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Artikel 18. September 2009
Während Alternativen schwinden, wird das Schicksal von Mars-Rover SPIRIT abgewogen
Umfangreiche Tests am Laboratorium für Strahlenantriebe (JPL) - die Tage des Umherstreifens scheinen für SPIRIT gezählt zu sein

Bei Versuchen, das Raumfahrzeug aus seinem Sandhindernis, das seine Fahrt vor fünf Monaten unterbrochen hat, freizubekommen, wird das Ingenieurteam des Mars-Rovers SPIRIT darüber realistischer, falls nicht sogar pessimistischer, ob dieses Wunderding des Weltraumprogramms der Vereinigten Staaten jemals wieder umherstreifen wird.

"Tests auf der Erde, die die missliche Lage SPIRITs auf dem Mars simulieren, haben das Verständnis darüber verstärkt, dass es sehr schwierig werden wird, SPIRIT wieder umherstreifen lassen zu können", besagt ein neuer Rover-Statusbericht, der vom Laboratorium für Strahlenantriebe (JPL) herausgegeben wurde.

"Die Wahrscheinlichkeit ist sehr groß, dass es SPIRIT nicht möglich sein wird, herauszukommen", meinte John Callas, Rover-Projektleiter.

Oben: Diese Ansicht von SPIRIT, festgefahren an der "Home Plate" genannten Stelle, wurde vom Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommen. (Photo: NASA/Universität von Arizona )
Eine bemerkenswerte Aufnahme (rechts) des Mars Reconnaissance Orbiters (MRO), der aus knapp 300 km Höhe herabschaut, zeigt SPIRIT mit seinen Pfeilflügel-Solarzellen auf der Neun-Uhr-Position neben der kreisförmigen, fast 80-Meter im Durchmesser langen Vulkanbesonderheit "Home Plate", wo er Anfang Mai steckenblieb.

Diese MRO-Ansicht zeigt die Stelle, wo SPIRIT eventuell für Millionen Jahre intakt bleiben wird, sollte eine Ausfahrstrategie fehlschlagen. Ob SPIRIT dann für die genannte Zeit intakt bleiben wird, hängt jedoch von Entscheidungen ab, die in kommenden Jahrhunderten während des Verlaufs der menschlichen Erkundung des Mars getroffen werden.

SPIRIT hatte sich an dieser als "Troy" benannten Stelle nach mehr als fünf Jahren einer Mission auf dem Mars, die ursprünglich einmal für eine Dauer von nur drei Monaten geplant war, in weichem Boden eingegraben. Das Roverteam setzte weitere Fahrversuche mit SPIRIT aus, während es Möglichkeiten aus am JPL durchgeführten Tests bewertete, die die Situation Troy simulierten.

Verantwortliche für den Rover weisen darauf hin, dass zu dem Zeitpunkt als SPIRIT sich ursprünglich festgefahren hatte, sie dort schon sagten, dass dies ein Zeichen für das Ende des Umherstreifens sein könnte. Dies würde SPIRIT trotzdem noch zu einem wissenschaftlich aktiven, jedoch unbeweglichen Weltraumfahrzeug für örtliche Bodenanalysen, Panoramabilder und Wetterdaten machen.

Ingenieure äußerten sich anfänglich, als der Test zu den Radantriebs- und Lenkungsszenarien mit dem ersten Testrover des JPL begann, jedoch noch optimistischer. Diese Tests werden in speziell entworfener, marsähnlicher Erde durchgeführt.

Callas fügt hinzu, dass eine neue Serie an Bodentests und Computersimulationen entworfen werden, um dem Rover "die besten Chancen" zu geben, die er haben kann, um sich wieder fortzubewegen.

Oben: Die Mitglieder des JPL-Rover Ingenieurteams bewerten während eines August-Treffens die Testergebnisse von SPIRIT. (Photo: NASA/JPL)
"Wir gehen sehr vorsichtig vor und untersuchen alle vertretbaren Optionen", sagt er in der Einschätzung des JPL. Ein Vorhaben von Mitte August, die Bodentestdaten, die bis zu diesem Zeitpunkt gewonnen wurden, für neue Manöverkommandos für einen Vortriebsversuch im August zu benutzen, wurde aufgeschoben, als eine Nachprüfung (siehe Bild unten) ergab, dass sie damit so gut wie keine Chance auf Erfolg hätten. Nun wird sich der früheste Zeitpunkt, zu dem ein solcher Vortriebsversuch unternommen werden wird, weit in den Oktober hinein ziehen.

Anstatt nur einem werden gleich zwei Testrover für diese ausgedehnten Tests benutzt. Einer wiegt ungefähr 68 kg und damit soviel wie die beiden Raumfahrzeuge auf dem Mars. Ein anderer Rover, und dabei viel realistischer, wiegt mehr als 181 kg - das Gewicht der Rover auf der Erde. Das Seltsame an den Tests ist, dass der schwerere Rover zuvor bessere Daten über Fahroptionen bereitgestellt zu haben scheint, als der Rover, der das leichtere Marsgewicht verdoppelt.

Der zweite Rover mit dem Namen "The Surface System Testbed Lite", wiegt ca. das gleiche auf der Erde wie SPIRIT auf dem Mars. Im Gegensatz zum ersten Testrover, der einfach "The Suface System Testbed" genannt wird.

Das leichtere Modell trägt keine wissenschaftlichen Instrumente oder einen Robotarm. Ein Objekt, das auf der Erde rund 4,5 kg wiegt, wiegt nur gute 1,7 kg auf dem Mars. Das liegt an der kleineren Masse des Mars verglichen mit der Erde.

Neue Computersimulationen, die die Ergebnisse von beiden Testfahrzeugen benutzen, werden nun erstellt, um den Entscheidungsprozess wie es auf dem Mars mit Vortriebsoptionen weitergehen soll, zu unterstützen. Der Planet befindet sich gerade etwas mehr als 223 Millionen km von der Erde entfernt und kommt mit fast 920 km pro Minute - relativ zur Erde - der Erde näher, während sich der Mars auf seinem Orbit um die Sonne bewegt.

Oben: Zwei Rover werden bei den letzten Tests benutzt, um die Ausfahrstrategie von SPIRIT zu planen. Der zweite Rover mit dem Namen "Surface System Testbed Lite" (ganz rechts im Hintergrund) ist leichter als der erste Testrover mit dem Namen "Surface System Testbed" (links im Vordergrund). Die leichtere Version trägt keine wissenschaftliche Nutzlast und Robotarm, wie dies Spirit, Opportunity und das Surface System Testbed tun. Aber ihr Gewicht kommt dem tatsächlichen Rover unter Marsschwerkraft viel näher. (Photo: NASA/JPL )
"Die Computersimulationen werden es uns erlauben, die Ergebnisse der Tests, die unter Erdschwerkraft durchgeführt wurden, damit zu verbinden, was wir von dem Rover unter Marsschwerkraft erwarten können", erklärte Callas.

Zum Ablauf im September wurde eine zusätzliche Testreihe hinzugefügt, um eine genauere Einschätzung darüber zu erhalten, wie SPIRIT bewegt werden kann, während gleichzeitig vermieden wird, dass der Schwerpunkt des Rovers direkt über einen Fels geführt wird, der den Unterboden des Rovers berührt oder fast berührt. Eine "Generalprobe" der Befreiungsstrategie, die die größten Aussichten auf Erfolg verspricht, ist in der Versuchsumgebung am JPL geplant, bevor das Team SPIRIT anweisen wird, mit der Fahrt zu beginnen. Es wird erwartet, dass dieser Test und die darauf folgende Überprüfung der Ergebnisse mehrere Wochen dauern werden.

SPIRIT hat jedoch geologische und andere Forschungen betrieben, obwohl er an der Stelle Troy eingegraben ist.

Zum Beispiel wurde in einer Woche vor dem 18. September eine mehrstündige Mössbauer-Spektrometermessung durchgeführt, indem ein Sensor auf eine Stelle am Boden gerichtet wurde, die "Olive Leaf" (Olivenblatt) benannt ist. Am nächsten Marstag (oder Sol) wurden eine Kalibrierung und ein Diagnosetest des Felsabtragungsgeräts (RAT) durchgeführt. Danach wurde die Instrumentendrehkuppel gedreht, um das Alphateilchen-Röntgenspektrometer (APXS) für eine Übernacht-Datenerfassung über der Stelle "Olive Leaf" (Olivenblatt) zu platzieren.

Einen Marstag später hob der Robotarm den Mikroskopbildwandler an, um eine Aufnahme des marsianischen Stauberfassungsmagneten auf SPIRIT's Oberteil zu machen. Dann wurde das Alphateilchen-Röntgenspektrometer (APXS) für eine mehrtägige (Marszeit) Datenerfassung auf diesen Magneten aufgelegt, um die Staubzusammensetzung, die sich kürzlich auf dem Rover angesammelt hat, zu bestimmen. Die Staubansammlung entstand durch einen Staubsturm, der vor kurzem durch die Gegend gefegt war.

Die Panoramakamera (Pancam) war damit beschäftigt, 13-Filter-Aufnahmen einer Gegend zu machen, die als "Scamander Plains" bezeichnet ist. Es wurden ebenfalls Dokumentaraufnahmen des Roverdecks gemacht.

Die Solarzellen des Rovers hatten zuvor durch einen vorbeiziehenden Sturm eine leichte Schicht an Staub angesetzt. Ein späterer Windstoß säuberte jedoch die Zelle. Dies ermöglicht es SPIRIT, genügend Kraft zu erhalten. Sie reicht aus, um den Rover nachts zu betreiben, sodass die Stromgewinnung und Stromspeicherung während des Tages keine Hitzeprobleme verursachen. Die ausreichende Stromversorgung bedeutet, dass es SPIRIT möglich sein wird, den kommenden Marswinter an der Stelle, wo er sich festgefahren befindet, zu überleben, ohne sich zu einem Abhang bewegen zu müssen, der der Sonne zugeneigt ist, wie dies der Fall war, als SPIRIT erstmals an dieser Stelle angekommen war.

Die Gesamtkilometerleistung von SPIRIT verbleibt bei etwas mehr als 7,5 km seit er damit begann, sich nach der Landung Anfang Januar 2004 in Bewegung zu setzen. Die Gebrauchsdauer des Rovers war nur für eine Fahrtstrecke von knapp 275 Metern über einen Zeitraum von ungefähr 90 Tagen vorgesehen.

Auf der gegenüberliegenden Marsseite schließt der Rover OPPORTUNITY eine Untersuchung und Sensordatenerfassung an einem Eisenmeteorit mit dem Namen "Block Island" ab. Analysen zeigen an, dass dieser Fels seit drei Milliarden Jahren an der gleichen Stelle im Meridiani Planum verweilt.

Oben: Dieses Bild, das von der Frontgefahrenkamera aufgenommen wurde, zeigt den Einsatz des Instrumentenarms, der den Wissenschaftsnutzlastarm "Athena" der Cornell Universität auf den Meteorit, der "Block Island" benannt wurde, ausrichtet. Block Island landete vor drei Milliarden Jahren an dieser Stelle auf dem Mars, als die Atmosphäre viel dicker war. Dies verlangsamte dessen Fall. (Photo: NASA/JPL/Cornell Universitšt)
OPPORTUNITY richtete seine Instrumente (siehe Photo unten) auf mehrere Stellen auf dem im Durchmesser gut 71 cm großen Meteorit aus, von dem Wissenschaftler schätzen, dass er fast eine halbe Tonne wiegt. Nachdem die Kontaktdatenerfassung abgeschlossen war, fuhr OPPORTUNITY um den Meteorit herum und hielt dabei an sechs geplanten Stellen an, um eine Serie an "Pancam"-Bildern an jeder Haltestelle aufzunehmen.

Der Einschlagszeitraum des Meteorit wurde auf vor drei Milliarden Jahren bestimmt, weil er durch eine viel dickere Marsatmosphäre abgebremst worden sein musste, als sie seitdem auf dem Mars existiert - ca. 1,5 Milliarden Jahre nachdem der Mars und die Erde zusammen mit dem Rest des Sonnensystems entstanden.

Nichts auf der Erde überlebt nach drei Milliarden Jahren intakt, weil sich auf der Erde im Gegensatz zum Mars die Kontinente dauernd durch Plattentektonik und Kontinentalverschiebung neu bearbeiten.

Zur selben Zeit, als dieser Meteorit an derselben Stelle wo OPPORTUNITY ihn gefunden hat, landete, hatte sich auf der Erde die Oberfläche gerade erst genug abgekühlt, um Berge und eine erste feste Oberfläche zu formen. Es gab nur einen Riesenkontinent, weil Plattentektoniken gerade erst anfingen zu wirken. Die Aufnahme der Ozeane von Kohlendioxid hatte jedoch einen hohen Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre hinterlassen - Faktoren, die hier zur Bildung von ersten, extrem einfachen Lebensformen führten.

Studien über den Block Island Meteorit, der eine der großen Entdeckungen des Roverprogramms ist, können nicht bestimmen, ob irgendetwas Ähnliches auf dem Mars passiert ist. Aber das Objekt landetet zur selben Zeit an dieser Stelle auf dem Planeten, als das Leben möglicherweise auch dort entstanden sein könnte - falls dies dort jemals geschah.

Quelle: Spaceflight Now
Bearbeitet von: Joachim Dietlicher


letzte Änderung am 26. Oktober MMIX