildern, die ihr Schützling ihnen geschickt hat? Und: Wie geht die „Rallye“ weiter?

Update: Die NASA hat mittlerweile bestätigt, dass der Ausflug in die Düne keineswegs geplant war: Eine routinemäßig vorprogrammierte Tagesfahrt endete nach 40 Metern damit, dass der Rover sich beim Überqueren einer Düne fest fuhr. Nicht nur die Vorderräder, sondern alle sechs Räder sind tief im Marssand versunken. Und das Problem mit dem kürzlich ausgefallenen Steuerungsmotor des rechten vorderen Rades macht die Lage bestimmt nicht leichter.
Momentan laufen im JPL Beratungen und Experimente mit einem baugleichen Testrover, um die Situation zu analysieren, nachzustellen und eine Lösung zu finden. Chefwissenschaftler Steve Squyres sagte, dass die Mannschaft optimistisch sei, den Rover wieder flott zu bekommen, zumal dies nicht das erste Mal sei, dass der Rover sich festgefahren habe (Rohbilder von vor ein paar Tagen bestätigen dies).

Allerdings sollten sich die Opportunity-Fans darauf einrichten, die derzeitige Mars-Landschaft noch eine Weile zu sehen zu bekommen, da es bestimmt eine Weile dauern werde, bis eine Lösung gefunden sei und der Rover die Fahrt zum großen „Victoria-Krater“ fortsetzen kann. Es wäre unverantwortlich, nun mit aller Gewalt zu versuchen, von der Düne herunter zu kommen. Zu groß wäre die Gefahr, dass der Rover sich dabei nur noch tiefer in den Sand gräbt. Die Ingenieure müssen auf der Erde erst eine geeignete Vorgehensweise entwickeln, diese auf dem Mars vorsichtig testen, anhand der Ergebnisse modifizieren und erneut testen, bis der optimale Weg gefunden ist. Da aber nur ein- oder zweimal am Tag die Möglichkeit besteht, neue Befehle zum Rover zu senden beziehungsweise die Ergebnisse zu erhalten, wird es sich noch eine Weile hin ziehen. Bis es so weit ist, steht Opportunity eben auf seiner Düne, macht Bilder und führt Messungen durch.

Der Beitrag Opportunity bis zu den Achsen im Dreck erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: NASA.

Diese Meldung wird mit freundlicher Genehmigung der „Arbeitsgemeinschaft Raumfahrt und Astronomie e.V.“ Köln veröffentlicht. Autor ist Dr. Norbert Gasch.
Ähnlich wie auf der Erde fallen auch auf dem Mars Meteorite vom Himmel, und was nicht verglüht, landet irgendwo auf der Marsoberfläche. Der seit über einem Jahr aktive Mars-Rover Opportunity fand durch reinen Zufall einen (auf der Erde) etwa zentnerschweren Block metallischen Eisens. Er misst etwa fünfzig Zentimeter und liegt einfach so auf der weiten Ebene des Meridiani Planum und ist der erste jemals auf einem anderen Himmelskörper gefundene Meteorit. Vermutlich liegt er dort schon seit rund zwei Milliarden Jahren und müsste sich bei seinem Absturz mit etwa Schallgeschwindigkeit in den Boden gegraben haben. Nur wurde im Laufe der Äonen der Boden langsam abgetragen, so daß der Meteorit wieder zum Vorschein kam, weil er deutlich widerstandsfähiger ist.

Und wo kommt der Meteorit her? Er stammt aus dem Asteroidengürtel und entstand vor sehr langer Zeit beim Zusammenstoß zweier Asteroiden, deren Inneres sich in einen metallischen Kern und eine gesteinshaltige Kruste differenziert hatte. Der Meteorit ist ein ehemaliger Bestandteil des metallischen Kerns.

Die beiden Fotos zeigen den Meteoriten in Echtfarben, also so, wie er dem Betrachter auf dem Mars auch erscheinen würde. Sie entstanden durch Kombinationen von Fotos der beiden Panoramic Cameras. Bild 1 zeigt den Meteoriten aus Sicht der linken Kamera, Bild zwei aus Sicht der rechten.

Die eigenartigen etwa fünf Millimeter großen Perlen im Bild bestehen aus dem Eisenoxid-Mineral Hämatit und sind, genau wie der dunkle Staub, ein Verwitterunsgprodukt des Untergrundes.
Metallisches Eisen kommt in vielen hundert Milliarden Tonnen in dieser Form im Asteroidengürtel vor. Da es nicht erst mühsam aus einem Erz zu gewinnen ist, würde sich der Abbau im großen Stil eigentlich lohnen. Dazu kommt, dass in dem Eisen wertvolle Edelmetalle wie Nickel, Kobalt, Palladium und Platin neben Gold enthalten sind.

Der Beitrag Neues vom Mars-Meteoriten erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Julian Schlund. Quelle: NASA/JPL/Spacetoday.

Überraschende elf Monate halten sich die beiden Mars-Rover Spirit und Opportunity bereits ohne größere Probleme und haben dabei zusammen bereits 5,75 Kilometer zurückgelegt, was circa dem Fünffachen des geplanten Missionsziels entspricht. Mit den beiden Rovern befinden sich auch zwei Untersuchungsgeräte aus Mainz auf unserem äußeren Nachbarplaneten: Das Mössbauer-Spektrometer MIMOS II der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und das Alpha-Röntgen-Spektrometer (APXS) des Max-Planck-Instituts für Chemie. Beide sind an den robotischen Arm der Rover montiert. Schon kurze Zeit nach der Ankunft von Opportunity in der Tiefebene namens Meridiani Planum wurde der Landeplatz von Wissenschaftlern als „geologischer Jackpot“ bejubelt.

Elf Berichte von 122 Autoren stellen nun in der neuen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Science“ die analysierten Ergebnisse der ersten drei Monate der Opportunity-Mission vor. Mit dabei: Wissenschaftler aus Mainz, die mit ihren Untersuchungsgeräten wesentlichen Anteil daran hatten, das Vorkommen von flüssigem Wasser in der frühen Geschichte des Roten Planeten nachzuweisen. Und die Mars-Forscher sind sich einig: Es gab auf dem roten Planeten einst flüssiges Wasser. Ob jedoch auch Leben auf dem Mars entstanden ist, bleibt nach wie vor unklar.

Eins von vielen Anzeichen für größere Wasservorkommen in der Vergangenheit ist zum Beispiel das hohe Verhältnis von Brom zu Chlor, das vom APXS festgestellt wurde. Das Instument, das eisenhaltige Mineralien entdecken kann, stieß bei seinen Untersuchungen auf Hämatit und insbesondere auf Jarosit, auch als Gelbeisenerz bekannt. Dessen Entstehung setzt auf dem Mars Wasser voraus, wie Dr. Göstar Klingelhöfer vom Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz erläuterte. Jarosit hat sich wahrscheinlich auf dem Mars in einem sauren See oder in der Umgebung einer sauren heißen Quelle gebildet. Unter dem Titel „Jarosite and Hematite at Meridiani Planum from Opportunity’s Mössbauer Spectrometer“ stellt Klingelhöfer zusammen mit anderen Autoren die Ergebnisse in Science vor.

„In der Meridiani-Ebene gab es in periodischen Abständen flüssiges Wasser, zeitweilig genug, um den Untergrund zu sättigen“, fasst Steve Squyres von der Cornell University in Ithaka zusammen. „Da flüssiges Wasser die wichtigste Voraussetzung für Leben darstellt, können wir davon ausgehen, dass die Bedingungen in der Meridiani-Ebene zumindest zeitweilig die Existenz von Leben ermöglicht haben könnten“, erklärt er weiter.

Was bei all dem offen bleibt: Die Forscher wissen noch nicht, ob das Wasser größere, zusammenhängende Flächen bedeckte oder lediglich in vielen verstreuten „Pfützen“ existierte. So deutet eine Reihe von Anzeichen darauf hin, dass das Wasser wiederholt gekommen und gegangen ist. Zudem besaß das Wasser einen hohen Salz- und Säuregehalt, Bedingungen, die mögliche Lebensformen vor einige Herausforderungen gestellt haben dürften. Squyres weist allerdings auf den spanischen Fluss Rio Tinto hin, der diesbezüglich ganz ähnliche Bedingungen bietet und „vor Leben nur so wimmelt“. Jedoch seien die Organismen nicht dort entstanden, sondern hätten sich erst später an die extremen Bedingungen angepasst.

Fest steht nun jedenfalls, dass die bisherigen Ergebnisse ein starkes Argument für eine weitere Mission in die Meridiani-Ebene darstellen. Beim nächsten Mal sollten dann Bodenproben zur Erde gebracht werden, um etwaige Fossilien zu finden – für den Fall, dass es jemals Leben auf dem geheimnisvollen Mars gegeben haben sollte. „Wir brauchen einen Brocken davon, um ihn im besten Labor der Welt untersuchen zu lassen“, schließt Squyres ab.

Der Beitrag Wasserreiche Vergangenheit sicher erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Christian Ibetsberger. Quelle: NASA.

Nach der langen und erfolgreichen Erforschung des Landekraters von Opportunity verlässt der Rover nun sein Nest und wird sich auf den Weg zu anderen Krater machen. Der Eagle Crater bot dem Rover lange Zeit einen Abenteuerspielplatz. Durch die aussergewöhnlichen Felsstrukturen konnten die NASA Wissenschafter neue Eindrücke über deren Entstehung gewinnen.

Erst vor kurzem gab es ein Presse Briefing auf dem die neusten Erkenntnisse veröffentlich wurden. Man konnte nun den Nachweis von Wasser auch von Geologischer Seite erklären und bestätigen. Angespornt von diesen Ergebnissen ist Opportunity nun auf dem Weg zu neuen Felsen und Krater. Doch das Verlassen des Landekraters war doch nicht so einfach wie es sich das Roverteam vorgestellt hat.

Bei dem Versuch die Kraterwand hochzufahren, grub sich der Rover in den weichen Sand und rutschte wieder hinunter. Doch zu guter letzt fand man schoss er neue Bilder vom Meridiani Planum.

Auch der Zwillings Rover Spirit war nicht untätig. Der Rover untersucht gerade einen Felsen Namens Mazatzal. Mazatzal ist der bisher größte Felsen der untersucht werden konnte und er liegt im Krater Bonneville. Ausserdem ist auch die Farbe des Felsens anders als die der Vorgänger. Er ist viel heller und Wissenschafter glauben das sein Aussehen durch die Winderosion entstanden ist. Spirit verbrachte nun schon 76Sols auf dem Mars und nach wie vor arbeitet der Rover einwandfrei. einen Weg, der den Rover ohne Schwierigkeiten aus dem Krater herausführte. Nachdem der Rover den Krater verlassen hatte

Der Beitrag Opportunity rollt über Kraterrand erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: NASA.

Bereits seit 2001 war durch Untersuchungen der amerikanischen Raumsonde Mars Odyssey bekannt, dass auf dem Roten Planeten große Mengen Wasser existieren. Der erste direkte Nachweis besonders der Eisvorkommen am Marssüdpol war schließlich mit Hilfe der europäischen Mission Mars Expressmöglich gewesen.

Mars Express: Wasser am Südpol
Das Instrument OMEGA an Bord des Orbiters ist in der Lage, die Reflexionen der Oberfläche zu messen, woraus die Missionswissenschaftler auf die Elemente am Boden schließen können. Dabei zeigte sich, dass am Marssüdpol nicht nur gefrorenes Kohlenstoffdioxid sondern auch viele hundert Quadratkilometer große Wassereis- oder Permafrost-Gebiete existieren. Durch das Infrarot-Instrument OMEGA wurden sogar Anzeichen dafür gefunden, dass vielleicht sehr viel größere Mengen Wasser auf dem Roten Planeten vorhanden sind, als dies bisher vermutet wurde.

Opportunity: Blaue Beeren aus Hämatit
Auch direkt auf der Marsoberfläche – in zwei verschiedenen Gebieten – konnten mittlerweile direkte Hinweise für die Existenz von Wasser entdeckt werden. Sowohl der NASA-Marsrover Spirit, als auch Opportunity, haben Mineralien entdeckt, die auf den Einfluss von Wasser in der Vergangenheit schließen lassen.
Ein Hauptgrund für diese Annahme sind sogenannte „blaue Beeren“ (blueberries), die beide Fahrzeuge der NASA gefunden haben. Mehr grau als blau gefärbt, liegen sie in besonders großer Zahl im Landekrater von Opportunity. Sie sind unglücklicherweise alleine zu klein, um vom Mößbauer-Spektrometer des Rovers direkt analysiert zu werden. Allerdings konnte er nachweisen, dass die Gebiete mit Kugeln gravierende Unterschiede zu denen ohne Kugeln aufweisen.
„Dies ist der Fingerabdruck von Hämatit, woraus wir schließen können, dass der Hauptanteil des eisenartigen Minerals der Kugeln Hämatit ist“, sagte Daniel Rodionov, deutsches Mitglied des Roverteams von der Universität Mainz. Auf der Erde weisen Hämatitkörner für gewöhnlich auf eine feuchte Umgebung hin.

„Die Frage ist, ob dies Teil einer längeren Geschichte ist“, sagte Dr. Andrew Knoll, Rover-Teammitglied von der Havard Universität. Immerhin fand Opportunity die Kugeln auch außerhalb der Hämatit-reichen Strukturen am Rand seines Landekraters.

Diese Annahme wird erhärtet durch Aufnahmen aus dem Marsorbit, die Hämatitvorkommen auf einer Fläche halb so groß wie Deutschland entdeckt hatten. Aus diesem Grund wurde unter anderem das Meridiani Planum als Landeregion für Opportunity ausgewählt.

„Vielleicht existiert im gesamten Meridiani Planum eine Schicht von blueberries„, vermutet Knoll. „Wenn das stimmt, könnte früher sehr viel mehr Gestein [wie im Landekrater des Rovers gefunden] offengelegen haben und dann durch Erosion überdeckt worden sein.“

Spirit auf großer Fahrt
Auf der gegenüberliegenden Seite des Roten Planeten hat der Rover Spirit kürzlich den Rand des Kraters Bonneville erkundet, den er bereits in der letzten Woche erreichte. Eine aktuelle Panoramaaufnahme zeigt vor allem „einen spektakulären Blick auf abgebrochenes Material am Kraterboden“, so Dr. John Grant, Mitglied des Wissenschaftlerteams.

Die neue Aufnahme lässt bereits den Rand des großen Gusev-Kraters in 80 Kilometern Entfernung erkennen. Dieser Wall ist über 2,5 Kilometer hoch und konnte auf bisherigen Spirit-Aufnahmen durch die Staubkonzentration in der Atmosphäre nicht entdeckt werden.
Der Rover soll aber vorerst nicht in den Bonneville-Krater hinabsteigen. „Wir haben nichts gesehen, das uns so sehr interessiert, dass wir dafür Risiken eingehen würden“, sagte Dr. Mark Adler, Missionsmanager für Spirit. Dafür soll noch mehrere Tage lang der Kraterrand erkundet werden. Dann wird sich der Rover in Richtung der von der NASA Columbia Hills getauften Bergkette auf den Weg machen, weil dort unbeeinträchtigte Schichten erwartet werden.

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: NASA.

Neue Aufnahmen des Mars Exploration Rover Opportunity der NASA zeigen mit großer Wahrscheinlichkeit Sedimente, die durch flüssiges Wasser entstanden sind. Dies meldete die NASA heute Abend. Damit wurden das erste Mal Hinweise für Wasser auf der Oberfläche mit einem Lander entdeckt – bisher war dies nur mit Hilfe von Raumsonden aus dem Orbit möglich gewesen.

„Es ist flüssiges Wasser durch diese Steine geflossen. Es veränderte dabei nicht nur ihre äußere Form, sondern auch ihre Chemie“, so Dr. Steve Squyres, leitender Wissenschaftler für die NASA-Rover. „Wir waren in der Lage, die Zeichen zu lesen, die das Wasser zurückgelassen hat, was uns in unserer Entdeckung sicher macht.“

Dr. James Garvin, leitender Wissenschaftler für Mars- und Mondforschung im NASA-Hauptquartier fasst zusammen: „Die Mission der Mars Exploration Rover wurde mit dem Ziel gestartet, herauszufinden, ob wenigstens ein Teil des Mars früher feucht genug war, um Leben ermöglicht zu haben. Heute haben wir vermutlich die aufregende Antwort: Ja!“

Nach diesen Hinweisen beginnt Opportunity erst mit der eigentlichen Arbeit: Der Roboter soll versuchen herauszufinden, ob sich durch das Einwirken von flüssigem Wasser auch Mineralien in den Felsen abgelagert haben, vielleicht auf dem ehemaligen Grund eines salzigen Sees oder Meeres, auf dem Opportunity derzeit steht.

Vor etwa fünf Wochen landete der Rover im sogenannten Meridiani Planum und überraschte bereits damals die beteiligten Missions-Wissenschaftler: Er war nicht nur in einen sehr kleinen Krater gefallen, der fast der einzige der Landeregion ist. Bereits die ersten Fotos von Opportunity zeigten völlig außergewöhnliche Strukturen am Rand seines kleinen Kraters, der aufregende Forschungsmöglichkeiten und -ergebnisse erwarten ließen.

In den vergangenen Wochen war der robotische Geologe damit beschäftigt, die gesamte Struktur, die die NASA El Capitan taufte, zu erkunden. Er entdeckte darin eine sehr hohe Schwefelkonzentration. An der gleichen Stelle fanden die Instrumente des Rovers ein Eisen-Schwefel-Mineral mit dem Namen Jarosit. Diese Entdeckungen waren nur mit den in Deutschland an der Universität Mainz entwickelten Röntgen- und Mößbauer-Spektrometer möglich.

Auf der Erde ist eine solche hohe Zahl von Salzen eindeutiges Anzeichen dafür, dass das Gestein durch Wasser geformt wurde bzw. Wasser über einen langen Zeitraum ausgesetzt war.
Auf der aktuellen Aufnahme, die zu der aufregenden Entdeckung von Wasserspuren führte, sind auch kleine Kügelchen zu sehen, die Opportunity und Spirit auf mikroskopischen Aufnahmen bereits häufiger vorfanden. Vermutlich sind diese vulkanischen Ursprungs. Andere Möglichkeiten wären Auswürfe während Meteoriteneinschlägen oder Teile einer Lösung, die aus porösem durchnässten Gestein stammen. Bisher gibt es aber noch keine eindeutigen Hinweise auf ihren Ursprung. Immerhin konnte aber bereits festgestellt werden, dass sie nicht in einem bestimmten Teil des Kraters besonders konzentriert auftreten.

Trotz der großartigen Entdeckung von Sedimentspuren wollen die Missionswissenschaftler mit Opportunity in den nächsten Tagen noch weitere Versuche durchführen. Immerhin geben die aktuell vorliegenden Fotos noch keine völlig eindeutige Antwort. Der Rover soll erst einmal noch dichter an die Strukturen heranfahren.

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Ein Beitrag von Felix Korsch. Quelle: eig. Ber..

Mit großer Erleichterung nahm die NASA am heutigen frühen Montagmorgen den Start des Mars Exploration Rover B zur Kenntnis. Der Start erfolgte gewohnt unpünktlich, gegen 5:18 Uhr (MESZ), nachdem die erste Startmöglichkeit des Tages um 4:35 Uhr (MESZ) verpasst wurde. Grund war ein anscheinend defektes Sauerstoffventil, welches zum Stopp des Coundowns nur sieben Sekunden vor dem erhofften Lift-off führte. Die Trägerrakete des Typs Delta II Heavy harrte eine gute Dreiviertelstunde lang auf dem Launchpad 17B der Cape Canaveral Air Force Station aus, ehe die Missionskontrolle ihr „Go“ für den zweiten Anlauf des Tages gab, welcher schließlich zum Erfolg führte. Die Rakete aus dem Hause Boeing erhob sich bei perfekten Wetterbedingungen gen Himmel und bescherte den Zuschauern vor Ort unvergessliche Impressionen eines fehlerlosen Nachtstarts.

Doch die erleichterten Gesichter der NASA-Ingenieure sahen in den letzten Tagen weit strapazierter aus. Die mehr als 800 Millionen US-Dollar teure Doppel-Mission schien zumindest zum Teil zu scheitern, nach dem der Start der zweiten Sonde, die auf den Namen Opportunity getauft wurde, nicht weniger als fünf Mal verschoben werden musste. Die Gründe hierfür waren zunächst ungünstiges Wetter, dann eine Sorgen bereitende Korkisulation an der ersten Stufe der Trägerrakete und schließlich eine beschädigte Batterie des Rovers (wir berichteten). Der angesetzte Starttermin am 28. Juni verschob sich entsprechend immer wieder, wobei allein die Korrektur der Korkisolation eine Woche Zeit kostete. Ungeachtet dessen rückte der Termin des Schließens des Startfensters immer näher: hätte Opportunity nicht bis zum 15. Juli abheben können, so hätte sein baugleicher Zwilling Spirit allein zum Mars fliegen müssen, während sich erst in vier Jahren erneut eine günstige Startmöglichkeit ergibt. Der verspätere Lift-off hat nun allerdings keine Auswirkungen auf den weiteren Verlauf der Mission.

Zum Scheitern des Vorhabens musste es jedoch zum Glück nicht kommen. „Ich denke, wir haben alles zweimal kontrolliert, was uns möglich war“, sagte der NASA-Direktor für Startsysteme am Kennedy Space Center in Florida, Omar Baez. „Jetzt schaut alles sehr gut aus“, fügte er gegenüber der Presse zufrieden an. Unterdessen herrscht auch Freude über das Funktionieren der Trägerrakete Delta II. Diese kam heute Morgen nämlich erstmals in der verstärkten Variante Heavy zum Einsatz, welche sich durch größeren und leistungsstärkere Außenbooser kennzeichnet. „Es war ein sehr sauberer und sehr erfolgreicher Start“, sagte NASA-Administrator Sean O’Keefe gegenüber den begeisterten Beobachtern des Starts. „Wir haben nun zwei Rover auf dem Weg zum Mars.“ Doch im Grunde bietet das Jahr 2003 noch mehr, denn insgesamt befinden sich nun vier Marssonden auf dem Weg zum Roten Planeten: neben den beiden US-Marsrovern sind dies die europäische Mars Express samt britischem Lander Beagle2 sowie die japanische Sonde Planet-B, auch als Nozomi (japanisch für „Hoffnung“) bekannt.

Den derzeitigen Angaben der NASA zu Folge gibt es keine Hinweise auf eventuelle Schäden an Opportunity. Nur rund 83 Minuten nach dem Start von Cape Canaveral aus konnte sich der Rover von der Trägerrakete lösen und führte die Initialzündung zum Einschuss auf die sichere Marsbahn durch. Geht bis dahin alles gut, wird Opportunity am 25. Januar des kommenden Jahres im Meridiani Planum niedergehen können. Spirit dagegen wird den Gusev-Krater auf der anderen Seite des Mars genauer inspizieren. Schon vorher, am 25. Dezember, also exakt zu Weihnachten, wird die Ankunft der europäischen Sonde Mars Express erwartet. Hauptziel aller Missionen ist der Nachweis von Wasser auf dem Roten Planeten und damit auch die Suche nach Leben auf unserem kosmischen Nachbarn. Dieses zu finden ist nun die Aufgabe gleich einer ganzen Armada internationaler irdischer Sonden. Wir wünschen viel Erfolg für die beschwerliche Reise…

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