Quelle: OHB SE.

Bremen/Marseille, 22. November 2021. Die OHB Venture Capital GmbH, ein Tochterunternehmen des deutschen Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, hat sich mit einer Investition am französischen Start-Searoutes beteiligt. Das Unternehmen mit Sitz in Marseille ist auf digitale Lösungen für den maritimen und logistischen Sektor spezialisiert und hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Treibhausgasemissionen des Gütertransports zu reduzieren, indem es Einblicke in den CO2-Fußabdruck verschiedener Transportrouten bietet.

Um die relevanten Daten für diesen Dienst anbieten zu können, nutzt Searoutes AIS-Daten, die die Identifizierung und genaue Positionierung von Schiffen ermöglichen. Zur Verfügung gestellt werden diese Daten vom OHB-Tochterunternehmen LuxSpace Sarl. Searoutes verwendet dabei sowohl aktuelle als auch historische AIS-Daten, um die von Schiffen regelmäßig genutzten Routen zu kartieren. Diese Informationen werden dann mit anderen Datensätzen (z. B. Schiffsinformationen, Wetterbedingungen und Strömungen) kombiniert, um den CO₂-Fußabdruck eines über eine bestimmte Transportroute beförderten Containers vorherzusagen oder einen genauen Bericht über die in der Vergangenheit genutzten Transportrouten zu erstellen.

Bündelung von Stärken
LuxSpace Sarl hat zudem eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet, um die Stärken beider Unternehmen zu bündeln. Durch die Kooperation und insbesondere durch gemeinsame Vertriebsaktivitäten und Produktentwicklungen im Bereich der maritimen Datenanalyse soll das Potenzial von Schiffsverfolgungsinformationen voll ausgeschöpft werden. „Wir freuen uns sehr, gemeinsam mit Searoutes auf die Reduktion des CO₂-Ausstoßes von globalen Lieferketten hinzuarbeiten. Die Mission von Searoutes ist nicht nur spannend, sondern trägt auch perfekt zum Wachstum unseres Segments OHB DIGITAL bei“, sagt Egbert Jan van der Veen, Managing Director von OHB Venture Capital.

Pierre Garreau, Gründer und CEO von Searoutes, fügt hinzu: „LuxSpace und OHB sind zwei Unternehmen, die tief in der Forschung und Entwicklung verwurzelt sind. Schon bei meinem ersten Treffen mit Egbert und seinem Team wusste ich, dass wir die gleiche Sprache sprechen. Das Fachwissen in Bezug auf Satellitendesign und die Datenerfassung – insbesondere in den Bereichen AIS, Erdbeobachtung und Monitoring von Treibhausgasen – machte OHB zu einem naheliegenden Partner. Ich bin sehr gespannt auf diese Zusammenarbeit und freue mich auf unsere enge Kooperation.“

Über Searoutes
Searoutes ist ein Start-up, das sich auf innovative digitale Lösungen für den Logistiksektor spezialisiert hat. Das Unternehmen wurde im Januar 2019 in Marseille, Frankreich, gegründet. Ins Leben gerufen wurde das Unternehmen von Dr. Pierre Garreau und Carsten Bullemer – beide sind Segelenthusiasten und Experten in der Logistik- und Schifffahrtsbranche. Searoutes ist der erste Entfernungsberechnungsdienst, der historische Schiffsdaten aus AIS-Signalen nutzt. Das Grundgerüst seiner Routing-Algorithmen hat das Unternehmen in Zusammenarbeit mit der LIS-QARMA-Arbeitsgruppe der Universität von Aix-Marseille entwickelt. Searoutes bietet der Schifffahrts- und Logistikbranche Echtzeit-Routen und einen CO₂-Emissionsrechner an, um eine umweltfreundlichere Routenplanung und einen grüneren Güterverkehr zu fördern. Seit Januar 2019 nimmt Searoutes am ZEBOX-Programm teil. Weiterhin unterhält das Unternehmen ein Büro in Hamburg, Deutschland, um neue Partnerschaften in der Logistikbranche zu knüpfen.
Mehr unter: https://searoutes.com/ .

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• OHB-System

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

Seit unserem letzten kurzen Statusbericht hat sich der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity auf seinem Weg zu dem im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberg Aeolis Mons dem mit dem Namen „Cooperstown“ belegten „Waypoint 2“ im Rahmen mehrerer Fahrten angenähert und diese Gesteinsformation am vergangenen Wochenende eingehend untersucht. Teilbereiche der zwischenzeitlich zurückgelegten Strecke wurden dabei von dem Rover erfolgreich im sogenannten „autonomen Navigationsmodus“ überbrückt.

Aufgrund der großen Distanz zwischen Erde und Mars – abhängig von der Konstellation der beiden Planeten kann die Signallaufzeit bis zu 22 Minuten betragen – kann Curiosity von den für die Steuerung des Rovers verantwortlichen Roverdrivern des Jet Propulsion Laboratory (JPL) nicht etwa mittels eines Joysticks in „Echtzeit“ navigiert werden. Vielmehr müssen sämtliche von dem Rover zu absolvierenden Manöver bis ins Detail im Voraus geplant und festgelegt werden. Nach der Übertragung der entsprechenden Kommandosequenzen führt der Rover diese Manöver dann selbstständig durch.

Durch diese notwendige Vorgehensweise ist die Länge der im Rahmen einer einzelnen Fahrt zurückzulegenden Strecke selbst unter günstigen Umständen normalerweise auf eine Distanz von maximal etwa 100 Metern begrenzt. Dies entspricht der Entfernung, in der die Kamerasysteme des Rovers die Umgebung in einer für die Planung einer zukünftigen Fahrt ausreichend hohen Auflösung wiedergeben können. Bei einer schlechten Sicht auf die zukünftig zu passierenden Oberflächenbereiche fallen die Fahrten dagegen normalerweise entsprechend kürzer aus.

Autonome Navigation
Allerdings ist der Rover in der Lage, dieses Manko auszugleichen, indem er sich im Anschluss an eine vorprogrammierte Fahrt selbstständig und ohne jegliche direkte Hilfestellung durch die Roverdriver des JPL im „autonomen Navigationsmodus“ fortbewegt. In diesem Autonav-Modus fertigt der Rover vor dem Beginn einer Vorwärtsbewegung mit seinen Gefahrenerkennungs- und Navigationskameras Fotoaufnahmen des vorausliegenden Geländes an. Jeweils zwei Kameras bilden dabei zeitgleich den gleichen Geländeabschnitt ab. Diese Aufnahmen werden von der „Drive-Software“ des Rovers zu Stereoaufnahmen kombiniert, welche im Gegensatz zu konventionellen 2D-Aufnahmen auch ein räumlicher Eindruck der Landschaft vermitteln. Die so gewonnenen Daten des umgebenden Geländes werden anschließend autonom ausgewertet.

Aus diesen Informationen berechnet die Software von Curiosity anschließend einen sicheren Weg zu dem vorgegebenen Ziel. Der Rover fährt dann auf dieser Route ein kurzes Stück, stoppt anschließend nach wenigen Metern und überprüft die Telemetriewerte und neu angefertigte Aufnahmen der Umgebung dahingehend, ob diese kurze Fahrt den gewünschten Geländegewinn erbracht hat. Anschließend wird diese Prozedur wiederholt – und das solange, bis entweder der als „Zielgebiet“ angesteuerte Bereich erreicht ist oder bis die Telemetrie eine nicht mehr akzeptable Abweichung von den vorgegebenen Parametern aufweist.

Der Vorteil der autonomen Navigation liegt auf der Hand: Durch diese Vorgehensweise lassen sich größere Strecken auf der Marsoberfläche deutlich schneller als bisher üblich überbrücken, da der Rover so auch Abschnitte passieren kann, welche vom jeweiligen Startpunkt einer Fahrt nicht vollständig einsehbar und somit von den Roverdrivern nicht programmierbar sind. Der Rover kann dabei sogar an einem Tag eine autonome Fahrt auf dem Mars beenden und seine Fahrt am darauf folgenden Tag ohne weitere Kommandos von der Erde im selben autonomen Fahrmodus fortsetzen. Erstmals war dies jetzt am 28. und 29. Oktober der Fall. Durch entsprechend konservativ gewählte Sicherheitsparameter lässt sich dabei das Risiko für den Rover minimieren.

Cooperstown
Durch eine Fahrt über rund 27 Meter näherte sich Curiosity der Gesteinsformation Cooperstown am 31. Oktober bis auf wenige Meter und führte anschließend verschiedene Messungen durch. Neben der wissenschaftlichen Hauptkamera, der MastCam, kam dabei auch die ChemCam zum Einsatz. Im Rahmen einer weitere Fahrt über 5,18 Meter gelangte das dort befindliche Gestein am darauf folgenden Tag in die Reichweite der beiden am Roboterarm montierten Instrumente, dem APX-Spektrometer und der MAHLI-Kamera. In den folgenden Tagen wurde die Gesteinsformation dann ausführlich untersucht.

„Was uns hier besonders interessiert ist das dort befindliche geschichtete Material, welches wir bereits aus dem Orbit heraus erkennen können“, so Kevin Lewis von der Princeton University in New Jersey/USA. „Wir wollen herausfinden, ob uns diese lokale Gesteinsformation dabei helfen kann, die Geologie in Yellowknife Bay mit der Geologie beim Mount Sharp [so die inoffizielle Bezeichnung für den im Zentrum des Gale-Kraters gelegenen Berges Aeolis Mons] in Verbindung zu bringen.“ In der Region „Yellowknife Bay“ hatte Curiosity mehrere Bohrungen durchgeführt und in den dabei analysierten Bodenproben eindeutige Hinweise auf einen einstmals lebensfreundlicheren Mars gefunden (Raumfahrer.net berichtete).

Software-Update
Die Untersuchungen bei Cooperstown wurden bereits am vergangenen Montag abgeschlossen. Vor einer Fortsetzung der Fahrt wird sich das Hauptaugenmerk der an der Mission beteiligten Ingenieure in den nächsten Tagen jedoch zunächst auf die Überspielung eines weiteren Updates der Software des Rovers richten. Durch dieses mittlerweile dritte Update, welches die Curiosity-Software seit der Landung des Rovers auf dem Mars erhält, sollen unter anderem die Fähigkeiten der autonomen Navigation erweitert werden. Beabsichtigt ist dabei unter anderem, die Abstände zwischen den einzelnen autonom durchzuführenden Fahrten noch weiter zu reduzieren. Außerdem wird die neue Version der Software dem Roboterarm neue Bewegungsabläufe ermöglichen, welche bei der zukünftigen Erforschung der Marsoberfläche von Bedeutung sein werden.
Die Übermittlung der neuen Softwareversion und anschließend durchzuführende ausführliche Tests werden voraussichtlich noch die gesamte Woche in Anspruch nehmen. Anschließend wird der Rover seine Fahrt in die südwestliche Richtung fortzusetzen. Dort befindet sich in einer Entfernung von rund 450 Metern der dritte von insgesamt fünf „Waypoints“, wo Curiosity auf seinem Weg zur Basis des Zentralberges Aeolis Mons mehrtägige Zwischenstopps für wissenschaftliche Untersuchungen einlegen soll.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 445 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von mehr als 4.000 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 99.218 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Nach dem Abschluss seiner Untersuchungen in der Region Shaler begann der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity seine Fahrt zu dem im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons (Raumfahrer.net berichtete). Auf der hierfür vorgesehenen Route zum Rand des etwa 5,5 Kilometer hohen Berges wurden von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern insgesamt fünf Punkte – die sogenannten „Waypoints“ – ausgewählt, an denen der Rover jeweils mehrtägige Stopps für ausführlichere wissenschaftliche Untersuchungen einlegen soll.

Das wissenschaftliche Ziel dieser Analysen besteht darin, Informationen über die Geologie des Geländes zu sammeln, welches sich zwischen der Region Shaler und dem Aeolis Mons befindet. Diese Daten sollen den Wissenschaftlern dabei helfen, die bisher gewonnenen Informationen in einen Kontext zu den Erkenntnissen zu setzen, welche zukünftig bei den geschichteten Gesteinsablagerungen des Zentralberges erlangt werden. Ein spezielles Augenmerk soll dabei auf geologische Strukturen gerichtet werden, welche offensichtlich durch fließendes Wasser erzeugt beziehungsweise verändert wurden.

Nach dem Abschluss seiner Untersuchungen am ersten dieser Wegpunkte verließ Curiosity diese mit dem Namen „Darwin“ belegte Gesteinsformation bereits am 23. September 2013 (Raumfahrer.net berichtete) und begab sich in den folgenden Wochen auf einem fast direkten Weg zu dem zweiten, in südwestlicher Richtung gelegenen Wegpunkt. Auf diesem Weg überbrückte Curiosity dabei bis zum heutigen Tag im Rahmen von 17 Fahrten weitere rund 1.200 Meter.

Vor dem Beginn und nach der Beendigung einer jeden Fahrt wurde das den Rover umgebende Gelände ausführlich mit den verschiedenen Kamerasystemen abgebildet. Des weiteren erfolgten in regelmäßigen Abständen Messungen mit den Instrumenten REMS, RAD, DAN und ChemCam. All diese wissenschaftlichen Aktivitäten waren jedoch zeitlich so geplant, dass dadurch keine Verzögerungen bei der Weiterfahrt auftraten.

Waypoint 2 ist fast erreicht
Nach einer Fahrt über eine Distanz von etwa 93 Metern, welche am heutigen Tag erfolgte, befindet sich Curiosity mittlerweile nur noch wenige Meter nördlich des zweiten Waypoints. In den kommenden Tagen wird sich der Rover seinem neuen Erkundungsgebiet noch weiter annähern und sich dabei so platzieren, dass eine den Wissenschaftlern als interessant erscheinende Gesteinsformation in die Reichweite der beiden am Roboterarm montierten Instrumente, dem APX-Spektrometer und der MAHLI-Kamera, gelangt. Diese Oberflächenformation soll dann in den folgenden Tagen mit dem Großteil der Instrumente des Rovers eingehend analysiert werden.

Allerdings planen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler, sich bei diesen Untersuchungen möglichst kurz zu fassen, damit Curiosity seine Reise zu dem immer noch mehr als fünf Kilometer entfernt gelegenen Ankunftspunkt an der Basis des Aeolis Mons möglichst schnell fortsetzen kann. Die Ankunft am Aeolis Mons ist nach wie vor für den Sommer 2014 vorgesehen.

Der nahende Winter führt zu niedrigeren Temperaturen
Momentan haben die für den Betrieb des Rovers zuständigen Ingenieure und Wissenschaftler etwas mit den immer weiter absinkenden Temperaturen auf dem Mars zu kämpfen. Die maximale Tageshöchsttemperatur, welche kurz nach Mittag erreicht wird, betrug während des vergangenen Wochenendes am Standort des Rovers in einer Höhe von rund 1,5 Metern über der Oberfläche lediglich noch etwa minus 26 Grad Celsius. Die Tiefsttemperatur in der Nacht liegt derzeit bei minus 81 Grad Celsius. Die Temperaturen am Boden schwankten dagegen zwischen minus 11 und minus 92 Grad Celsius. Der Grund hierfür ist das Voranschreiten der Jahreszeiten und der bevorstehende Wechsel vom Herbst zum Winter auf der südlichen Hemisphäre des Mars. Die Wintersonnenwende auf dem Mars erfolgt am 14. Februar 2014 und zumindest bis dahin dürften die Temperaturen noch weiter absinken.

Die einzelnen Komponenten des Rovers sind so ausgelegt, dass sie für ihren Betrieb eine bestimmte Temperatur benötigen, welche im Bedarfsfall durch die Aktivierung eines internen Heizsystems erreicht wird. Die im Vergleich zu früheren Zeitpunkten der Mission gegenwärtig relativ niedrigen Umgebungstemperaturen haben zur Folge, dass der Rover derzeit eine erhöhte Energiemenge benötigt, um die lebensnotwendigen Systeme auf dieser vorgesehenen Betriebstemperatur zu halten.

Außerdem haben die niedrigen Temperaturen zur Folge, dass vor der Aktivierung eines jeden Instrumentes oder von beweglichen Teilen – zum Beispiel den Gelenken, welche für die Ausrichtung des Instrumentenarms, der HGA-Antenne, des Kameramastes oder der Radgetriebe benötigt werden – zuerst eine im Vergleich zu früheren Missionsphasen erhöhte Energiemenge benötigt wird, um diese Instrumente, Gelenke und Motoren auf die für ihren Einsatz benötigte Betriebstemperatur zu erwärmen. Dies hat zur Folge, dass die tägliche Betriebszeit der Instrumente derzeit entsprechend reduziert werden muss.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 437 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von rund 4.000 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 95.797 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Bereits seit dem August 2011 ist der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity damit beschäftigt, einen Teilbereich des westlichen Randes des Endeavour-Kraters zu untersuchen. Durch den Einschlag, welcher zur Entstehung dieses etwa 22 Kilometer durchmessenden Impaktkraters führte, wurde Material freigelegt, welches aus der sogenannten „Noachischen Periode“, dem ältesten der drei geologischen Zeitalter des Mars, stammt und das jetzt in dem allerdings bereits stark erodierten Randgebirge enthalten ist, welches den Krater umgibt. Während der letzten Jahre richten die an der Mission beteiligten Wissenschaftler ein besonderes Augenmerk auf die Untersuchung der Grenzschicht zwischen den Gesteinen aus der noachischen Epoche und den unmittelbar benachbarten jüngeren Gesteinsablagerungen.

Verschiedene Untersuchungen des ebenfalls von der NASA betriebenen Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) zeigten, dass sich am Westrand dieses Kraters an verschiedenen Stellen Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert haben. Diese Minerale bilden sich auf der Erde ausschließlich unter der Einwirkung von Wasser, welches über einen nahezu neutralen pH-Wert verfügt.

Das Vorhandensein dieser Minerale im Bereich des Endeavour-Kraters wird deshalb als ein Beweis dafür 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. Diese Minerale, so die Vermutung, könnten sich zu einer Zeit gebildet haben, welche noch vor der Bildung der sulfathaltigen Minerale begann, die der Marsrover Opportunity zu früheren Zeitpunkten bei der Untersuchung von Gesteinen in der zuvor durchquerten Meridiani-Ebene untersucht hat. Im Gegensatz zu den Tonmineralen bildeten sich die Sulfate durch die Einwirkung von säurehaltigem Wasser.

Solander Point
Im Rahmen seiner Analysen erreichte der Rover bereits im August 2013 den nordöstlichen Rand einer mit dem Namen „Solander Point“ belegten Geländeformation, welche einen Teilbereich des stark erodierten Kraterrandes bildet (Raumfahrer.net berichtete). Solander Point verfügt über eine Länge von mehreren Kilometern und erhebt sich um bis zu 60 Meter über den Endeavour-Krater. Somit fällt diese Geländeerhebung deutlich größer aus als die in den Jahren 2011 und 2012 untersuchte Formation „Cape York“ und sollte – so die Erwartung der Wissenschaftler – einen noch besseren Einblick in die geologische Geschichte des Mars gewähren.

Während der letzten Tage der Annäherung wurden verschiedene Formationen aus offen zutage liegenden Grundgesteinen, welche anscheinend nicht zu den Ablagerungen aus dem Noachium gehören, sowie mehrere größere Felsbrocken eingehend mit den Analyseinstrumenten und den Kameras des Rovers untersucht. Anschließend begab sich Opportunity noch näher an die Basis des Solander Point und begann mit einer langsamen Umrundung von dessen Nordspitze, wobei systematisch weitere Messungen durchgeführt wurden.

Anfang September erreichte der Rover dabei eine mit dem Namen „Coal Island“ belegte Gesteinsformation. Bei Coal Island, so zeigte sich in den folgenden Wochen, handelt es sich lediglich um einen Teil einer etwa 90 Meter langen Hangböschung, welche zugleich die Überganszone zwischen dem alten, noachischen Gestein, aus dem sich Solander Point zusammensetzt, und jüngeren Ablagerungen bildet. Nach dem Abschluss der Analysen von Coal Island bewegte sich Opportunity, dem Verlauf dieser Böschung folgend, über mehrere Wochen hinweg in die nördliche Richtung und untersuchte dabei verschiedene Gesteinsformationen auf beiden Seiten der Übergangszone. Mit einer Fahrt über eine Distanz von 12 Metern, welche am 16. September 2013 – dem Sol 3430 der Mission – erfolgte, erreichte Opportunity schließlich die Nordspitze von Solander Point.

In den folgenden Tagen setzte Opportunity seine Umrundung von Solander Point fort und bewegte sich dabei im Rahmen mehrerer Fahrten in die südwestliche Richtung. Auch hierbei wurden verschiedene interessant erscheinende Gesteinsformationen mit den Instrumenten des Rovers ausführlich untersucht. Das dabei angestrebte Ziel befindet sich etwa 200 Meter südlich der Nordspitze an der Westflanke von Solander Point. Speziell dort, so die neuesten Datenauswertungen des CRISM-Spektrometers an Bord des Orbiters MRO, konzentrieren sich anscheinend größere Mengen an Tonmineralen. Bei dem „Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars“, so der vollständige Name dieses Instrumentes, handelt es sich um ein Spektrometer, welches die Marsoberfläche regelmäßig mit 544 verschiedenen Spektralkanälen abtastet und dabei gezielt nach dem Vorkommen von verschiedenen Mineralen sucht.
Der nächste Winter

Auf dem Weg zu dieser „geologischen Schatztruhe“ müssen die für den Betrieb des Rovers verantwortlichen Mitarbeiter des JPL derzeit aber ein verstärktes Augenmerk auf die Energiesituation des Rovers richten.

Im Gegensatz zu dem zweiten derzeit aktiven Marsrover der NASA, dem durch einen Radioisotopengenerator mit Strom versorgten Rover Curiosity, ist der mit Solarpaneelen ausgestattete Rover Opportunity bezüglich seiner Energieversorgung ausschließlich auf die Sonnenenergie angewiesen. Aufgrund des Fortschreitens der Jahreszeiten – am 31. Juli 2013 begann auf der südlichen Hemisphäre des Mars der Herbst und Opportunitys Operationsgebiet befindet sich bei 2,3 Grad südlicher Breite – erreicht die Sonne gegenwärtig eine immer niedrigere Höhe über dem Horizont, was letztendlich zu einer immer geringeren täglichen Energieausbeute der Solarzellen führt.

Dieser Effekt kann teilweise dadurch 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 von Opportunity aufgrund der dadurch gegebenen Ausrichtung des Roverchassis automatisch in Richtung auf die Sonne ausgerichtet, was wiederum eine höhere Energieausbeute zur Folge haben wird. Eine auf diese Weise herbeigeführte Veränderung des Einfallswinkels des Sonnenlichtes von lediglich zwei bis drei Grad kann zu einer um zehn Prozent veränderten Energieausbeute führen. Ein solches Verweilen in einem Winterquartier war in den vergangenen Jahren bei dem weiter südlich operierenden, mittlerweile aber nicht mehr aktiven Zwillingsrover von Opportunity, dem Rover Spirit, üblich. Und auch Opportunity verbrachte seinen bisher letzten Marswinter „stationär“ am Nordhang des Cape York (Raumfahrer.net berichtete).

Aus diesem Grund sind die für die Steuerung von Opportunity verantwortlichen „Roverdriver“ des JPL bemüht, für den Rover eine zukünftige Route zu wählen, welche an den Endpunkten einer jeden Fahrt eine gewisse Neigung in die nördliche Richtung aufweist. Aufgrund der in den letzten Wochen immer weiter abgesunkenen täglichen Energieausbeute wurde Opportunity aus diesem Grund am 8. Oktober in die südöstliche Richtung dirigiert. Am Ende dieser Fahrt wurde dadurch eine Neigung von etwa fünf Grad erreicht.

Die Bestrebungen der JPL-Mitarbeiter gehen dahin, dass Opportunity während der kommenden Wintermonate permanent mehr als 0,250 kWh Energie pro Tag generiert. Aber selbst mit einer täglichen Energieausbeute von etwa 220 Wattstunden könnte der Rover noch wissenschaftliche Arbeiten verrichten und sich dabei ein bis zwei mal pro Woche von Ort zu Ort weiterbewegen. Erst ab einen Wert von weniger als 200 Wattstunden pro Tag würde der Rover in einen energiesparenden „Survival Mode“ versetzt werden, in dem sämtliche nicht unbedingt notwendigen Aktivitäten auf das absolute Minimum reduziert werden.

Derzeit gehen die für die Missionsplanung verantwortlichen Mitarbeiter davon aus, dass noch bis etwa Mitte Dezember eine Neigung von rund fünf Grad ausreicht, um die gewünschte Energiemenge zu erzeugen. Ab dann wird der Rover Positionen ansteuern, welche Neigungen von zehn Grad aufweisen. Mit der Wintersonnenwende, welche auf dem Mars am 14. Februar 2014 erfolgt, wird dann wahrscheinlich eine Neigung von 15 Grad erforderlich sein. Allerdings zeigen die detaillierten Aufnahmen der an Bord des MRO befindlichen HiRISE-Kamera, dass sich in dieser Region für den Rover zugängliche Bereiche befinden, welche über Neigungen von sogar mehr als 20 Grad verfügen.

Somit, so die Erwartung der Roverdriver und der an der Mission beteiligten Wissenschaftler, sollte Opportunity im Gegensatz zum letzten Marswinter diesmal in der Lage sein, auch in den kommenden Monaten seine Fahrt fortzusetzen und dabei Ziel für Ziel anzusteuern und zu untersuchen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3458 seiner Mission, hat der Rover Opportunity mehr als 38.000 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei über 185.000 Aufnahmen von der Oberfläche und der Atmosphäre des „Roten Planeten“ aufgenommen und an sein Kontrollzentrum am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Die bisher letzte Fahrt führte dabei am heutigen Tag über eine Entfernung von 23,5 Meter in die ost-südöstliche Richtung.

Trotz der derzeitigen Haushaltssituation in den USA ist der Weiterbetrieb der Opportunity-Mission – wie auch die Fortführung aller anderen durch das JPL betriebenen Weltraummissionen – für noch mindestens eine weitere Woche garantiert.

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• Aktuelle Diskussion zu Spirit und Opportunity

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

Nach dem Abschluss seiner Untersuchungen in der Region Shaler begann der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity seine Fahrt zu dem im Inneren des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons (Raumfahrer.net berichtete). Auf der hierfür vorgesehenen, etwa 8,6 Kilometer langen Route zum Rand des etwa 5,5 Kilometer hohen Berges wurden von den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern insgesamt fünf Punkte – die sogenannten „Waypoints“ – ausgewählt, an denen der Rover jeweils mehrtägige Stopps für ausführlichere wissenschaftliche Untersuchungen einlegen soll.

Das wissenschaftliche Ziel dieser Analysen besteht darin, Informationen über die Geologie des Geländes zu sammeln, welches sich zwischen der Region Shaler und dem Aeolis Mons befindet. Diese Daten sollen den Wissenschaftlern dabei helfen, die bisher gewonnenen Informationen in einen Kontext zu den Erkenntnissen zu setzen, welche zukünftig bei den geschichteten Gesteinsablagerungen des Zentralberges erlangt werden. Ein spezielles Augenmerk soll dabei auf geologische Strukturen gerichtet werden, welche offensichtlich durch fließendes Wasser erzeugt beziehungsweise verändert wurden.

„Wir wollen die Geschichte des Wassers im Gale-Krater verstehen“, so Dawn Sumner von der University of California, Mitglied des wissenschaftlichen Teams der Curiosity-Mission und in leitender Funktion für die Planung dieses ersten Zwischenstopps verantwortlich.
„Ist das Wasser, welches für die Ablagerung des Sandsteins beim Waypoint 1 verantwortlich war in etwa zur selben Zeit aufgetreten wie das Wasser, welches bei Yellowknife Bay [einer Oberflächenformation in der Region Shaler] aufgetreten ist?“ Sollte dies der Fall sein, so sollte die Oberfläche in beiden Bereichen im Großen und Ganzen eigentlich über die gleiche Zusammensetzung verfügen. Sollte dies allerdings nicht der Fall sein, so dürfte sich die „Geschichte des Wassers“ komplizierter gestalten. Die Planetologen wollen anhand ihrer Beobachtungsergebnisse die langfristige Geschichte dieser Region entschlüsseln.

Darwin
Bereits am 10. September und somit mehrere Tage früher als ursprünglich geplant gelangte Curiosity durch eine Fahrt über rund 78 in die unmittelbare Nähe von „Darwin“, dem ersten der ausgewählten Waypoints (Raumfahrer.net berichtete). Zwei Tage später platzierte sich der Rover nach einer kurzen Fahrt über lediglich 2,23 Meter unmittelbar vor der zur Untersuchung ausgewählten Gesteinsformation.

Dieser spezielle Bereich von Darwin wurde bereits mehrere Tage zuvor für eingehende Untersuchungen ausgewählt, da die wissenschaftliche Hauptkamera des Rovers, die MastCam hier aus einer Entfernung von rund 100 Metern Strukturen ausmachen konnte, welche die Mitarbeiter der Mission als Klasten und Konglomerate interpretierten. Nach dem Erreichen des ausgewählten Bereiches wurde dieser zunächst eingehend mit zwei der am Instrumentenarm des Rovers befestigten Kontakt-Messinstrumente, dem APX-Spektrometer und der MAHLI-Kamera, untersucht.

Kurz vor dem Erreichen von Darwin wurden allerdings an einer mehrere Meter neben dem ausgewählten Punkt gelegenen Stelle zusätzlich venenartige Strukturen entdeckt, welche offenbar aus einem anderen Material als der restliche Untergrund bestehen. Vergleichbare Formationen wurden zuvor bereits in der Region Glenelg beobachtet.

Da man sich durch das vorzeitige Erreichen von Darwin ein gewisses Zeitpolster geschaffen hatte entschlossen sich die für den Betrieb des Rovers Verantwortlichen dazu, auch diesen Bereich im Rahmen einer dreitägigen Untersuchung genauer zu begutachten. Auch hierbei kamen das APX-Spektrometer sowie die MAHLI-Kamera zum Einsatz, wobei verschiedene in der Reichweite dieser Instrumente gelegene Teilbereiche der Marsoberfläche untersucht wurden. Zusätzlich wurde mehrfach die ChemCam eingesetzt und mit allen zur Verfügung stehenden Kamerasystemen mehrere hundert Fotoaufnahmen angefertigt.

Erste Auswertungen gehen dahin, dass die Oberfläche im Bereich von Darwin in erster Linie aus Sandstein besteht. Dieses Gestein ist von diversen Brüchen durchzogen, welche nach ihrer Bildung von einem gegenüber der Erosion wiederstandsfähigerem Material ausgefüllt wurden. Während dieses erosionsresistente Material erhalten blieb, wurde der umgebende Sandstein im Laufe der Zeit durch erosive Prozesse teilweise abgetragen.

Die genaue Zusammensetzung der an diesem Prozess beteiligten Materialien wurde unter anderem durch das APX-Spektrometer ermittelt. Die dabei gewonnenen Daten müssen allerdings erst noch ausgewertet werden.

Weiterfahrt zum Aeolis Mons

Nach dem Abschluss der Untersuchungen verließ Curiosity den „Waypoint 1“ bereits am 22. September 2013 im Rahmen einer über eine Distanz von 22,8 Meter in die westliche Richtung führenden Fahrt obwohl sich im Bereich von Darwin noch mehrere interessante Gesteinsformationen befanden, welche allerdings aus Zeitgründen nicht untersucht werden konnten. Die Strecke zu dem zweiten, etwa 1.100 Meter entfernt gelegenen „Waypoint 2“ soll laut den Planungen der an der Mission beteiligten Wissenschaftler und Ingenieure möglichst schnell überbrückt werden.

„Wir müssen genau abwägen zwischen dem Wunsch, den Zentralberg so schnell wie möglich zu erreichen und dem Wunsch auf dem Weg dorthin möglichst viele Gesteine zu untersuchen“, so Kenneth Williford, einer der an der Mission beteiligten Wissenschaftler. „Unser aus über 450 an dieser Mission beteiligten Wissenschaftlern bestehendes Team hat sich dafür entschieden, dass unsere Priorität beim Erreichen des Berges liegt – abgesehen von diesen wenigen Zwischenstopps an den Waypoints.“

Wissenschaftliche Analysen werden sich bis dahin im Wesentlichen auf routinemäßig erfolgende Messungen und Fotoaufnahmen beschränken, welche den Fahrbetrieb des Rovers nicht nennenswert beeinträchtigen und entweder vor oder nach einer durchzuführenden Fahrt erfolgen. Im Rahmen weiter Fahrten, welche am 24., am 25. und am 27. September erfolgten, wurden insgesamt weitere rund 200 Meter überbrückt.

Der Komet C/2012 S1 (ISON)
Unabhängig von der Weiterfahrt des Rovers bereiten sich die an der Mission beteiligten Mitarbeiter derzeit darauf vor den Kometen C/2012 S1 (ISON) mit Curiositys Kamerasystemen abzubilden. Der Komet C/2012 S1 (ISON) wird den Mars in den Morgenstunden des 2. Oktober 2013 in einer Entfernung von lediglich 10,8 Millionen Kilometern passieren. Neben dem Rover Curiosity sollen auch die Kamerasysteme von Opportunity – dem zweiten derzeit aktiven Marsrover – sowie der beiden Marsorbiter Mars Reconnaissance Orbiter und Mars Express versuchen, den Kometen bei dieser dichten Passage abzubilden.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 408 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von rund 3.000 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 86.590 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar. Die im Rahmen der Untersuchung der Gesteinsformation Darwin angefertigten Aufnahmen finden Sie dort zwischen den Sols 392 und 402.

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Der Beitrag Marsrover Curiosity ist auf dem Weg zum Waypoint 2 erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Die ersten Monate des Jahres 2013 verbrachte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity mit der Untersuchung einer mit dem Namen „Glenelg“ belegten Region im Inneren des Gale-Kraters. Seit mittlerweile etwa zwei Monaten befindet sich Curiosity auf dem Weg zu einer Stelle an der Basis des Zentralbergs des Gale-Kraters, von wo aus der Rover verschiedene geschichtete Gesteinsablagerungen in den unteren Hangregionen dieses mit dem Namen Aeolis Mons belegten Berges erreichen kann. Seit dem Verlassen der Region Glenelg legte Curiosity etwa 1.500 Meter zurück.

Aufgrund der großen Distanz zwischen Erde und Mars – abhängig von der Konstellation der beiden Planeten kann die Signallaufzeit bis zu 22 Minuten betragen – kann Curiosity von den für die Steuerung des Rovers verantwortlichen Roverdrivern des Jet Propulsion Laboratory (JPL) allerdings nicht etwa mittels eines Joysticks in Echtzeit navigiert werden. Vielmehr müssen sämtliche von dem Rover zu absolvierenden Manöver im Voraus bis ins Detail geplant und festgelegt werden. Nach der Übertragung der entsprechenden Kommandosequenzen führt der Rover diese Manöver dann selbstständig durch, ohne dass die Mitarbeiter des JPL dabei über die Möglichkeit eines direkten Eingreifens verfügen.

Aufgrund diese Vorgehensweise ist die Länge der im Rahmen einer einzelnen Fahrt zurückzulegenden Strecke normalerweise auf eine Distanz von etwa 100 Metern begrenzt. Dies entspricht der Entfernung, in der die Kamerasysteme des Rovers die Umgebung in einer für die Planung einer zukünftigen Fahrt ausreichend hohen Auflösung wiedergeben können. Bei einer schlechten Sicht auf die zukünftig zu passierenden Oberflächenbereiche fallen die Fahrten dagegen normalerweise entsprechend kürzer aus.

Autonome Navigation
Allerdings ist der Rover in der Lage, dieses Manko auszugleichen, indem er sich im sogenannten „autonomen Navigationsmodus“ fortbewegt. Zu diesem Zweck unterbricht der Rover seine Fahrt in regelmäßigen Abständen von maximal wenigen Metern und fertigt mit seinen Gefahrenerkennungs- und Navigationskameras Fotoaufnahmen des vorausliegenden Geländes an. Jeweils zwei Kameras bilden dabei zeitgleich den gleichen Geländeabschnitt ab. Diese Aufnahmen werden von der „Drive-Software“ des Rovers zu Stereoaufnahmen kombiniert – im Gegensatz zu konventionellen 2D-Aufnahmen ergibt sich bei stereoskopischen Aufnahmen auch ein räumlicher Eindruck der Landschaft – und anschließend autonom ausgewertet. Aus den so gewonnenen Informationen berechnet die Software von Curiosity anschließend einen sicheren Weg zu dem vorgegebenen Ziel.

„Curiosity fertigt mehrere Sätze von Stereo-Aufnahmen an, aus denen der Bordcomputer eine Karte mit allen erkennbaren potentiell gefährlichen Hindernissen oder unwegsamen Geländeabschnitten erstellt“, so Mark Maimone vom Roverdriver-Team des JPL. „Die Software bewertet dann alle denkbaren Wege zum vorgegebenen Zielpunkt und wählt die Route aus, die am besten geeignet erscheint.“ Durch diese Vorgehensweise sind zum Beispiel auch Fahrten zu Punkten durchführbar, bei denen die zu befahrene Route vor dem Beginn der jeweiligen Fahrt nicht komplett einsehbar und damit vom Roverkontrollzentrum aus nicht planbar ist.

Bereits in der vergangenen Woche erfolgte eine Art Generalprobe für diesen autonomen Navigationsmodus. Curiosity suchte sich seine Strecke dabei zwar selbstständig aus, musste sich bei der praktischen Umsetzung allerdings an die vorher festgelegten Routen-Vorgaben der Roverdriver halten. Die erste „echte“ Bewährungsprobe erfolgte dann am vergangenen Dienstag, dem „Sol“ 376 der Curiosity-Mission.
Diese Fahrt führte den Rover durch eine kleine Senke, welche vom Endpunkt der vorherigen Fahrt aus nicht einsehbar war. Für diesen Teilbereich der Strecke konnten die Roverdriver somit keine Kommandos vorgeben. Dieser erste Praxistest verlief erfolgreich. Insgesamt wurden am Sol 376 etwa zehn Meter der über eine Gesamtstrecke von rund 40 Meter führenden Fahrt im autonomen Navigationsmodus durchgeführt.

„Wir konnten den Bereich vor der Geländevertiefung einsehen und haben dem Rover mitgeteilt, wo er fahren soll. Wir konnten auch den Bereich auf der anderen Seite der Senke einsehen, wo sich der Zielpunkt der geplanten Fahrt befand. In dem dazwischen liegenden Teilbereich der Strecke war Curiosity allerdings auf sich alleine gestellt und hat die zu befahrende Route selbstständig gewählt“, so John Wright, ein weiterer Roverdriver des JPL.

Bei der Software, welche Curiosity derzeit für seine selbstständigen Fahrten auf der Marsoberfläche nutzt, handelt es sich um eine verbesserte Version eines vergleichbaren Programms, das aktuell auch immer noch bei dem bereits seit dem Januar 2004 auf unserem Nachbarplaneten operierenden Marsrover Opportunity zum Einsatz kommt.

Der zukünftige Weg zum Aeolis Mons

Durch den zukünftigen Einsatz der autonomen Navigation des Rovers könnten sich die Wegstrecken, welche im Rahmen einer einzelnen Fahrt zurückgelegt werden können, theoretisch erhöhen. Bis zum Erreichen seines eigentlichen Ziels, einem Punkt an der Basis des Zentralberges Aeolis Mons, muss Curiosity derzeit noch eine Strecke von weiteren rund 7.100 Metern zurücklegen. Diese Strecke soll schnellstmöglich und ohne größere Unterbrechungen überbrückt werden. Dabei muss allerdings bedacht werden, dass es sich bei der Curiosity-Mission um eine Forschungsmission handelt, welche möglichst viele Daten über den Mars sammeln soll.
Am Rande der vorgesehenen Route befinden sich mehrere Bereiche, welche nach Ansicht der an der Mission beteiligten Wissenschaftler lohnende Untersuchungsobjekte darstellen könnten. An einigen dieser Punkte wird der Rover deshalb voraussichtlich mehrtägige Zwischenstopps einlegen. Der erste dieser Punkte ist derzeit noch rund 400 Meter von der aktuellen Position des Rovers entfernt. Aufnahmen der HiRISE-Kamera, welche sich an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) befindet, deuten darauf hin, dass Curiosity dort verschiedene Ansammlungen von offen zutage liegenden Gesteinsformationen untersuchen kann.

„Jeder dieser Wegpunkte eröffnet Curiosity die Möglichkeit für einen Zwischenstopp auf seinem Weg zum Mount Sharp [so die NASA-interne, allerdings inoffizielle Bezeichnung des Zentralberges Aeolis Mons] und für die Untersuchung interessanter Oberflächenstrukturen in der Umgebung“, so John Grotzinger vom California Institute of Technology (Caltech), der Projektwissenschaftler der Curiosity-Mission. „Diese Punkte befinden sich sehr nahe am schnellsten Weg zur Basis des Mount Sharp. Wir werden an jedem Punkt über einige Tage hinweg Untersuchungen durchführen und – falls es uns interessant genug erscheint – an diesen Punkten eventuell auch eine Bohrung durchführen.“
Phobos-Transit

Inzwischen stand jedoch wieder einmal Phobos, der größere und innere der beiden Marsmonde auf dem wissenschaftlichen Beobachtungsprogramm des Rovers.

Am 20. August 2013, dem Sol 369 der Mission, konnte die MastCam-100 zum wiederholten Mal einen Transit dieses Marsmondes vor der Sonnenscheibe dokumentieren. Der Rover unterbrach zwecks der Anfertigung entsprechender Bilder seine Fahrt an diesem Tag, um über einen Zeitraum von 31 Sekunden hinweg die Sonne abzubilden. Zuvor angestellte Berechnungen hatten ergeben, dass in diesem Zeitraum der Mond Phobos vor der Sonnenscheibe entlang ziehen wird.

„Der Transit ereignete sich während der Mittagszeit an Curiositys Aufenthaltsort, wodurch Phobos dem Rover besonders nahe war“, so Mark Lemmon von der A&M University in Texas/USA, einer der an dem MastCam-Instrument beteiligten Wissenschaftler. „Dadurch erschien der Mond größer als zu anderen Tageszeiten. Auf dem Mars gibt es nichts, was einer totalen Sonnenfinsternis näher kommt, als dieses Ereignis.“

Selbst unter den günstigsten Umständen bedeckt der rund 27 x 22 x 19 Kilometer durchmessende Mond, welcher den Mars in einer Entfernung von etwa 6.000 Kilometern umläuft, gerade einmal knapp die Hälfte der Sonnenscheibe. Statt einer „totalen Sonnenfinsternis“ sind auf dem Mars somit lediglich ringförmige Finsternisse zu beobachten, welche von den Experten in diesem Fall allerdings als Transits bezeichnet werden.

Die Dokumentationen solcher Ereignisse durch die Rover Curiosity und Opportunity liefern den Wissenschaftlern wichtige Daten, mit denen sich die Bahnparameter der beiden Marsmonde noch genauer als bisher bestimmen lassen (Raumfahrer.net berichtete). Aus den zeitlich exakt dokumentierten Abläufen der Finsternisse (Beginn des Transits, Bahnverlauf der Monde vor der Sonnenscheibe, Ende des Transits) lassen sich die Bahnen von Phobos und Deimos – dem zweiten Marsmond – mit sehr hoher Präzision bestimmen.

Die im Rahmen dieses Transits angefertigten Fotos sind die schärfsten bisher angefertigten Aufnahmen einer Sonnenfinsternis auf dem Mars. Erste Auswertungen der aufgenommenen Bilder zeigen, dass sich Phobos etwa zwei bis drei Kilometer näher am Zentrum der Sonnenscheibe befand als vorausberechnet. Die Bahn von Phobos konnte demnach bisher also noch nicht mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden, was weitere diesbezügliche Forschungen notwendig macht.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 379 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von rund 2.500 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte erst vor wenigen Stunden am heutigen Tag und führte über eine Distanz von etwa 22 Metern in die südwestliche Richtung.

Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 78.744 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Der Beitrag Curiosity: Autonome Navigation und Mondbeobachtungen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity befindet sich gegenwärtig auf einer voraussichtlich noch mindestens 12 Monate dauernden Fahrt zu einem etwa acht Kilometer entfernt gelegenen Punkt an der Basis des im Inneren des Gale-Kraters befindlichen Zentralberges Aeolis Mons (Raumfahrer.net berichtete). Auf dem Weg zu diesem neuen Forschungsziel hat sich während der letzten Woche die Länge der dabei absolvierten Tagesetappen deutlich erhöht.

Während der ersten Monate seiner Erkundungsmission auf dem Mars überbrückte Curiosity in der Regel pro Fahrt lediglich kürzere Distanzen, welche typischerweise zwischen wenigen Metern bis hin zu etwa 35 Metern lagen. Den bisherigen Tagesrekord, eine Fahrt über 48,95 Meter, stellte der Rover dabei bereits am 28. September 2012, dem „Sol“ 50 seiner Mission, auf. Am vergangenen Sonntag, dem Sol 340, konnte Curiosity jedoch mit einer Fahrt über 100,3 Meter diesen alten Rekord deutlich überbieten.

Diese weite Fahrt wurde in erster Linie möglich, weil der Rover am Ende der vorherigen Fahrt einen im Bezug auf das zukünftig zu überbrückende Gelände eine leicht erhöhte Position eingenommen hatte. Dieser Standort ermöglichte es, besonders gute und dabei auch weitreichende Aufnahmen des vorausliegenden Geländes anzufertigen. Als Grundlage für die Planung der Fahrt am vergangenen Sonntag dienten Stereobilder der Navigationskameras, welche das Gelände in 3D zeigten, sowie Tele-Aufnahmen der MastCam. Solche Aufnahmen sind notwendig, damit die für die Planung der Fahrten zuständigen „Roverdriver“ des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA im Vorfeld einer zu absolvierenden Fahrt einen Kurs festlegen können, auf dem potentiell gefährliche Geländehindernisse wie größere Gesteinsbrocken, Neigungen oder Sanddünen sicher umfahren werden können.

„Diese weite Fahrt wurde dadurch ermöglicht, weil wir uns am Startpunkt der Fahrt an einer erhöhten Stelle befanden und mittels der Aufnahmen der MastCam die Größe der Steine abschätzen konnten. Somit waren wir uns sicher, dass es auf dem festgelegten Kurs keine Gefahren gibt“, so Paolo Bellutta, einer der Roverdriver des JPL. „Wir konnten relativ weit nach vorne schauen. Allerdings gab es direkt voraus einen Geländeabschnitt, den wir nicht genau erkennen konnten. Diesen Bereich haben wir umfahren.“

Visuelle Odometrie
Zusätzlich wurde im Rahmen der Fahrt vom Sol 340 eine als visuelle Odometrie bezeichnete Methode eingesetzt. Hierbei handelt es sich um eine Vorgehensweise, bei der der Rover während einer Fahrt in bestimmten Abständen stoppt und mit seinen Gefahrenerkennungs- und Navigationskameras Aufnahmen der Umgebung anfertigt. Jeweils zwei Kameras bilden dabei zeitgleich den gleichen Geländeabschnitt ab. Diese Aufnahmen werden von der „Drive-Software“ des Rovers zu Stereoaufnahmen kombiniert und anschließend autonom ausgewertet, wobei die aktuellen Positions- und Neigungsveränderungen des Rovers millimetergenau ermittelt werden. Hierzu sucht sich das Software-Programm markante Punkte wie zum Beispiel kleine Steine auf der Planetenoberfläche und berechnet die Positionsveränderungen vor und nach jedem Fahrtschritt.

Auf diese Weise kann die Software ermitteln, ob sich der Rover noch auf dem vorgesehenen Kurs befindet oder ob die Räder während der Fahrt eventuell aufgrund eines lockeren Untergrundmaterials „durchgedreht“ sind. Ein solcher Schlupf der Räder würde die mittels der erfolgten Radumdrehungen berechte Länge der zurückgelegten Entfernung verfälschen. Eingesetzt wurde die visuelle Odometrie auf dem ersten Teilstück der Etappe, bei dem Curiosity den nicht deutlich genug einsehbaren Geländebereich umfuhr.

Der Einsatz der visuellen Odometrie am vergangenen Sonntag wurde erst durch ein kürzlich übermitteltes Update für die Drive-Software des Rovers möglich. Bedingt durch den Ende Februar 2013 erfolgten Wechsel auf das B-Side-System des Hauptcomputers (Raumfahrer.net berichtete) wurde seitdem auch ein redundantes Paar der vorderen und hinteren Gefahrenerkennungskameras und der Navigationskameras eingesetzt. Bei den damit verbundenen Tests zeigte sich jedoch im Frühjahr, dass die neu verwendeten Navigationskameras anscheinend empfindlicher auf die Umgebungstemperaturen reagieren als vorgesehen. Ohne das Software-Update hätte es dazu kommen können, dass die Software des Rovers bei der Auswertung der Stereobilder und der Berechnung der aktuellen Positionen – abhängig von den Umgebungstemperaturen, bei denen die Aufnahmen angefertigt wurden – zu teilweise falschen Ergebnissen gelangt.

„Bisher nutzen wir die visuelle Odometrie in erster Linie dazu, um ein Rutschen des Rovers zu erkennen“, so Jennifer Trosper, die stellvertretende Projektmanagerin der Curiosity-Mission am JPL. Allerdings wird derzeit auch überprüft, inwieweit die visuelle Odometrie auch bei unterschiedlichen Temperaturen für eine sichere autonome Navigation des Rovers eingesetzt werden kann.
Autonome Navigation
Aufgrund der großen Distanz zwischen Erde und Mars – abhängig von der Konstellation der beiden Planeten kann die Signallaufzeit bis zu 22 Minuten betragen – kann Curiosity von den Roverdrivern nicht etwa mittels eines Joysticks in Echtzeit navigiert werden. Vielmehr müssen sämtliche von dem Rover zu absolvierenden Manöver im Voraus festgelegt werden. Nach der Übertragung der entsprechenden Kommandosequenzen führt der Rover diese Manöver dann selbstständig durch. Durch diese Vorgehensweise ist die Länge der im Rahmen einer Fahrt zurückzulegenden Strecke normalerweise auf eine Distanz von etwa 100 Metern begrenzt. Dies entspricht der Entfernung, in der die Kamerasysteme des Rovers die Umgebung in einer für die Planung einer zukünftigen Fahrt ausreichend hohen Auflösung wiedergeben können.

Allerdings besteht prinzipiell die Möglichkeit, dass Curiosity seine Fahrt nach dem Absolvieren dieser vorkommandierten Route auch selbstständig und ohne ein direktes Eingreifen der Roverdriver fortsetzt. Der Rover müsste hierfür in regelmäßigen Abständen Aufnahmen seiner Umgebung anfertigen, diese selbstständig bewerten und sich dabei einen möglichst sicheren Kurs auf ein vorgegebenes Zielgebiet suchen. Mit der gleichen Vorgehensweise konnten die beiden Vorgänger von Curiosity, die Marsrover Spirit und der immer noch aktive Opportunity, in den vergangenen Jahren Tagesetappen von deutlich über 100 Metern absolvieren. Opportunitys „persönlicher Rekord“, aufgestellt Ende März 2005, liegt bei 220 an einem einzigen Tag zurückgelegten Metern auf der Marsoberfläche. Für eine solche autonome Navigation ist jedoch der Einsatz der visuelle Odometrie zwingend notwendig.

Es wird jedoch noch einige Zeit vergehen, bevor Curiosity die Möglichkeit der autonomen Fahrweise einsetzt. Auch Tagesetappen von 100 Metern werden zunächst aller Wahrscheinlichkeit nach nicht zur Regel werden. Vielmehr, so Ken Herkenhoff vom USGS, sollen zunächst noch weitere Tests der Software durchgeführt werden, bevor die sich bietenden Möglichkeiten voll eingesetzt werden. In den letzten Tagen überbrückte der Marsrover zwischen dem 23. und dem 26. Juli bei vier weiteren Fahrten insgesamt weitere rund 240 Meter. Zu Beginn der Mission waren 10 Fahrten notwendig, um eine solche Strecke zurückzulegen. Curiositys nächste Fahrt ist für den morgigen Sonntag, den Sol 347, vorgesehen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 346 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von fast 1.490 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 70.167 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Wie bereits in unserem letzten Statusupdate vom 6. Juli 2013 erwähnt hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity seine im Dezember 2012 begonnenen Untersuchungen der Region „Yellowknife Bay“ mittlerweile erfolgreich abgeschlossen und diese Region des Gale-Kraters endgültig verlassen.

Im Anschluss an eine Fahrt über 17,96 Meter, welche bereits am „Sol“ 324, dem 5. Juli 2013, der Mission erfolgte, fanden am 8. Juli, dem Sol 327, und am 10. Juli, dem Sol 329, zwei weitere Fahrten über diesmal 39,89 Meter beziehungsweise 41,05 Meter statt. Beide Fahrten erfolgten in die westliche Richtung und führten den Rover Curiosity in einen Bereich der Marsoberfläche, welche bereits im Oktober 2012 passiert wurde. Während der zukünftigen Fahrt in die Richtung des im Zentrum des Gale-Kraters gelegenen Zentralberges Aeolis Mons, welcher auch als Mount Sharp bezeichnet wird, wird Curiosity aller Wahrscheinlichkeit zunächst auch weiterhin der während des letzten Jahres befahrenen Route folgen, sich dabei jedoch etwas weiter südlich orientieren.

Auf diesem Weg soll dann auch wieder vermehrt die an der Unterseite des Rovers montierte MARDI-Kamera, eines der zehn wissenschaftlichen Instrumente des Rovers, zum Einsatz kommen. Durch diese Kamera wird es den an der Mission beteiligten Wissenschaftlern möglich sein, die Beschaffenheit der Marsoberfläche auch während einer erfolgenden Fahrt im Detail zu untersuchen, ohne hierfür länger andauernde Zwischenstopps einzulegen.

Allerdings musste für den erfolgreichen zukünftigen Einsatz dieser Kamera zunächst ein im Vorfeld aufgetretenes Problem gelöst werden. Während der letzten Phase des Landemanöver des Rovers auf der Marsoberfläche, welches durch die MAHLI-Kamera im Detail dokumentiert wurde, setzte sich von der Planetenoberfläche aufgewirbelter Staub auf der Optik der MARDI-Kamera ab. Dies hatte zur Folge, dass die Aufnahmen dieser Kamera in der Folgezeit über einen deutlich reduzierten Kontrast verfügten, was den wissenschaftlichen Wert dieser Aufnahmen beeinträchtigt.

Bereits am Sol 318 der Mission, dem 29. Juni 2013, wurden deshalb zu verschiedenen Zeiten des Marstages diverse Aufnahmen mit der MARDI-Kamera angefertigt. Das Ziel dieser Aufnahmen bestand darin zu ermitteln, zu welchen Zeitpunkten des Tages trotz dieses Handicaps die besten, also detailreichsten Aufnahmen angefertigt werden können. Die im Rahmen dieses Tests angefertigten Aufnahmen zeigten, dass die besten Resultate offenbar während der Dämmerung unmittelbar nach Sonnenuntergang erzielt werden. Unter den hierbei gegebenen Beleuchtungsverhältnissen werden die Aufnahmen am wenigsten durch die Staubablagerungen auf der Linse der MARDI-Kamera beeinträchtigt.

Weitere während der letzten Tage erfolgte Tests bezogen sich auf die am Instrumentenarm des Rovers befestigte MAHLI-Kamera. Um eine Fahrt ohne Risiken durchzuführen muss sich dieser Instrumentenarm in einem bestimmten Winkel, einem sogenannten „verstauten Zustand“, zu dem Rover befinden. Die Tests ergaben, dass die MAHLI-Kamera in der Lage ist, auch während einer erfolgenden Fahrt erfolgreich aussagekräftige Aufnahmen von der Marsoberfläche anzufertigen ohne dass hierfür der Instrumentenarm neu ausgerichtet werden muss. Dabei wird mit den Aufnahmen das Gelände abgebildet, welches sich auf der linken Seite des Rovers befindet.

Die dabei gewonnenen Aufnahmen zeigen sowohl die direkt vorausliegende Marsoberfläche als auch den Horizont. Anhand von Aufnahmen, welche im Rahmen der zukünftigen Fahrten in kurzen und regelmäßigen Abständen angefertigt werden, und die zum Beispiel mit Daten von einem weiteren Instrument, dem DAN, kombiniert werden, lassen sich sehr wahrscheinlich wertvolle Erkenntnisse über die geologischen und geochemischen Veränderungen auf den zuvor passierten Abschnitten der Marsoberfläche gewinnen.

Dies ist vor allem deshalb wichtig, weil der Rover auf seinem Weg zur Basis des Zentralberges Mount Sharp laut den aktuellen Planungen keine weiteren länger andauernden Zwischenstopps einlegen soll. Lediglich besonders auffällige Oberflächenformationen werden die für die Durchführung der Mission verantwortlichen Wissenschaftler und Ingenieure dazu verleiten können, die Reise von Curiosity während der voraussichtlich mindestens 12 Monate andauernden Fahrt zum Mount Sharp zu unterbrechen.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 331 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 956 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 66.964 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Bereits im Dezember 2012 erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity die Region „Yellowknife Bay“, welche in den folgenden Monaten ausführlich mit den zehn wissenschaftlichen Instrumenten des Rovers untersucht wurde. Unter anderem kam dabei auch wiederholt ein kleiner Gesteinsbohrer zum Einsatz, mit dessen Hilfe Material von der Oberfläche entnommen und anschließend analysiert werden konnte (Raumfahrer.net berichtete).

Shaler
Als letztes Ziel für seine wissenschaftlichen Arbeiten im Bereich der „Yellowknife Bay“ wurde von den an der Mission beteiligten Mitarbeitern eine mit dem Namen „Shaler“ belegte Oberflächenformation ausgewählt, deren nordöstlichen Rand der Rover am 19. Juni 2013, dem „Sol“ 309 seiner Mission, erreichte. Unmittelbar nach seiner Ankunft an dieser Gesteinsformation, bei der es sich vermutlich um die Überreste eines mehrere Milliarden Jahre alten Flussbettes handelt, begann Curiosity mit seiner Arbeit. Neben den verschiedenen Kamerasystemen kamen dabei wiederholt das APX-Spektrometer, die ChemCam und das DAN-Instrument zum Einsatz.

Etwas erschwert wurden diese Arbeiten durch das teilweise recht unebene Gelände, welches der Rover dabei passieren musste. Nach dem Ende einer kurzen Fahrt über 5,95 Meter am 23. Juni 2013, dem Sol 313, kam Curiosity so zum Beispiel mit seinem linken Mittelrad auf einem mehrere Zentimeter hohen Felsbrocken zum Stehen, während sich die restliche fünf Räder auf ebenem Untergrund befanden. Der Rover wies hierdurch bedingt eine Neigung von über 12 Grad in Bezug auf die Oberfläche auf, was allerdings kein Problem darstellte. Curiosity ist darauf ausgelegt, sich auf einem Gelände zu bewegen, welches deutlich größere Neigungen aufweist.

Aufgrund des unsicheren Standes – es bestand die Gefahr, dass das Mittelrad von dem Felsen abrutscht und sich der Rover somit bewegt – wurde allerdings darauf verzichtet, den Instrumentenarm des Rovers unmittelbar über der Oberfläche zu platzieren und Messungen mit dem daran montierten APX-Spektrometer durchzuführen. Sollte der Rover ins Rutschen geraten und der Instrumentenarm dadurch einen plötzlichen ungewollten Bodenkontakt erhalten, so könnte dies zu irreparablen Beschädigungen an dem Arm oder an den daran montierten Instrumenten führen.

Mittlerweile wurden die Arbeiten an „Shaler“ jedoch erfolgreich beendet. Curiosity verließ diesen Bereich des Gale-Kraters am 5. Juli 2013, dem Sol 324, und bewegte sich im Rahmen einer acht Minuten und 40 Sekunden dauernden Fahrt weitere 17,96 Meter in die nördliche Richtung. Der Rover ist gegenwärtig nur noch wenige Meter von einer als „Bell Island“ bezeichneten Region entfernt, welche bereits im November 2012 auf dem damaligen Weg zur „Yellowknife Bay“ passiert wurde. Nach der Durchführung einiger kurzer Messungen und der Anfertigung weiterer Bildaufnahmen, so die aktuelle Planung, soll der Rover seine Abfahrt von „Yellowknife Bay“ noch an diesem Wochenende fortsetzen.

Aufbruch zum Aeolis Mons
Das nächste „Fernziel“ von Curiosity ist der Aeolis Mons, der etwa 5,5 Kilometer hohe Zentralberg im Inneren des Gale-Kraters. Auf dem Weg zu dem etwa acht Kilometer vom aktuellen Standort entfernt gelegenen „Ankunftspunkt“ am Fuße des Zentralberges, welcher auch als „Mount Sharp“ bezeichnet wird, soll der Rover in regelmäßigen Abständen kurze Pausen einlegen, um auf der Route gelegene Oberflächenformationen zu untersuchen. Nach der bisherigen Planung wird sich das wissenschaftliche Interesse dabei auf Formationen aus offen zutage liegenden Grundgestein konzentrieren. Allerdings sollen die jeweiligen Untersuchungen nur kurze Zeit andauern und die Weiterfahrt des Rovers möglichst wenig verzögern.

„Wir wissen derzeit noch nicht, wann wir den Mount Sharp erreichen werden“, so Jim Erickson, der Projektmanager für die Curiosity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. „Diese Mission ist im wahrsten Sinne des Wortes eine Entdeckungsmission. Dies bedeutet allerdings, dass wir, obwohl unser eigentliches Ziel der Mount Sharp ist, auch interessante Strukturen untersuchen werden, welchen wir auf dem Weg dorthin begegnen.“ Allgemein wird jedoch davon ausgegangen, dass Curiosity für das Erreichen des Zentralberges aller Voraussicht nach einen Zeitraum von mindestens 12 Monaten benötigen wird.

Nach seiner Ankunft am Mount Sharp wird Curiosity schließlich mit der Erkundung der dort befindlichen geschichteten Ablagerungen beginnen, welche sich bereits aus der Distanz an den Hängen dieses Berges erkennen lassen. Hier erhoffen sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Informationen über die Umweltbedingungen, welche früher auf dem Mars geherrscht haben, und über die geologische Entwicklungsgeschichte dieser Region.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 325 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 875 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Seit dem Erreichen des Mars haben die Kamerasysteme von Curiosity 66.139 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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

Bereits am 13. Mai 2013, dem Sol 3307 seiner Mission, beendete der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity seine im August 2011 begonnene Untersuchung des „Cape York“. Bei dem Cape York handelt es sich um eine mehrere hundert Meter lange und nur wenige Meter über die Umgebung herausragende Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand des etwa 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters befindet.

Nach seiner Abfahrt vom Cape York (Raumfahrer.net berichtete) bewegte sich der Rover zunächst in die südwestliche Richtung und näherte sich dabei im Rahmen einer Serie von schnell aufeinander folgender Fahrten einem weiteren Segment des den Endeavour-Krater umgebenden, allerdings stark erodierten Ringgebirges. Der östliche Rand von „Sutherland Point“, so der Name dieser Geländeerhebung, wurde am 31. Mai durch eine Fahrt über 80 Meter erreicht.

Die folgenden Tage verbrachte Opportunity damit, dem östlichen Rand von „Sutherland Point“ in die südliche Richtung zu folgen. Neben der Anfertigung diverser Fotoaufnahmen der Umgebung wurde dabei stellenweise auch das vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelte APX-Spektrometer eingesetzt, um die chemische Zusammensetzung der passierten Oberflächenbereiche zu ermitteln.

Computerprobleme
Am 9. Juni, dem Sol 3333 der Mission, erreichte Opportunity schließlich die unmittelbar südlich von „Sutherland Point“ gelegene Geländeerhebung „Nobby’s Head“ und führte auch hier diverse Untersuchungen durch. Unterbrochen wurden diese Arbeiten durch ein am 12. Juni aufgetretenes Problem mit dem Flash-Speicher des Bordcomputers des Rovers. Dieses letztmals am 28. Februar 2013 aufgetretene Problem macht sich dadurch bemerkbar, dass Daten nicht wie beabsichtigt im Flash-Speicher abgelegt und gespeichert werden können und der Bordcomputer dadurch bedingt einen Reboot ausführt.

Als Reaktion auf den dadurch ausgelösten Computer-Reset stoppte der Rover automatisch alle für diesen Tag vorgesehenen Aktivitäten – unter anderem wurde dadurch auch eine geplante Fahrt nicht durchgeführt – und versetzte sich stattdessen in einen als „Automode“ bezeichneten Zustand, in dem der Rover lediglich passiv auf der Marsoberfläche verharrte und auf weiterführende Kommandos von der Erde wartete.

Der Grund für diese in letzter Zeit öfters auftretenden Probleme, so die Mitarbeiter des für die Steuerung des Rovers verantwortlichen Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, liegt in der langjährigen Einsatzdauer des Bordcomputers, welcher seine „Garantiezeit“ bereits deutlich überschritten hat. Das Problem wird von den Ingenieuren und Technikern des JPL bisher allerdings nicht als bedrohlich eingestuft. Sollten solche Vorfälle in Zukunft allerdings öfters auftreten, so ist eventuell eine Formatierung des Flashspeichers erforderlich.

Am 15. Juni konnte Opportunity von den Ingenieuren des JPL wieder in den „normalen Betriebsmodus“ versetzt werden. Noch am selben Tag führte der Rover eine weitere Fahrt über 75 Meter durch. In den folgenden Tagen komplettierte der Rover die teilweise Umrundung von „Nobby’s Head“ auf dessen westlichen Seite. Die Südspitze von „Nobby’s Head“ wurde schließlich am 20. Juni erreicht. Bereits drei Tage später setzte Opportunity seine Forschungsreise über die Marsoberfläche im Rahmen einer 90-Meter-Fahrt in die südliche Richtung fort.

Das jetzt angestrebte Ziel ist eine weitere Erhebung am Westrand des Endeavour-Kraters, welche spätestens Anfang August 2013 erreicht werden soll. An der Nordseite dieser etwa 80 Meter hohen Geländeerhebung namens „Solander Point“ soll Opportunity dann den kommenden Marswinter verbringen. Bis zum Frühjahr 2014 stehen dem Rover hier diverse vielversprechende Forschungsziele zur Verfügung. Zudem ergibt sich hier eventuell die Möglichkeit, eine hochaufgelöste Panoramaaufnahme des Endeavour-Kraters anzufertigen.

Mehr als 37 Kilometer
Auf seinem Weg zu „Solander Point“ überschritt Opportunity bereits am 25. Juni im Rahmen einer Fahrt über rund 90 Meter die Marke von 37 auf der Marsoberfläche zurückgelegten Kilometern. Im Gegensatz zu früheren Pressemitteilungen reicht diese auf dem Mars zurückgelegte Distanz von bis dahin 37.028,11 Metern allerdings immer noch nicht aus, um damit den bisherigen Rekordhalter für eine Fahrt auf einem extraterrestrischen Himmelskörper, den sowjetischen Mondrover Lunochod-2, abzulösen. Der ferngesteuerte Rover Lunochod-2, so die bisherigen offiziellen Verlautbarungen, hat im Jahr 1973 eine Distanz von 37,0 Kilometern auf der Oberfläche des Mondes überbrückt. Diese auf unzureichenden Daten basierende Angabe war allerdings offenbar nicht korrekt.

Während der letzten Jahre durchgeführte Analysen der Aufnahmen der NAC-Kamera an Bord des NASA-Mondorbiters Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) führten vielmehr zu dem Ergebnis, dass Lunochod-2 sogar 42,1 bis 42,2 Kilometer auf dem Mond zurückgelegt hat. Dieser „neue“ Kilometerstand wurde der Fachwelt bereits im Jahr 2012 mehrfach von russischen Wissenschaftlern auf verschiedenen Kongressen präsentiert. Unter anderem wurde der neu ermittelte Kilometerstand Ende September 2012 auf dem damaligen EPSC-Kongress im Rahmen einer Präsentation erwähnt, in der eine Analyse des von dem sowjetischen Rovers passierten Geländes vorgestellt wurde.

Der bisherige Wert der von Lunochod-2 zurückgelegten Strecke basierte ausschließlich auf der Auswertung verschiedener technischen Daten. Für die Ermittlung der zurückgelegten Entfernungen wurde dabei in erster Linie ein zusätzliches neuntes, nicht aktiv angetriebenes Rad verwendet, welches der Mondrover hinter sich herzog und das offenbar einem gewissen Schlupf unterlag. Zum Beispiel bedingt durch Sensorfehler ergaben sich hierbei sehr schnell größere Abweichungen. Es gab keine Möglichkeit, die so gewonnenen Daten in einer ausreichenden Weise mit Bilddaten abzugleichen, da die hierfür zur Verfügung stehenden Aufnahmen aus dem Mondorbit über eine zu geringe Auflösung verfügten. Erst durch die eingehenden Analysen der hochaufgelösten und teilweise dreidimensionalen LRO-Aufnahmen, auf denen die Radspuren des sowjetischen Landers eindeutig zu erkennen sind, konnte jetzt nachträglich die tatsächlich auf dem Mond zurückgelegte Distanz ermittelt werden (Raumfahrer.net berichtete).

Weiter auf Südkurs
Bereits am 26. Juni setze Opportunity seine Fahrt zum „Solander Point“ fort. Allerdings wurde diese Fahrt nach einer zurückgelegten Distanz von lediglich etwa 63 Metern vorzeitig abgebrochen – vorgesehen war eine deutlich längere Fahrstrecke. Der Grund für den Abbruch bestand darin, dass ein Potentiometergeber, welcher an einem der Gelenke des an der Vorderseite des Rovers befindlicher Instrumentenarmes (engl. Bezeichnung „Instrument Depoyment Device“, kurz „IDD“) befestigt ist, während der Fahrt eine angebliche Bewegung des Instrumentenarmes registrierte.

Weiterführende Analysen der Telemetriedaten des betreffenden IDD-Gelenks und Auswertungen von Bildern zeigten jedoch keine erfolgte Bewegung des IDD, so dass für den folgenden Tag eine weitere Fahrt angesetzt wurde. Allerdings trat hierbei erneut der gleiche Fehler auf. Nach einer ausführlichen Analyse des Problems starteten die für die Steuerung des Rovers verantwortlichen Roverdriver des JPL am gestrigen Tag, dem Sol 3351 der Mission, einen weiteren Versuch. Und diesmal verlief die Fahrt wie erwartet. Opportunity konnte dabei erfolgreich weitere rund 120 Meter in die südliche Richtung überbrücken.

Die Nordflanke des „SolanderPoint“ ist mittlerweile lediglich noch etwas über 800 Meter vom aktuellen Standort des Rovers entfernt. Sollten keine weiteren Probleme auftreten, so wird der Rover voraussichtlich in etwa zwei bis drei Wochen – aus der nordwestlichen Richtung kommend – mit der „Besteigung“ dieses Berghanges beginnen und dort sein vorläufiges Winterquartier einnehmen. Neben dem technischen Zustand, und dieser kann trotzt des hohen Einsatzalters und zeitweilig auftretender Probleme mit einzelnen Komponenten der Hardware immer noch als gut bezeichnet werden, muss bei der Durchführung der Mission jedoch immer auch ein Auge auf die aktuelle Energiesituation des ausschließlich mittels Sonnenergie betriebenen Rovers geworfen werden.

Energiestatus
Glücklicherweise haben die zuletzt im Mai 2013 auf dem Mars beobachteten Staubstürme mittlerweile deutlich an Kraft und Kontinuität verloren. Während der letzten Wochen wurden nur noch wenige und zudem lokal begrenzte Sturmgebiete registriert, welche sich über der nördlichen Tiefebene des Mars bewegten. Der Himmel über dem Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity, war dagegen weitgehend staubfrei.
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.

• 26.06.2013: 0,457 kWh/Tag , Tau-Wert 0,805 , Lichtdurchlässigkeit 60,07 Prozent
• 20.06.2013: 0,497 kWh/Tag , Tau-Wert 0,801 , Lichtdurchlässigkeit 62,60 Prozent
• 12.06.2013: 0,517 kWh/Tag , Tau-Wert 0,829 , Lichtdurchlässigkeit 64,50 Prozent
• 05.06.2013: 0,535 kWh/Tag , Tau-Wert 0,806 , Lichtdurchlässigkeit 66,30 Prozent
• 29.05.2013: 0,546 kWh/Tag , Tau-Wert 0,838 , Lichtdurchlässigkeit 66,40 Prozent
• 22.05.2013: 0,541 kWh/Tag , Tau-Wert 0,903 , Lichtdurchlässigkeit 64,90 Prozent
• 15.05.2013: 0,431 kWh/Tag , Tau-Wert 1,210 , Lichtdurchlässigkeit 57,60 Prozent

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 3352 seiner Mission, hat der Rover Opportunity insgesamt rund 37.210 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei fast 181.000 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.

Für den heutigen Tag sind kurze Messungen mit dem APX-Spektrometer sowie Anfertigungen von Bildaufnahmen der Marsoberfläche durch die Mikroskopkamera vorgesehen. Opportunitys nächste Fahrt ist für den morgigen Sonntag, den Missionstag 3353, geplant und soll erneut in die südliche Richtung führen.

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Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL. Vertont von Peter Rittinger.

Während der letzten Monate hat der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity seine wissenschaftlichen Instrumente dazu eingesetzt, um nahe seiner Landestelle einen kleinen Bereich der Marsoberfläche ausführlich zu untersuchen. Hierbei kam auch wiederholt ein kleiner Gesteinsbohrer zum Einsatz, mit dessen Hilfe Material von der Oberfläche entnommen und anschließend durch verschiedene Instrumente analysiert werden konnte (Raumfahrer.net berichtete).

Die Untersuchung der Felsformation „Cumberland“, so die Bezeichnung für den Ort der zweiten Bohrung, ist mittlerweile abgeschlossen. Sie hat lediglich rund drei Wochen gedauert und konnte somit etwa dreimal schneller durchgeführt werden als die vorherigen Untersuchungen der ersten Bohrstelle bei der Formation „John Klein“. Das Curiosity-Team, so die Einschätzung der für die Durchführung der Mission verantwortlichen Wissenschaftler und Ingenieure, hat seine Lektionen aus der ersten Bohrung gelernt und konnte die gesammelten Erfahrungen erfolgreich umsetzen.
Bei der ersten Bohrung wurde aufgrund der fehlenden Erfahrungen eine bewusst defensive Vorgehensweise gewählt. Bei Cumberland konnte man bereits „offensiver“ vorgehen. Zukünftige Bohrungen, so die Einschätzung der Missionsmitarbeiter, werden einschließlich der damit verbundenen Analysen der entnommenen Proben wahrscheinlich nur noch 2,5 bis maximal fünf Wochen in Anspruch nehmen.

„Wir sind jetzt voll einsatzfähig“, so Jim Erickson, der Projektmanager für die Curiosity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory der NASA. „Bei all den Aktivitäten, die wir zum ersten Mal überhaupt probiert hatten, mussten wir es zunächst etwas langsamer angehen lassen.“

Aufbruch zum Aeolis Mons
In Kürze wird Curiosity diesen Bereich der Oberfläche jedoch endgültig verlassen und sich in Richtung des Aeolis Mons, des etwa 5,5 Kilometer hohen Zentralberges im Inneren des Gale-Kraters, begeben. Auf dem Weg zu dem etwa acht Kilometer vom aktuellen Standort entfernt gelegenen „Ankunftspunkt“ am Fuß des Zentralberges, welcher auch als „Mount Sharp“ bezeichnet wird, soll der Rover jedoch zunächst erneut die bereits zuvor besuchten und kurz untersuchten Oberflächenformationen „Point Lake“ und „Shaler“ ansteuern.

„Ein genauerer Blick könnte uns ein besseres Verständnis darüber verschaffen, wie sich die beiden Steine, die wir mit dem Bohrer untersucht haben, in die Geschichte der veränderten Umweltbedingungen in dieser Region einordnen lassen“, so Joy Crisp vom JPL, die stellvertretende Projektmanagerin der Mission.

Erstere Formation, so die bisherigen Analysen, ist eventuell vulkanischen Ursprungs. Bei Shaler handelt es sich dagegen sehr wahrscheinlich um die Überreste eines ehemaligen Flussbetts. Während der Fahrt zu diesen beiden Formationen sind unter anderem regelmäßig durchzuführende Messungen mit dem DAN-Instrument vorgesehen. Zeitgleich soll die entstehungsgeschichtliche Vielfalt der dabei zu passierenden Oberflächenbereiche im Rahmen kurzer Messungen analysiert werden. Auf diese Weise wollen die Wissenschaftler einen tieferen Einblick in die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte dieser Region des Gale-Kraters erhalten. Im Rahmen dieser Analysen sind jedoch keine weiteren Bohrungen oder Entnahmen von Bodenproben vorgesehen.

Die genaue Route, welcher der Rover auf dem Weg zur Basis des Zentralberges folgen wird, wurde bisher noch nicht festgelegt. Dies soll aber in den nächsten Wochen geschehen. Hierbei greift das für die entsprechenden Planungen zuständige Team auf detaillierte Aufnahmen der Marsoberfläche zurück, welche in der Vergangenheit unter anderem durch die an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) befindliche HiRISE-Kamera angefertigt wurden. Unklar ist derzeit allerdings, wie viel Zeit Curiosity für den etwa acht Kilometer langen Weg benötigen wird.

Mindestens ein Jahr bis zum Zentralberg
„Wir wissen derzeit noch nicht, wann wir den Mount Sharp erreichen werden“, so Jim Erickson. „Diese Mission ist im wahrsten Sinne des Wortes eine Entdeckungsmission. Dies bedeutet allerdings, dass wir, obwohl unser eigentliches Ziel der Mount Sharp ist, auch interessante Strukturen untersuchen werden, welchen wir auf dem Weg dorthin begegnen.“ Auf dem zu absolvierenden Weg wird der Rover in regelmäßigen Abständen kurze Pausen einlegen, um auf der Route gelegene Oberflächenformationen zu untersuchen. Nach der bisherigen Planung wird sich das wissenschaftliche Interesse dabei auf Formationen aus offen zutage liegenden Grundgestein konzentrieren.

Ebenfalls von wissenschaftlichem Interesse dürfte ein Dünenfeld sein, dessen Ausläufer der Rover kurz vor seiner Ankunft am Mount Sharp passieren muss. Eine exakte Auswahl einzelner Forschungsziele wird allerdings erst bei deren Erreichen getroffen werden. Im günstigsten Fall wird Curiosity bis zum Erreichen des Aeolis Mons einen Zeitraum von mindestens 10 bis 12 Monate benötigen. Dies wäre laut Jim Erickson allerdings immer noch eine unerwartet kurze Reisezeit.

Nach seiner Ankunft am Mount Sharp wird Curiosity mit der Erkundung der dort befindlichen geschichteten Ablagerungen beginnen, welche sich bereits aus der Distanz an den Hängen dieses Berges erkennen lassen. Hier erhoffen sich die an der Mission beteiligten Wissenschaftler weitere Informationen über das Klima, welches früher auf dem Mars geherrscht hat, und über die geologische Entwicklungsgeschichte dieser Region.

Bis zum heutigen Tag, dem „Sol“ 297 seiner Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von etwa 765 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Die bisher letzte Fahrt erfolgte dabei erst vor wenigen Stunden und führte über eine Distanz von rund 19 Metern, welche der Rover in einem Zeitraum von etwas über 90 Minuten überbrückte. Seit dem Erreichen der Marsoberfläche haben die Kamerasysteme von Curiosity 57.963 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Aufnahmen sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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Der Beitrag Marsrover Curiosity: Eine lange Fahrt steht bevor erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity hatte aufgrund des anstehenden Marswinters und der daraus resultierenden sinkenden Energiereserven bereits im Dezember 2011 eine Position an einem Hang des am Rande des Endeavour-Kraters gelegenen Cape York bezogen und dort die letzten Monate ohne weitere Fahrten verbracht (Raumfahrer.net berichtete).

Nach einer Pause von 130 Sols hat der Rover am 9. Mai 2012, dem Sol 2.947 der Mission, sein „Winterquartier“ Greeley Haven, einen um 15 Grad in die nördliche Richtung geneigten Hang am Westrand des 22 Kilometer durchmessenden Endeavour-Kraters, verlassen. Im Rahmen dieser ersten Fahrt seit dem 26. Dezember 2011 bewegte sich der Rover über eine Distanz von 3,67 Metern in die nordwestliche Richtung.

„Wir haben den Gesteinsaufschluss Greeley Haven verlassen und befinden uns jetzt auf dem sandigen Boden unmittelbar davor“, so Ashley Stroupe, eine der für die Steuerung von Opportunity zuständigen Roverdriverinnen des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. „Es tut gut, endlich wieder unterwegs zu sein.“

Durch diese Fahrt wurde auch das seit dem 1. Januar 2012 durchgeführte „Radio Science“-Experiment beendet, mit dem die an der Mission beteiligten Wissenschaftler Daten über den inneren Aufbau des Mars gesammelt haben. Im Rahmen dieser Kampagne konnten 60 Dopplermessungen erfolgreich durchgeführt werden. Die Auswertung der dabei gewonnenen Daten wird allerdings noch eine geraume Zeit in Anspruch nehmen.

Die im Anschluss an die Fahrt an das JPL übermittelten Telemetriedaten zeigen keine ungewöhnlichen Reaktionen des Rovers. Alle für die Fahrt relevanten Hardwarekomponenten haben im Rahmen der vorgesehenen Parameter gearbeitet. Auch das rechte Vorderrad des Rovers, welches während der letzten Jahre einen gegenüber den anderen fünf Rädern erhöhten Stromverbrauch aufweist, zeigte kein ungewöhnliches Verhalten.

Momentan ist Opportunity damit beschäftigt, seinen bisherigen Standort mit der Panoramakamera unter der Verwendung der verschiedenen zur Verfügung stehenden Spektralfilter abzubilden. Dadurch sollen die im Verlauf der letzten Monate gesammelten Daten der verschiedenen wissenschaftlichen Instrumente in einen noch besseren Kontext gesetzt werden.

Außerdem will das Team der Mars Exploration Rover-Mission analysieren, auf welche Weise sich die veränderte Neigung des Rovers gegenüber der Sonne auf die aktuellen Energiewerte auswirkt. Nach seiner Fahrt am Sol 2.947 hat sich die Neigung Opportunitys von den ursprünglichen 15 Grad auf aktuell nur noch acht Grad in Richtung Norden verringert.

Auf den ersten Blick ergibt sich dadurch allerdings keine signifikante Verschlechterung der täglich zur Verfügung stehenden Energiemenge. 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 Solarpaneele gibt dagegen an, wie viel Sonnenlicht die Solarzellen 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 Rovers.

• 09.05.2012: 0,357 kWh/Tag , Tau-Wert 0,476 , Lichtdurchlässigkeit 52,60 Prozent
• 01.05.2012: 0,365 kWh/Tag , Tau-Wert 0,480 , Lichtdurchlässigkeit 53,40 Prozent
• 25.04.2012: 0,366 kWh/Tag , Tau-Wert 0,521 , Lichtdurchlässigkeit 54,60 Prozent
• 17.04.2012: 0,342 kWh/Tag , Tau-Wert 0,504 , Lichtdurchlässigkeit 52,50 Prozent

Trotz des verringerten Neigungswinkels gegenüber der Sonne und einer leichten Zunahme der Staubbedeckung der Solarpaneele ist die Menge der täglich zur Verfügung stehenden Energie am 9. Mai, dem Tag der letzten Fahrt, nur minimal abgesunken.

Auch die gegenwärtige „Großwetterlage“ auf dem Mars kommt dem Rover zugute. Hier der bisher letzte Mars-Wetterbericht für den Zeitraum vom 30. April bis zum 6. Mai 2012, erstellt von Malin Space Science Systems (MSSS).

Laut MSSS zeigte das Wetter auf dem Mars in dieser Woche keine besonderen Auffälligkeiten. In den hohen nördlichen Breiten konnten entlang des Randes der nördlichen Polarkappe diffuse Staubkonzentrationen beobachtet werden. In den mittleren Breiten der südlichen Planetenhemisphäre traten dagegen speziell in der Umgebung des Hellas-Impaktbeckens und des Argyre Planitia dichtere Staubwolken auf. Diese reichten jedoch nicht aus, um einen Staubsturm zu erzeugen. Zudem konnten während der vergangenen Woche in weiten Bereichen der Äquatorregion diffuse Wolken aus Wassereiskristallen beobachtet werden, welche zu einer sporadischen Wolkenbildung über dem Meridiani Planum, dem Operationsgebiet von Opportunity führten.

Die Firma MSSS ist für den Betrieb der Kamerasysteme HiRISE, CTX und MARCI an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter verantwortlich. Die MARCI-Kamera fertigt dabei tägliche globale Aufnahmen des Mars an, mit denen sich Wetterkarten erstellen lassen. Diese Karten erlauben Rückschlüsse über die gegenwärtigen Staubaktivitäten und Wolkenbildungen in der Marsatmosphäre. Über einen längeren Zeitraum gewinnen die Wissenschaftler durch diese Aufnahmen einen Einblick in die Dynamik des Wettergeschehens auf unserem äußeren Nachbarplaneten. Die so gewonnenen Wetterdaten verfügen zwar nicht über die Qualität der aus den Tagesnachrichten bekannten irdischen Wetterberichte – für die Planung der zukünftigen Aktivitäten eines Marsrovers sind sie jedoch trotzdem sehr hilfreich.

Somit sprechen gegenwärtig weder die aktuellen Energiewerte noch das aktuelle Wettergeschehen gegen eine Fortsetzung der Fahrt des Rovers.

„Unser nächstes Ziel befindet sich ein paar Meter nördlich des jetzigen Standortes“, so Matt Golombek, einer der an der Mission beteiligten Mitarbeiter des JPL. „Bei einem dort erkennbaren hellen Fleck auf der Marsoberfläche könnte es sich um eine Ansammlung von Staubpartikeln handeln. Im Rahmen der bisherigen Fahrt über das Meridiani Planum konnten wir den dort befindlichen Staub nur selten untersuchen. Wir wollen deshalb diese Chance nutzen, um den Staub näher zu analysieren.“ Die dafür notwenige Fahrt wird aller Voraussicht nach bereits am kommenden Wochenende durchgeführt.

Im Anschluss an diese Untersuchung, so die bisher geplante Vorgehensweise, soll Opportunity im nördlichen Bereich des Cape York nach weiteren Gipsadern Ausschau halten und diese näher untersuchen. Zumindestens in den nächsten Wochen müssen die Roverdriver des JPL bei diesen Untersuchungen allerdings darauf achten, dass sich Opportunity am Ende einer jeden Fahrt auch weiterhin auf einer leicht nach Norden geneigten Position befindet. Erst mit einem noch höheren täglichen Sonnenstand kann sich der Rover dann auch relativ gefahrlos wieder in die südliche Richtung begeben und dabei die von der Sonne abgewandten Hänge passieren.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 2.949 der Mission, hat der Marsrover Opportunity insgesamt 34.365,04 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei fast 167.500 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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Der Beitrag Marsrover Opportunity fährt wieder erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

Auf seinem Weg über das Meridiani Planum erreichte der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Opportunity bereits am 9. August 2011, dem Sol 2.681 der Mission, den Endeavour-Krater (Raumfahrer.net berichtete). Opportunity befand sich jetzt direkt an der Südspitze des Cape York, einer mehrere hundert Meter langen, jedoch nur wenige Meter hohen Geländeerhebung, welche sich direkt am westlichen Rand dieses etwa 22 Kilometer durchmessenden Impaktkraters befindet.

Nach dem Abschluss erster Bodenanalysen in dieser Region (Raumfahrer.net berichtete) bewegte sich der Rover in die nördliche Richtung. Das Ziel der Fahrt war der Nordrand des Cape York, wo der „Robotergeologe“ den anstehenden Marswinter verbringen sollte. Der Grund für die mehrmonatige Unterbrechung der Fahrt lag in der Energieversorgung des Rovers begründet, welche ausschließlich durch Sonnenenergie erfolgt. Neben der Lichtdurchlässigkeit der Marsatmosphäre und der Höhe des Sonnenstandes über dem Horizont ist dabei der Bedeckungsgrad der Solarpaneele mit Staubpartikeln entscheidend für die täglich generierte Menge an Strom.

Für den Betrieb seines Bordrechners, einer internen Heizung für die wichtigsten elektronischen Bauteile und für die tägliche Kommunikation mit der Erde benötigt der Marsrover pro Tag ein Minimum von etwa 160 Wattstunden Energie. Eine Auswertung des Verlaufs des Staub-Bedeckungsgrades der Solarpaneele und ein Vergleich mit den Werten der vergangenen Jahre zeigte allerdings, dass die Solarpaneele des Rovers zu diesem Zeitpunkt mit deutlich mehr Staub bedeckt waren als in den vergleichbaren Zeiträumen der Vorjahre.

Aus diesem Grund wurde bereits im Sommer 2011 eine sogenannte „Winter Planning Group“ ins Leben gerufen, welche sich mit der zukünftig zu erwartenden Energiesituation und den daraus resultierenden Möglichkeiten für einen Weiterbetrieb des Rovers während der kommenden Wintermonate auf dem Mars auseinander setzen sollte. Die Planungsgruppe kam zu dem Ergebnis, dass die tägliche Energieausbeute von Opportunity bei einer Beibehaltung des bisherigen Trends bis zur Wintersonnenwende auf dem Mars – diese erfolgte am 30. März 2012 – unter ungünstigen Umständen bis auf einen Wert von nur noch rund 200 Wattstunden Energie pro Sol abfallen könnte. Unvorhersehbare Ereignisse wie etwa das Auftreten eines Staubsturmes könnten dann zu einer für den Rover bedrohlichen Energiesituation führen.

Deshalb, so die Empfehlung der Planungsgruppe, sollte Opportunity den anstehenden Mars-Winter an einem nach Norden gerichteten Hang verbringen. Dadurch würden sich die starr am Rover-Chassis befestigten Solarpaneele automatisch in Richtung auf die Sonne ausrichten, was eine höhere tägliche Energieausbeute zur Folge haben würde. Ein solches „Überwintern“ in einem Winterquartier war in den vergangenen Jahren lediglich bei dem weiter südlich operierenden Zwillingsrover von Opportunity, dem mittlerweile nicht mehr aktiven Rover Spirit, notwendig.
Als Winterquartier, so die Planungsgruppe, bot sich der nördliche Bereich des Cape York an. Die von der HiRISE-Kamera an Bord des Marsorbiters Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommenen Bilder und die daraus entwickelten digitalen Gelände- und Höhenmodelle der Region rund um das Cape York zeigten, dass sich in diesem Gebiet verschieden Hänge befinden, welche eine Neigung von bis zu 15 Grad in die nördliche Richtung aufweisen.

Mit der aus einer solchen Neigung resultierenden erhöhten Energiegewinnungsrate, so die Planungsgruppe, sollte der Rover auch während der kommenden Wintermonate weiterhin in der Lage sein, seine wissenschaftliche Aktivitäten in Form von Fotoaufnahmen und spektroskopischen Messungen kontinuierlich durchzuführen. Speziell handelte es sich dabei um spektroskopische Untersuchungen des Bodens, dokumentierende Bildaufnahmen der diversen Kameras und eine indirekte Vermessung des Kerns unseres Nachbarplaneten.

Nach dem Bezug seines Winterquartiers begann Opportunity Ende Dezember 2011 mit seiner wissenschaftlichen Winterkampagne. Das hierbei ausgewählte primäre Ziel war eine Untersuchung der direkt vor dem Rover gelegenen Oberflächenformation „Amboy“. Neben diversen Aufnahmen durch die verschiedenen Kameras und durch ein Mikroskop wurde diese Gesteinsformation in den letzten Monaten mit dem Mößbauer-Spektrometer und mit dem APXS-Spektrometer ausführlich untersucht. Durch die Analyse der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung soll so eine eventuell in der Vergangenheit erfolge Interaktion der Marsoberfläche mit Wasser nachgewiesen werden.

Die ersten Auswertungen der bisher gewonnenen Daten von Amboy haben ergeben, dass es sich bei dieser Struktur anscheinend um eine typische Impaktbrekzie handelt, welche sich bei einem Meteoriteneinschlag gebildet hat. Bei dem Impakt wurden ältere auf der Marsoberfläche abgelagerte Gesteine zertrümmert und durch die dabei auftretenden hohen Drücke verdichtet und verschmolzen.

Außerdem wurden die verschiedenen Kamerasysteme des Rovers dazu eingesetzt, um mehrere hochaufgelöste Fotopanoramen anzufertigen. Neben dem „Greeley-Panorama“, einem mit allen Farbfiltern der Panoramakamera erstellten 360-Grad-Panorama, wurde auch die unmittelbare Umgebung des Rovers mehrfach fotografisch dokumentiert. Speziell auf diesen Aufnahmen wollen die an der Mission beteiligten Wissenschaftler nach Veränderungen auf der Oberfläche suchen. So könnten zum Beispiel während der letzten über vier Monate Veränderungen an den in der Umgebung gelegenen kleinen Sanddünen aufgetreten sein, welche durch die erosiven Kräfte des Windes verursacht wurden.

Derzeit sind die Mitarbeiter des Opportunity-Kamerateams damit beschäftigt, die gewonnenen Aufnahmen zu kalibrieren und in ihren finalen Versionen zusammenzufügen. Hierbei handelt es sich allerdings um einen sehr aufwändigen und zeitraubenden Prozess. Jim Bell, der Leiter des Panoramakamera-Teams von der Arizona State University in Tempe/USA, geht jedoch davon aus, dass das „Greeley-Panorama“ der Öffentlichkeit bereits in ein paar Wochen präsentiert werden kann.

Parallel zu diesen Aktivitäten wurde seit dem 1. Januar 2012 ein sogenanntes „Radio Science“-Experiment durchgeführt, durch welches sich die Wissenschaftler nähere Einblicke in den inneren Aufbau unseres Nachbarplaneten erhoffen. Massekonzentrationen im Inneren des Mars führen dazu, dass der Planet auf seiner Umlaufbahn um die Sonne eine minimale Wackelbewegung ausführt. Dieses „Wackeln“ kann durch die von Opportunity an die Kommunikationsstationen des Deep Space Network (DSN) der NASA ausgesandten Radiowellen erfasst werden, da es sich durch eine Dopplerverschiebung des Signals bemerkbar macht.

Hierfür werden minimalste Veränderungen in der Frequenz, der Amplitude und der Polarisation des von dem Rover ausgestrahlten Radio-Trägersignals untersucht. Für eine erfolgreiche Verwertung der so gesammelten Daten ist es jedoch zwingend erforderlich, dass sich der Rover im Zeitraum der Messkampagne nicht bewegt. Selbst minimale Positionsveränderungen machen sich in dem empfangenen Trägersignal bemerkbar und können die Messergebnisse verfälschen. Somit boten die vergangenen Monate eine im bisherigen Missionsverlauf einmalige Gelegenheit für eine solche Untersuchungskampagne.

Letztendlich zeigte sich, dass die diesjährige Strategie der für den Betrieb des Rovers zuständigen Mitarbeiter der Mars Exploration Rover-Mission erfolgreich war. Opportunity überstand die Zeit des diesjährigen niedrigsten Sonnenstandes auf dem Mars ohne Probleme. In den letzten Wochen profitierte der Rover dabei auch von mehreren kleinen sogenannten „Dust Cleaning Events“. Bei dieser Ereignissen wehen schwache Windböen über das Roverdeck und beseitigen dabei auch einen Teil der auf den Solarpaneelen abgelagerten Staubschicht.

Einen Überblick über die Entwicklung der Energiewerte von Opportunity während der letzten Monate gibt die folgende Auflistung. 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 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 Rovers.

• 01.05.2012: 0,365 kWh/Tag , Tau-Wert 0,480 , Lichtdurchlässigkeit 53,40 Prozent
• 25.04.2012: 0,366 kWh/Tag , Tau-Wert 0,521 , Lichtdurchlässigkeit 54,60 Prozent
• 17.04.2012: 0,342 kWh/Tag , Tau-Wert 0,504 , Lichtdurchlässigkeit 52,50 Prozent
• 12.04.2012: 0,336 kWh/Tag , Tau-Wert 0,526 , Lichtdurchlässigkeit 53,50 Prozent
• 03.04.2012: 0,321 kWh/Tag , Tau-Wert 0,521 , Lichtdurchlässigkeit 50,60 Prozent
• 27.03.2012: 0,306 kWh/Tag , Tau-Wert 0,521 , Lichtdurchlässigkeit 48,80 Prozent
• 21.03.2012: 0,311 kWh/Tag , Tau-Wert 0,508 , Lichtdurchlässigkeit 49,80 Prozent
• 14.03.2012: 0,301 kWh/Tag , Tau-Wert 0,542 , Lichtdurchlässigkeit 48,90 Prozent
• 07.03.2012: 0,298 kWh/Tag , Tau-Wert 0,557 , Lichtdurchlässigkeit 48,70 Prozent
• 28.02.2012: 0,305 kWh/Tag , Tau-Wert 0,520 , Lichtdurchlässigkeit 48,90 Prozent
• 21.02.2012: 0,277 kWh/Tag , Tau-Wert 0,684 , Lichtdurchlässigkeit 47,60 Prozent
• 14.02.2012: 0,274 kWh/Tag , Tau-Wert 0,678 , Lichtdurchlässigkeit 46,70 Prozent
• 08.02.2012: 0,283 kWh/Tag , Tau-Wert 0,648 , Lichtdurchlässigkeit 47,80 Prozent
• 01.02.2012: 0,270 kWh/Tag , Tau-Wert 0,679 , Lichtdurchlässigkeit 46,90 Prozent
• 24.01.2012: 0,279 kWh/Tag , Tau-Wert 0,693 , Lichtdurchlässigkeit 47,30 Prozent
• 17.01.2012: 0,276 kWh/Tag , Tau-Wert 0,602 , Lichtdurchlässigkeit 44,70 Prozent

Aufgrund der sich in den letzten Wochen immer weiter verbesserten Energiesituation kamen die Mitarbeiter des für die Kontrolle des Rovers zuständigen Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien zu dem Entschluss, dass Opportunity jetzt sein diesjähriges Winterquartier verlassen und die Fahrt wieder aufnehmen soll. Entsprechende Kommandosequenzen sollen bereits in wenigen Tagen an den Rover übermittelt und anschließend von diesem ausgeführt werden. Allerdings wird sich der Rover dabei in den ersten Tagen nach der Wiederaufnahme der Fahrt zunächst lediglich in „kleinen Schritten“ von seiner derzeitigen Position fortbewegen. Pausen zwischen den einzelnen Fahrten sollen dazu genutzt werden, um das in der Umgebung von „Greeley Haven“ – so der Name des Winterquartiers – gelegene Gebiet noch näher zu untersuchen.

Anschließend, so die aktuellen Planungen, soll sich Opportunity wieder in den Bereich des Cape York begeben, wo bereits Ende 2011 mehrere Gipsadern entdeckt wurden und die ein eindeutiges Anzeichen für das frühere Vorhandensein von Wasser darstellen (Raumfahrer.net berichtete).

„Wir wollen uns noch einmal an diese Stelle begeben und diesmal nach einer größeren Gipsader suchen, welche das Sichtfeld des APXS-Spektrometers vollständig ausfüllt“, so Ray Arvidson, der stellvertretende Chefwissenschaftler der Mission. Im Rahmen der dann erfolgenden Messungen ist auch der Einsatz des „Rock Abrasion Tools“ (RAT) vorgesehen. Mit diesem Gesteinsbohrer soll die oberste Schicht der zu untersuchenden Ader von Staubablagerungen und anderen Verunreinigungen befreit werden, um anschließend das reine Gipsmaterial näher zu analysieren. Die 2011 im Detail untersuchte Gipsader „Homestake“ war an ihrer Oberfläche durch Sand und Staubablagerungen stark verunreinigt, was die damals gewonnenen Messdaten eventuell verfälscht hat.

Nach dem Abschluss dieser Untersuchungen wird Opportunity das Cape York nach dem bisherigen Planungsstand endgültig verlassen und sich entlang des Randes des Endeavour-Kraters in die südliche Richtung bewegen. Das „Fernziel“ hierbei sind die mehrere Kilometer vom jetzigen Standpunkt entfernt gelegenen Geländeerhebungen Solander Point und Cape Tribulation. Dort, so die bisherigen Analysen der von den verschiedenen Marsorbiter gewonnenen Daten, scheinen sich Schichtsilikate und Tonminerale abgelagert zu haben, was auf eine früher erfolgte Interaktion der dortigen Oberfläche mit Wasser hindeutet. Zuvor wird der Rover jedoch eine kleine Ebene namens Bottany Bay überqueren. Verschiedene Messdaten des CRISM-Spektrometers an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter deuten darauf hin, dass sich auch dort Gipsablagerungen befinden.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 2945 der Mission, hat der Marsrover Opportunity insgesamt 34.361,37 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt und dabei fast 167.500 Bilder von der Oberfläche und der Atmosphäre des Roten Planeten aufgenommen und an sein Kontrollzentrum in Pasadena/Kalifornien übermittelt.

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