Nachrichten vom Mars

Auszüge aus den Weltraum-Nachrichten der Zeitschrift MegaLithos von Daniel Fischer

Spirit in den Bergen, Opportunity im Krater

Während die kältesten Tage des Winters nahen und die Störungen auf den beiden Marsrovern langsam zunehmen (s.a. vorhergehenden Artikel unten), machen sie unbeirrt weiter: Spirit hat den Aufstieg in die Columbia Hills begonnen, sein erstes Grundgestein untersucht und bereits einen spektakulären Ausblick bis in über 50 km Distanz, und Opportunity ist so tief in den Krater Endurance vorgedrungen, wie es geplant war. Wie erhofft, ist Spirit in den Hügeln endlich auf Spuren einer wässrigen Vergangenheit gestoßen, die sich in der Ebene rar gemacht hatten aber ein wesentlicher Grund für die Landung auf dem Boden des 150-km-Kraters Gusev gewesen waren. Insbesondere der Stein Clovis verspricht tiefe Einsichten: Er ist stärker verwittert als alle Felsen, denen Spirit bis dato nähergetreten war, und die Untersuchung mit dem APXS hat hohe Schwefel-, Chlor- und Bromwerte geliefert.

Das alles spricht für eine Wechselwirkung mit flüssigem Wasser in ferner Vergangenheit, und da Clovis zur selben geologischen Einheit wie das nahe Grundgestein zu gehören scheint, könnte sich bald ein größeres Bild ergeben. Opportunity ist derweil so tief in den Krater Endurance hineingefahren, wie es zu verantworten ist: Jetzt kommen nur noch Sanddünen, zwar spektakulär anzuschauen aber für den Rover unpassierbar. Während des viele Meter tiefen Abstiegs registrierten Opportunitys Instrumente interessante chemische Veränderungen (so stieg der Chlorgehalt nach der Hälfte des Weges plötzlich auf das Dreifache). Offenbar stammen die Sedimente in Endurance aus verschiedenen Epochen, in denen flüssiges Wasser eine unterschiedliche Rolle spielte, aber auch hier ist ein schlüssiges Gesamtbild noch nicht in Sicht.

Einen Teil seiner Daten und neuen Bilder hat Opportunity übrigens nicht über amerikanische Orbiter zur Erde geschickt, wie es üblich ist, sondern über den Mars Express der ESA: Ein ausgeklügeltes Kommunikationsprotokoll kam zum ersten Mal zum Einsatz, das auch bei späteren Missionen benutzt werden soll. Bei der Übertragung von 42.6 Megabits in 6 Minuten am 4. August war der Mars Express 1400 km von Opportunity entfernt, bei zwei Kontaktaufnahmen mit Spirit viermal höher: Bei diesen Experimenten wurde der Empfang weniger aber kritischer Daten bei besonderen Anlässen simuliert. [30.8.2004]

[938a] Quelle: AW&ST vom 23.8.2004 S. 40-42. Links: JPL Releases vom 3., 4. und 18. August, Cornell, Texas A&M und ESA Press Releases und Artikel von Fla. Today, Cornell Chronicle und Space Today.

Indizien für Marsvulkanismus in jüngster Vergangenheit - geologisch gesprochen - könnten in HRSC-Aufnahmen des Mars Express von den großen Vulkanen stecken, die kaum Impaktkrater zeigen: BBC.

Vor der Bergfahrt & im Krater: Marsrover vor der Überwinterung

Auch ein halbes Jahr nach ihrer Landung setzen die beiden Marsrover unverdrossen ihre Arbeit fort: Während Opportunity in den meterdicken Sedimentschichten des 130-Meter-Kraters, in den er sich Anfang Juni endlich hineingetraut hat (s.a. Artikel 898), Salze ohne Ende findet, hat Spirit tatsächlich nach 3.5 km Fahrt die Columbia Hills erreicht an ihrem Fuß erst einen kuriosen Stein und dann das erste Grundgestein entdeckt. Doch bevor es in die Berge geht, soll der doch spürbar alternde Rover erst einmal technisch durchgecheckt werden: Seinem rechten Vorderrrad ist das Schmiermittel abhanden gekommen, und so wird er die Hügel im Rückwärtsgang erklimmen und das lahme Rad wie einen Anker hinter sich her ziehen. Dies ist aber auch schon das einzige große Gesundheitsproblem beider Rover, und der Optimismus wächst beständig, daß beide den nun anbrechenden Winter überstehen und auch 2005 noch am Leben sein werden.

Bis Anfang Juli war Opportunity etwa 7 Meter weit (und 2 bis 3 Meter tief) in den Krater Endurance hineingefahren, den sie Anfang Mai erreicht hatte: Indem die Räder stets Kontakt zu festem Gestein halten und nicht über lockeren Sand gefahren wird, ist das trotz der Hangneigung von 25° und mehr ohne Probleme möglich, und die Planer gehen davon aus, daß der Krater auch wieder verlassen werden kann. Die Erkundung der dicken Sedimente hat vor allem eines erbracht: Sulfate, so weit die Meßfühler reichen, auch in den tiefesten bisher erkundeten Schichten. Abgelagert wurden diese Salze höchstwahrscheinlich von Wasser, und die viel größere Dicke der Sedimente in Endurance - 4 Meter gegenüber den 40 cm in Eagle - bedeutet mithin, daß erheblich größere Wassermengen im Spiel waren.

Die Endurance-Sedimente erwiesen sich zunächst als viel homogener als es aus der Ferne geschienen hatte: Das Material scheint gut durchmischt worden zu sein. So schwankte z.B. das Chlor-Brom-Verhältnis von Ort zu Ort kaum, während es in Eagle eine klare Verdunstungssequenz nachzeichnete. Die Durchmischung kann allerdings ebensogut von Wind wie von Wasser bewerkstelligt worden sein, und die Morphologie der Endurance-Felsen spricht in der Tat für Wind als formenden Faktor: Es handelt sich wahrscheinlich um eine versteinerte Sanddüne. Hier sind also erst die Salze aus einer verdunstenden Lösung ausgefallen und dann von Winden zusammengekehrt worden. Mit dem weiteren Vordringen Opportunitys in tiefere Schichten steigt aber inzwischen der Chlorgehalt deutlich an, was immer das bedeutet.

Im Weiteren soll Opportunity noch tiefer in den Krater hineinfahren: entweder bis die saubere Sedimentschichtung zuende ist oder bis es zu gefährlich wird (was möglicherweise nie passiert). Danach dürften andere Ziele ins Auge gefaßt und in die weitere Meridiani-Ebene zurückgekehrt werden: Da liegen zum Beispiel allerlei faustgroße Steine unbekannter Herkunft herum, an denen Opportunity bisher vorbeifuhr, und auch der alte Hitzeschild ist nicht fern und einen Besuch wert. Und dann geht es entweder wieder in den Krater zurück oder aber ganz woanders hin. Immer vorausgesetzt, der Rover hält den kommenden Winter durch: Die optimale Beleuchtung der Solarzellen durch die tiefstehende Sonne (am 20. September ist Wintersonnwende) war ein wesentliches Argument für die Auswahl der aktuellen Einfahrtsroute in den Krater in der »Karatepe«-Region gewesen.

Beim Aufstieg von Spirit auf die 90 m hohen Columbia Hill läßt man sich derweil noch Zeit: Zum einen lockten ein auf außergewöhnliche Weise verwitterter Stein, »Pot of Gold« für intensive Untersuchungen (bei denen er sich als sehr hämatithaltig erwies) und der erste Aufschluß von Grundgestein (mit noch unbekannter Entstehung), zum anderen soll noch weiter versucht werden, dem rechten Vorderrad des Rovers zu helfen. Dessen Elektromotor zieht seit einigen Wochen zu viel Strom, weil wohl das Schmiermittel des Rades abhanden gekommen ist, vielleicht kann man Nachschub »anlocken« (die Reibung ist schon geringer geworden). Ansonsten ist der Plan, die Hügel so hinauf zu fahren, daß auch Spirits Solarzellen optimal beleuchtet werden. Beide Rover benutzen inzwischen auch einen speziellen Deep Sleep-Modus (Opportunity schon seit dem 27. Mai), der nachts viel Strom spart. [20.7.2004]

[930] Links: MER Press Releases vom 16. Juli und 25. Juni, Artikel von Sky & Tel., New Sci., Space Today und NetZeitung und ein Interview mit S. Squyres in AstroBiology.

Der 13. Newsletter der Mars Society Deutschland liegt als PDF File vor, u.a. mit vielen Details zum erhofften ersten Amateur-Marsballons ARCHIMEDES.

Mars Express sieht Yardangs auf dem Mars, kuriose Windgebilde: Release.

Hinweise auf Regenfälle auf dem Mars in einer Ära, die selbst Optimisten für kalt und trocken hielten, sehen Geologenaugen in fein verästelten Flüßchen in der Nähe der Valles Marineris: AFP, NetZeitung, Rh. Post.

Opportunity in Endurance, Spirit bei den Columbia Hills

Während der eine Marsrover ganz vorsichtig in den großen Krater vordringt, um neuartige Sedimente unter die Lupe zu nehmen, hat der andere (trotz Problemen mit einem der sechs Räder) pünktlich die Hügelkette erreicht und prompt interessante Steine gefunden: MER Press Releases vom 16., 8. und 4. Juni und Artikel von Fla. Today, BBC, Planetary Soc. und Discover.

Missionen der Marsrover bis (mindestens) September verlängert

Die Mars Exploration Rover haben ihre Minimalanforderungen für einen vollen Missionserfolg erreicht - und sind dafür von der NASA prompt mit einer Verlängerung ihrer Operationen bis Mitte September belohnt worden. Die Rover zeigen so wenig Verschleißerscheinungen, daß es nun nicht nur als wahrscheinlich gilt, daß Opportunity den tiefen Krater Endurance erreichen wird: Sprit wird inzwischen zugetraut, daß sie tatsächlich die 2.3 km entfernten Columbia Hills erreichen kann. Bis Anfang April hatte dieser zu erst gelandete Rover bereits über 600 Meter Fahrstrecke zurückgelegt und damit das vorletzte Erfolgskriterium abgehakt. Und am 5. April hatte er 90 Marstage auf der Oberfläche durchgehalten und den Erfolg komplett gemacht.

Ein weiteres Erfolgskriterium war, daß beide Rover zusammen 8 Stellen auf dem Mars untersuchen sollten - allein Spirit war schon an 11. Mit der kühnen Missionsverlängerung, die nur 15 Mio.$ kostet und die Gesamtkosten der Mission um gerade einmal 2% erhöht, gehen auch sieben neue Aufgaben einher, drei technische und vier wissenschaftliche. Die neuen ingenieurmäßigen Ziele sind es, mehr als 1 km zurückzulegen, die Leistung der Solarzellen zu beobachten, während sie allmählich einstauben, und allgemein zu verfolgen, wie es zwei mobilen Robotern auf einem fremden Planeten im Laufe der Monate ergeht. Das Staubproblem z.B. scheint sich als weniger gravierend zu erweisen: Hochrechnungen gehen jetzt davon aus, daß die Leistung um maximal 20% abfallen und sich dann stabilisieren wird. Kritischer sind da schon die Batterien der Rover, von denen

  • Spirit die Columbia Hills erreichen soll: Dieses Gebirge (Abb.) erscheint schon aus der Ferne aufregender als die vulkanischen Brocken, denen der Rover bisher begegnet ist, und vielleicht läßt sich hier die Geschichte des Wassers im Gusev-Krater aufklären, die bislang weitgehend verborgen blieb.

  • Opportunity soll den Krater Endurance erreichen und dort und vielleicht noch an weiteren Stellen ähnliche und größere Aufschlüsse finden, wie sie im Lande-Krater Eagle zu sehen waren. Das Fahren in Meridiani Planum ist leicht: Einmal hat Opportunity bereits 100 Meter am Stück geschafft!

  • Außerdem sollen beide Rover weiter die Atmosphäre beobachten und wie sie sich im Laufe der Jahreszeiten verändert. Und sie sollen weitere Typen von Böden und Felsen aus der Nähe erfassen und so bei der Kalibration entsprechender Messungen von Orbitern helfen.
Mitte September wird der Funkkontakt zwischen den Rovern und der Erde einige Tage unterbrochen, wenn der Mars um den 13.9. in Konjunktion mit der Sonne steht. Melden sich die Rover danach freilich erneut, ist durchaus eine weitere Verlängerung ihrer Mission denkbar, über die die NASA aber neu befinden müßte. Die Bodenmannschaft ist schon jetzt reduziert worden (und größtenteils zu rein irdischem Tagesablauf zurückgekehrt), während man den Rovern per größerem Software-Update nun mehr Autonomie zugesteht: Sie können mutiger drauflos fahren und bestimmte Computerprobleme selbst lösen. Ein Ausfall unter den harten Marsbedingungen ist natürlich jeden Tag möglich - aber alles, was jetzt noch kommt, ist eh' ein Bonus. [10.4.2004]

[880] Links: ein NASA Release, Artikel von Houston Chronicle, Space.com und Rh. Post, ein Editorial von Fla. Today - und das Cornell Chronicle über Leben auf Marszeit sowie und ein längerer Artikel von Physics Today über Wasser auf dem Mars.

Spirit 90 Tage auf dem Mars! Mit dem Erreichen der Soll-Lebensdauer des ersten MER sind sämtliche Erfolgskriterien der Marsrover erfüllt: Status, AP, NetZeitung.

Spuren von Methan in der Marsatmosphäre

sind kurz nacheinander von drei Forschergruppen nachgewiesen worden, die mit mehreren optischen Teleskope auf der Erde bzw. dem ESA-Orbiter Mars Express jeweils charakteristische Spektrallinien sichteten: Schon letztes Jahr scheinen NASA-Forscher mit Gemini-Süd und Keck erfolgreich gewesen zu sein, im Januar und Februar gelang dem Mars Express bei 3.3 µm mit dem Planetary Fourier Spectrometer (PFS) die Bestätigung, und auch das CFHT sichtete inzwischen die entscheidende Linie. Die beiden ersten Arbeiten sprechen übereinstimmend von einem Anteil Methans an der Marsatmosphäre von 10.5 ppb (Teile pro Milliarde Teile): Nur durch Aufaddition vieler Spektren (beim PFS: fast 1700!) war das schwache Feature überhaupt deutlich geworden, an dessen Existenz noch bis vor kurzem gezweifelt wurde.

Nun stellt sich die Frage: Woher kommt das Methan, das in der sonnenbestrahlten Atmosphäre nur etwa 300 Jahre überleben kann? Die wahrscheinlichere Quelle dürfte anhaltende schwache vulkanische Aktivität des Mars sein, die bisher allen Orbitern entgangen ist (vgl. Artikel 695); die Alternative wären Stoffwechselprodukte von Bakterien. Die nächste Aufgabe ist nun, lokale Variationen des Methananteils der Atmosphäre aufzuspüren und mit bekannten geologischen Regionen zu korrelieren (der Olympus Mons z.B. war vor 100 Mio. Jahren noch aktiv): Vielleicht ergibt sich daraus ein Hinweis auf den Mechanismus hinter der überraschenden Methanfreisetzung eines Planeten, der sich schon wieder als ungeahnt komplex erweist. [3.4.2004]

[877] Links: ein ESA Press Release und Artikel von Science Now, AstroBiology, Planetary Soc., Sky & Tel., New Scientist, Nature Science Update, SF Gate, AFP, Space.com und Welt.

Erneute Wasserspuren in einem Stein im Krater Gusev (vgl. Artikel 865) hat Spirit entdeckt, diesmal in Mazatzal: MER Press Release, Astronomy, Discovery, Space Today, NetZeitung. Die große Fahrt in Richtung der Columbia Hills beginnt dieser Tage, und die reduzierte Mannschaft lebt wieder nach Erdzeit: ein JPL Release und Artikel von Space Today und Space.com.

Am 20. April wird der Mars Express sein Radar ausfahren und im vollen Betrieb sein: Status.

Ein Spiralmuster im Eis der Marspole könnte erklärt sein durch ein - von Wachstumsmustern von Schleimpilzen inspiriertes! - mathematisches Modell: ein U of A Press Release und Artikel von Astronomy, New Scientist, Space.com und BdW.

Der 12. Newsletter der deutschen Mars Society ist erschienen - mit 28 Seiten: PDF-File.

Wie es auf dem »Mars« in Utah wirklich zugeht, beschreibt ungeschönt ein Reporter, der zu einer Crew der simulierten Marsstation der Mars Society gehörte: LA Times Magazine.

Sedimentologen einig: Opportunity Ledge aus flüssigem Wasser abgelagert

Die Felsbank, neben der der Mars Exploration Rover nach seiner Landung in Meridiani Planum zu stehen gekommen ist, wurde nicht nur in der Frühzeit des Mars von Wasser durchsickert: Die Untersuchung der räumlichen Anordnung der Sedimente mit dem Microscopic Imager hat klare Indizien dafür geliefert, daß das Gestein auch aus einem - leicht bewegten - Gewässer heraus abgelagert wurde. Zusammen mit den chemischen Spuren spricht daher vieles dafür, daß es an der Landestelle vor langer Zeit einmal einen salzigen See gegeben hat. Doch viele Fragen zu Ausdehnung und Lebensdauer des Feuchtgebiets bleiben weiter offen, und selbst jetzt ist der Schluß keineswegs zwingend, daß der Mars insgesamt einmal wärmer und mit einer dichteren Atmosphäre ausgestattet war: Vielleicht passierte alles unter einem dicken Eispanzer.

Bereits eine Woche nach der ersten großen Pressekonferenz (siehe Artikel 863) waren sich die MER-Forscher ziemlich sicher gewesen, daß die Felsbank nur durch Sedimentation in einem Gewässer entstanden sein konnte, doch darüber sprechen wollte man noch nicht: Vielmehr wurden sechs unabhängige Experten mit den Daten konfrontiert, die sich zwei weitere Wochen lang damit auseinandersetzten. Am 23. März schließlich wurde erneut kurzfristig ins NASA-HQ geladen, und nach ein paar ebenso dramatischen wie nichtssagenden Statements des NASA-Chefs wurde die neue Evidenz auf den Tisch gelegt, vom MER-Chef Squyres ebenso wie Fachleuten für Sedimentbildung. Und führenden NASA-Managern für das Wissenschafts- und speziell das Marsprogramm: Schließlich habe sich dessen Strategie »Follow the water« nun als richtig erwiesen, und die kommenden Missionen erscheinen jetzt wichtiger denn je.

Schon vor drei Wochen genannte chemische Details werden nunmehr als einer von zwei Beweisen für die wässrige Herkunft der Opportunity Ledge angesehen: Insbesondere ist es dabei die Feststellung, daß es in der Felsbank geringe Mengen des Elements Brom gibt, wobei sich dessen Anteil aber von Ort zu Ort stark unterscheidet. Insbesondere schwankt seine Menge relativ zu der von Chlor um einen enormen Faktor von 10: So etwas ist auf der Erde sehr typisch für Gestein, das durch Verdampfung von Meerwasser entstanden ist, beweist diese Herkunft aber nicht. Vielmehr liegt der Schlüssel nach Ansicht der MER-Forscher wie der externen Experten gleichermaßen in der Orientierung der Sedimentschichten, die in der Opportunity zutage liegt: Die Mikroskopaufnahmen lassen nun keinen Zweifel mehr, daß hier etwas vorliegt, was Geologen Schrägschichtung bzw. »Cross-bedding« nennen.

Schon auf Pancam-Aufnahmen waren vage Hinweise auf Cross-bedding in Teilen der Ledge zu sehen gewesen, aber erst große Mosaike aus bis zu 152 Einzelaufnahmen mit dem Microscopic Imager (eine enorme technische Leistung) zeigten klar die typischen Formen: Statt waagerecht übereinander zu liegen sind die Schichten immer wieder »wie ein Lächeln« nach oben gezogen. Die dahinter steckende dreidimensionale Struktur sind nichts anderes als Rippelmarken, zu Stein gewordene Wellenmuster, die der Aufschluß von der Seite angeschnitten hat. Beispiele dafür findet man auf der Erde viele, z.B. in der Nähe des Colorado River - doch es genügt schon ein wesentlich kleineres Gewässer: Hauptsache, das Wasser hat sich bewegt (hier: mit 10 bis 50 cm/s), während die Sedimente entstanden. Schon Wellen in einem flachen, stehenden Tümpel (von mind. 5 cm Tiefe) können ausreichen, und das erklärt auch, weshalb die Entdeckung in Opportunitys kleinem Krater als solche nicht viel beweist.

So ziemlich alle wesentlichen Fragen können Opportunitys Messungen nämlich (jedenfalls bisher) nicht beantworten: Wieviel Wasser war im Spiel, wie ausgedehnt, wie tief war das Gewässer? Wie lange hat es existiert, wann war das und wie verbreitet waren solche Gewässer auf dem Mars? Und: War das Wasser überhaupt der freien Atmosphäre ausgesetzt (die dann dichter und wärmer als heute gewesen sein müßte)? Wir wissen so wenig über die Umstände, unter denen die Opportunity Ledge entstand, mußten die Forscher auf der PK eingestehen, daß es sogar denkbar ist, daß das flüssige Wasser nur unter einer Eisschicht bestand, während der restliche Mars genau so kalt und öde war wie heute. In dem Wasser sollten aber in jedem Fall recht lebensfreundliche Bedingungen geherrscht haben, und Meridiani Planum gilt deswegen bereits als jener Ort auf dem Mars, wo man sich nach derzeitigem Wissen die größte Hoffnung auf Fossilien machen kann - die leider viel kleiner sein würden, als daß die MER danach suchen könnten.

Der große Marsrover von 2009, der im Gegensatz zu den MER auch über jede Menge spezielle Biosensoren verfügen wird, dürfte wohl genau hierher geschickt werden - sofern nicht in den nächsten Jahren ein noch besserer Kandidat gefunden wird. Denn als nächstes ist erst einmal der 2005-er Mars Reconnaissance Orbiter dran, der den ganzen Planeten mit einer beispiellosen Auflösung kartieren soll: Womöglich stößt er in anderen Marsregionen auf noch einladendere Sedimente oder verdächtigere Chemie. Mit seinen 200 km Reichweite sollte der Rover dann sogar mehrere verschiedenartige Kandidaten ansteuern können. Auch für die erste Mars Sample Return Mission der NASA im nächsten Jahrzehnt ist Meridiani Planum schon zum führenden Kandidaten geworden: Lieber heute als morgen hätten die Forscher das Gestein gerne in tausenden irdischen Labors, die mit allen erdenklichen Methoden viele der Fragen angehen könnten, die die Spektren und Bilder Opportunitys aufgeworfen haben.

Eine der fundamentalen offenen Fragen wird der Rover während des Rests seiner Mission vielleicht noch beantworten können: Wie verbreitet ist das wässrig entstandene Gestein eigentlich? Es war ein unglaublicher Zufall, daß der Rover ausgerechnet in dem Mini-Krater zu stehen kam, wo es so praktisch aufgeschlossen ist: Als Opportunity am 22. März (im zweiten Anlauf) aus seinem Krater (jetzt Eagle genannt; Bild) herausfuhr, tat sich vor ihm eine endlose Wüste auf, ohne jedes offensichtliche Indiz für die spannende Geologie unter der Oberfläche. Nun geht die Fahrt schnurstracks zum nächstgelegenen größeren Krater Endeavour, wo bereits Bilder aus dem Orbit auf weitere helle Felsbänke hindeuten: Wenn der Rover so weit kommt (und man geht inzwischen davon aus, daß beide bis zum Sommer oder gar September durchhalten), dann wird er vielleicht vor viele Meter - statt Dezimeter - dicken Sedimentschichten stehen, die einen viel tieferen Blick in die Geschichte dieser Marsregion erlauben.

Es handelt sich um eine einst verschüttete und nun durch Erosion wieder freigelegte Landschaft, deren Topografie nur mit Vorsicht zu genießen ist: So fanden Orbiter hier keine Hinweise auf ein früheres Becken, doch die könnten längst zerstört sein. Noch unklar ist auch die Rolle des grauen Hämatits, der Meridiani Planum populär gemacht hatte: Zwar weiß man inzwischen, daß er hauptsächlich in den »Blaubeeren« steckt, den kleinen kugelförmigen Konkretionen, die in der Opportunity Ledge gewachsen sind, doch das kann auch in einigem zeitlichen Abstand nach der Bildung der Felsen selbst geschehen sein. Gerade einmal 50 Tage ist der Rover jetzt unterwegs, und schon gibt es eine fundamentale Entdeckung zu feiern. Die hat der andere MER Spirit noch nicht zu melden, und auch im Krater Bonneville gibt es nichts zu sehen: Nun wird in Richtung der fernen Columbia Hills gefahren, die interessanter aussehen. [25.3.2004]

[875] Quelle: NASA-Pressekonferenz vom 23.3.2004. Links: ein MER Press Release und Artikel von AstroBiology (früher), Astronomy, Spacefl. Now, Wired, LA Times, BBC, Houston Chr., SpaceRef, Fla. Today, Discovery, USA Today, Guardian, Space Today, BdW, NetZeitung und Rh. Post - und USA Today über die Leute hinter den Marsrovern.

Die "Blaubeeren" auf dem Mars bestehen aus Hämatit

Das haben Messungen von Opportunity endlich klarstellen können: Sky & Tel., New Scientist, Space.com.

Die ersten Mars Express-Resultate werden veröffentlicht, darunter der Nachweis großer Wassereismengen am Südpol: ESA Science News, BBC, AFP.

Phobos mitten vor der Sonne

hat Opportunity am 10. März zum ersten Mal erwischt, wenn auch nicht die perfekte ringförmige SoFi: Rohbilder.

Und Spirit hat den Krater Bonneville erreicht: ein MER Press Release und das allererste Panorama!

Ein Indiz für wässrige Chemie auch im Krater Gusev

hat Spirit Anfang März bei der Untersuchung des Innenlebens des seltsam geformten vulkanischen 60-cm-Steins »Humphrey« gefunden: Nachdem sich das RAT 2 mm tief hineingegraben hatte, sichtete die Mikroskopkamera helle Kristalle. Die haben sich vermutlich aus einer wässrigen Lösung gebildet, die bereits Teil der Lava war, aus der Humphrey wuchs - und die involvierte Wassermenge war wesentlich geringer als die, die einst Opportunity Ledge durchtränkte. Dort mißlang Opportunity jetzt eine RAT-Aktion - während Spirit bereits 250 m weit gekommen ist! [9.3.2004]

[865] Links: ein MER Press Release und Artikel von AstroBiology, LA Times, BBC, New Scientist, Scient. Am., Space Today, NetZeitung und BdW - außerdem eine (arg verspätete) MPG PM zu den Wasserspuren in der Opportunity Ledge und ein BBC-Artikel mit der Erwartung, daß die MER 240 Tage lang durchhalten werden.

War die Marsatmosphäre zu dünn für Beagle 2? Oder wurde der Lander schon beim Abwurf vom Mars Express beschädigt? Viele Fragen bleiben offen, und die Untersuchung geht weiter: BBC, New Scientist, Space Today, Rh. Post, NetZeitung.

Sonnenfinsternisse durch Deimos & Phobos

können die Mars Exploration Rover derzeit beobachten: Erst zog der kleine Deimos am 4. März für Opportunity vor der Sonnenscheibe her, dann verursachte der viel größere Phobos am 7. März für denselben Rover eine partielle SoFi. Für totale Sonnenfinsternisse sind beide Marsmonde zu klein, aber Phobos kann zumindestens für eindrucksvolle ringförmige SoFis sorgen - damit wird am 10. März gerechnet. Noch nie wurden Sonnenfinsternisse von der Marsoberfläche aus beobachtet; die schon ziemlich dunkle Penumbra von Phobos wurde dagegen schon von diversen Marsorbitern (insbesondere dem MGS) auf der Planetenoberfläche verfolgt. [9.3.2004]

[865] Links: ein JPL Release, die Pancam-Bilder des Deimos-Transits, eine kleine Animation und Artikel von Space.com und NetZeitung.

Die große "Kaninchenjagd" auf dem Mars, die sogar in der ZEIT Niederschlag fand, ist zuende - es handelte sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um ein Stückchen Airbag, das vom Wind durch Opportunitys Krater geweht wurde: MER Spotlight.

Die »Opportunity Ledge« wurde einst von Wasser durchtränkt

Ein erster fundamentaler Fund der Marsrover: Zwar ist immer noch nicht klar, wie die auffällige Felsbank in Opportunitys kleinem Krater entstanden ist, aber die intensive Untersuchung des Gesteins hat in den letzten zwei Wochen praktisch den Beweis erbracht, daß irgendwann einmal salziges Wasser in größerer Menge durch diese Sedimente sickerte. Die auffälligen Kügelchen, die in den Gesteinsschichten stecken (siehe Artikel 843 und 847), haben sich inzwischen als Konkretionen entpuppt: Sie wuchsen im Gestein, als im Wasser gelöste Substanzen an Kondensationskeimen ausgefällt wurden. Und diese »Blueberries« (so der Spitzname der Marsforscher) sind nur eines von vier Indizien für eine vorübergehende feuchte Epoche an dieser Stelle auf dem Mars.

Noch vielsagender sind nämlich platte Drusen, typischerweise 1 cm lange aber nur 1-2 mm breite Hohlräume, die kreuz und quer im Felsen El Capitan sitzen, in allen möglichen Winkeln (Bild): So etwas kennt man auch auf der Erde, und es zeigt an, daß dort einmal Kristalle im Gestein gewachsen sind, die danach wieder verschwanden. Das dritte Indiz ist der enorme Schwefelgehalt der Ledge: Als man mit dem RAT die Oberfläche abkratzte und das Mainzer APXS das unverwitterte Gestein messen konnte, schnellten die Meßwerte dramatisch nach oben. Der Felsen ist demnach voller Sulfatsalze und garantiert kein Basalt (wie Adirondack im Gusev-Krater). Die Sulfate bestätigte per IR-Spektroskopie auch Mini-TES, als es in das RAT-Loch schaute. Und Indiz Nr. 4 ist das Mineral Jarosit, das nur in flüssigem Wasser entsteht und vom ebenfalls aus Mainz stammenden Mössbauer-Spektrometer nachgewiesen wurde (das insgesamt vier Mineralien fand).

Bei den Salzen handelt es sich vermutlich um MgSO4, das in wasserfreier Form als Kieserit (und sonst als Epsom-Salz) bekannt ist. Auch Chloride finden sich in der Opportunity Ledge (und ein paar ppm Bromide): Sie besteht zu 40 Prozent aus Salzen! Und zu einer solchen Konzentration kommt es (jedenfalls auf der Erde) nur, wenn eine größere Menge Salzlösung verdampft ist: Sogar das chemische Muster im Gestein (die »evaporative Sequenz« von Chlor-, Schwefel- und Brom-Verbindungen) paßt dazu, denn verschiedene Salze fallen nacheinander aus. Alle Indizien identifizieren Meridiani Planum also einen Ort, wo sich einst Mineralien aus Wasser niederschlugen - damals könnte der Planet dort durchaus bewohnbar gewesen sein. Wie lange diese interessante Epoche andauerte und wann sie sich - in ferner Vergangenheit - ereignete, darüber sind noch keinerlei Aussagen möglich.

Und auch der geologische Kontext bleibt noch aufzuklären: Nach wie sind mehrere Entstehungsmechanismen für die Opportunity Ledge selbst denkbar, von Sedimentablagerungen in einem Gewässer bis zu angewehtem Sand. Vielleicht werden Detailuntersuchungen einer verdächtigen Stelle binnen einer Woche Klarheit schaffen, denn dort ist das Ablagerungsmuster besonders gut zu erkennen. Wenn sich der Verdacht auf »cross bedding« bestätigt, dann wäre das ein Indiz für Teilchen, die sich in einem fluiden Medium bewegten: Das wäre konsistent mit Wasser, aber es gäbe auch andere Erklärungen. Das salzige Wasser, das in der Ledge seine markanten chemischen Spuren hinterließ, kann jedenfalls auch erst lange nach der Entstehung der Ledge eingesickert sein, Grundwasser z.B. Eine vergleichbare Durchtränkung von Gestein ist auf dem heutigen Mars nirgends mehr denkbar - aber wie verbreitet war sie einst?

Einen generellen Schwefelreichtum der Marsoberfläche hatten schon die Viking-Orbiter erkannt, und der Verdacht auf Salze stand seither im Raum; weder der Mars Pathfinder noch Spirit haben aber welche gefunden. Beide MER werden sich im weiteren Missionsverlauf je einem größeren Krater zuwenden, um in die Tiefe zu blicken: Spirit sollte »Bonneville« Mitte des Monats erreichen, Opportunity in ca. 10 Tagen seinen Minikrater verlassen und dann innerhalb weniger Wochen mit 50-100 m/Tag (das Gelände ist ausgesprochen glatt) zum großen »Endurance« fahren. Und es zeichnet sich bereits die Rolle der nachfolgenden NASA-Missionen ab: So wird sich der 2005-er Mars Reconnaissance Orbiter an Opportunitys Landestelle die »ground truth« besorgen und die Verbreitung derartiger Formationen global untersuchen. Und Meridiani-artige Salze stehen ganz oben auf der Wunschliste für die erste Sample Return Mission im nächsten Jahrzehnt. [4.3.2004]

[863] Quelle: eine Pressekonferenz von Squyres & al. vom 2.3.2004, die zum ersten Mal im NASA-HQ in Washington, DC, anstatt am JPL abgehalten wurde, um die Bedeutung der Entdeckungen zu unterstreichen - entsprechend aufgeregt war schon im Vorfeld der PK spekuliert worden. Links: ein MER Press Release, Science@NASA und Artikel von Spacefl. Now, AstroBiology, Sky & Tel., Nature Sci. Update, Astronomy, LA Times, New Scientist, Houston Chronicle, Planetary Soc., UPI, Fla. Today, VOA, Space.com, Space Today, BdW, NetZeitung und Rh. Post.

H2O2: Der erste Katalysator in der Marsatmosphäre

ist mit dem Radioteleskop JCMT während der Super-Marsopposition 2003 entdeckt worden, als der Mars gleichzeitig der Sonne und der Erde nahekam. Die Existenz von Wasserstoffperoxid war schon lange vorhergesagt worden, denn dieses Molekül muß einfach entstehen, wenn Sonnenlicht auf die bekannten Ingredienzien der dünnen Marsatmosphäre fällt. Aber erst die idealen Bedingungen letzten Sommer haben den Nachweis ermöglicht: Noch nie war in der Atmosphäre eines anderen Planeten als der Erde ein chemischer Katalysator gesehen worden, der Reaktionen vorantreibt ohne dabei selbst zerstört zu werden. In der Erdatmosphäre spielen Katalysatoren bei allen wesentlichen chemischen Zyklen eine Rolle - und die Übertragung dieses Ansatzes auch auf die Marsatmosphäre hat sich als richtig erwiesen.

Auch die Marsrover beobachten die Marsatmosphäre - indem sie Sonnenuntergänge und das Verblassen der Sonnenscheibe beobachten: Die Atmosphäre ist doppelt so staubig wie zur Zeit des Pathfinder. Im März wird es erst recht spannend am Marshimmel, denn beide Rover (Spirit sollte in der 2. Märzwoche den Krater Bonneville erreicht haben und Opportunity aus dem Mini-Krater herausgefahren sein) werden in den Genuß von Sonnenfinsternissen durch Phobos und Deimos kommen. Eine Finsternis anderer Art erlebt derweil der Mars Express: Auf seiner raumfesten Bahn tritt er 150 Tage lang mehr oder weniger tief in den Schatten des Planeten ein, was umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen erforderte. [2.3.2004]

[858] Links: ein JACH Press Release zum Peroxid, ein MER Press Release und Artikel von Fla. Today und LA Times zu den Himmelsbeobachtungen der MER sowie von Space.com zu angeblich relevanten MER-Entdeckungen und ESA Releases zur Bahn des Mars Express und einem neuen HRSC-Bild.

Zwei »Grabungen« auf dem Mars

Beide Marsrover haben Mitte Februar ihre ersten Gräben ausgehoben, um dem Mars ein paar Zentimeter unter die Oberfläche zu schauen und die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens zu untersuchen. Opportunity hob mit einem seiner Räder eine 50 cm lange, 20 cm breite und bis zu 9 cm tiefe Grube aus (Abb. oben): Der Sand unter der Oberfläche ist viel feiner, und es sind wieder die bekannten Kügelchen eingelagert - allerdings irgendwie glattpoliert. Danach fuhr Opportunity an den Felsen El Capitan heran, der jetzt näher untersucht wird - seine Oberfläche ist außergewöhnlich (kleines Bild) und gibt zu angeregten Spekulationen Anlaß.

Spirit hob seinen Graben ein paar Tage später in der Vertiefung Laguna Hollow aus (Bild unten) und untersuchte ihn : Hier geht es vor allem um die Chemie und Physik, die dem Sand seine seltsame Klebrigkeit verleiht - spielen Salze, die auch schon bei geringer Feuchtigkeit entstehen können, eine Schlüsselrolle? Spirit rollt bereits wieder Richtung Krater Bonneville - über 125 Meter hat er schon zurückgelegt, fast die halbe Strecke zum Ziel. Und Felsen, die aus dem Krater flogen, scheinen bereits häufiger zu werden. [24.2.2004]

[850c] Links: tägliche Updates (ab Sol 33 bzw. Sol 11), sehr selten gewordene MER Press Releases vom 19. und 17. Februar, ein NASA Press Release zu 6.3 Mrd. Hits auf der MER-Webseite und Artikel von AP, Heise und ZEIT.

Ein seltsamer Stein und das erste "Trenching"

Während Opportunity schrittweise die große Felsbank entlang fährt und gerade für Wühlarbeiten gestoppt hat, ist Spirit bereits rund 60 Meter weit in Richtung des Kraters Bonneville vorgedrungen, von dem ihn noch 270 m trennen - die größte Fahrstrecke an einem Stück betrug 24.4 Meter. Jetzt hat der Rover während der grossen Fahrt zum ersten Mal gezielt innegehalten, um ein paar Dünen und v.a. den bisher ungewöhnlichsten Stein näher zu untersuchen, der den beiden MER bisher untergekommen ist: »Mimi« (oben), der zu einer Felsengruppe namens »Rock Council« gehört, erscheint außerordentlich blätterig. Das Vorankommen Spirits (unten) wurde davor nur einmal durch eine technische Panne unterbrochen, als die High Gain Antenna eingefroren war und eine vorgesehene Kommunikations-Session mit der Erde ausfiel.

Opportunity bewegt sich derweil weiter entlang des hellen Aufschlusses am Innenrand des Kraters, der »Opportunity Ledge« getauft wurde. In den kommenden Tagen wird auch das verschobene »Trenching«-Experiment nachgeholt, bei dem fünf der Räder festgehalten werden und sich das sechste ein wenig in den Boden eingräbt: Das soll am 16.2. geschehen, und am 17. wird das Loch ausgiebig untersucht. Zuvor hatte sich Opportunity geweigert, ein Kommando auszuführen, das den Robotarm betraf - und am JPL stellte man hernach fest, daß der Rover den Befehl ganz zu recht verweigert hatte, weil gegen ein Sicherheitsprotokoll verstoßen worden war. Opportunity trifft weiterhin auf zahlreiche sphärische Kügelchen, die aus der Ledge (Felsbank) herausgepurzelt sind und im Boden davor stecken (unten) - ihre Zusammensetzung und Entstehung sind immer noch unklar. [15.2.2004]

[847] Links: Status Reports, weitere Updates von Spacefl. Now, alle Rohbilder, verarbeitete Bilder von Spirit und Opportunity (nicht alle werden mehr von den selten gewordenen Press Releases aus gelinkt!), ein MER Press Release und Artikel von Space.com, BBC und Discovery.

Der Mars Express hat mit Spirit gesprochen

Dabei wurden Kommandos übermittelt und Daten empfangen - das erste "International Interplanetary Networking": NASA Press Release.

Neuer Streckenrekord für Spirit - der Rover ist 24.4 m am Stück weit gefahren: MER Press Release.

Die ESA hat Beagle 2 formell für tot erklärt

und eine Untersuchung der Pleite eingeleitet: ESA Press Release, Spacefl. Now, AFP, NetZeitung, Rh. Post.

Spirit ist nicht weitergekommen auf seiner langen Reise zum Krater Bonneville, weil der Motor der HGA eingefroren war: Spaceflight Now.

Ein HRSC-Bild der Caldera von Olympus Mons mit 12 m Auflösung in diversen Darstellungen: ESA Press Release.

Spirit auf großer Fahrt nach Anbohren von Adirondack, Opportunity am Aufschluß - und auf der Oberfläche geortet!

Einen Monat nach der Landung ist der erste Mars Exploration Rover nun auf großer Fahrt - und das teilweise autonom gesteuert: Als erstes fuhr er einfach über den Felsen Adirondack hinweg, den er zuvor eingehend untersucht, abgebürstet und angebohrt hatte, und legte erst 6 Meter (Abb.) und dann gleich 21 (!) zurück. Opportunity hat ebenfalls mehrere Fahrtschritte absolviert, erst zum zutageliegenden Grundgestein hin und dann vier Meter nach links. Die ersten Nahaufnahmen des Aufschlusses (der erste angesteuerte Stein wurde "Stone Mountain getauft") zeigen eine feine Schichtstruktur - und die kleinen kugeligen Körner, die Opportunity bereits auf dem Boden fand, sind darin eingebettet und fallen allmählich heraus, während das Gestein erodiert. Die Position des Landers auf der Marsoberfläche steht inzwischen auch fest, durch die Auswertung des Roverfunks zu Mars Odyssey und die Identifikation von Marken am Horizont - und der Mars Global Surveyor hat die Landeplattform als hellen Fleck im 22 Meter grossen Krater geortet.

Opportunity selbst hat wiederum seine Backshell und den Fallschirm am Horizont erspäht. In drei Schritten hatte Opportunity die rund 6 Meter zum Aufschluß zurückgelegt und dabei auf das zunächst geplante Ausheben eines Lochs mit einem Rad verzichtet. Bei der Anfahrt an das zutageliegende Grundgestein hatte der Rover eine Steigung von +13° zu bewältigen und war erst nicht so weit gekommen wie berechnet: Offenbar war der Boden rutschig, und ein dritter Fahrbefehl war nötig. Nach der Begutachtung des Bodens direkt vor dem Aufschluß mit dem Mikroskop und von Stone Mountain mit allen Instrumenten geht es nun den ganzen etwa 30 m langen Felsenstreifen entlang immer weiter nach links, mit zwischen drei und sieben Stopps für erneute Detailaufnahmen. Später sollen einzelne Felsen erneut angefahren werden, um sie mit den Instrumenten auf dem Robotarm zu untersuchen.

2.7 mm tief ist das Loch mit 4.6 cm Durchmesser, das das Rock Abrasion Tool von Spirit in dreistündiger Arbeit in Adirondack gebohrt hatte - das halbautonome Werkzeug, das selbst herausfindet, wo am meisten hervorsteht und es dann abschleift, arbeitete genau wie geplant. Anschließend wurde das frische Bohrloch auch noch mit einer Bürste gereinigt: Eine so staubfreie Stelle dürfte es auf der ganzen Marsoberfläche nicht geben! Die nähere Untersuchung bestätigte, daß es sich um Basalt handelt. Vor der Bohrung hatte das RAT bereits 5 Minuten lang den vermeintlich kaum eingestaubten Stein abgebürstet, ohne ihn selbst anzugreifen - und zur allgemeinen Überraschung kam wesentlich dunkleres Material zum Vorschein, das sogleich mit dem Mikroskop, MIMOS und APXS untersucht worden war. Der feine und elektrostatisch überall haftende Marsstaub ist wirklich überall, leistete aber der Bürste praktisch keinen meßbaren Widerstand.

Komplett überwunden sind die Computerprobleme Spirits: »Der Patient ist geheilt!« hieß es am 6. Februar, nachdem das Flash Memory komplett neu formattiert worden war. Zuvor waren noch viele der dort abgelegten wissenschaftlichen Daten und Bilder der ersten Wochen nach der Landung gerettet und zur Erde gefunkt worden. Eigentlich hatte der Bordcomputer am 21. Januar richtig reagiert, als sein RAM mit der Verwaltung der zu vielen alten Dateien im Flash nicht mehr zurecht kam: Ein automatischer Neustart hilft gegen die meisten Probleme mit der Software. Doch genau in diesem Fall nicht: Prompt fehlte wieder RAM, und so startete der Computer immer wieder neu, ohne dabei wirklich hochzufahren.

Die ersten hilflosen Rettungsversuche der Erde verschlimmerten die Situation sogar noch. Aber als man das Flash Memory dann beim Booten gezielt umging (wohlweislich hatte man einen solchen »cripple mode« für alle Fälle ins System eingebaut!), war Spirit rasch wieder unter Kontrolle gekommen. Das Problem konnte - nach drei düsteren Tagen - schließlich erkannt und durch das Löschen tausender Files und Formattieren des Flash systematisch behoben werden: Einfach war das bei der geringen Übertragungsrate vom und zum Mars allerdings nicht gewesen. [10.2.2004]

[843] Links: MER Press Releases vom 9., 6. und 5. Februar, ein MSSS Release zur Entdeckung von Opportunity durch den Mars Global Surveyor, ein APOD und Artikel von Spacefl. Now, BBC, LA Times, Fla. Today, Discovery, New Scientist, CSM, Nature Science Update, Space.com und Space Today. Zusätzliche Quelle: JPL-PK vom 6.2.

Erste Suche nach Beagle 2 durch den MGS erfolglos - allerdings wurde erst ein kleiner Teil der Lande/Absturz-Ellipse mit hoher Auflösung aufgenommen: ein Artikel der Planetary Society.

Ein paar neue Ergebnisse vom Mars Express tröpfeln auch herein: ESA Release. Mehr PFS-Daten: ESA.

Spirit hat ein Loch in Adirondack gebohrt

Und Opportunity steht schon kurz vor dem Aufschluss: Spaceflight Now, BBC, Space.com, Wash. Post, Rhein. Post.

Meridiani Planum von ganz nahem betrachtet

hat Opportunity mit seinem Microscopic Imager (MI): An der Stelle, wo der Marsrover nach der Abfahrt zufälligerweise zu stehen kam, gibt es vor allem feinen Sand (mit etwa 1/10 mm großen Partikeln) - und vereinzelte größere Körner von bis zu 3 mm; nur zwei besonders große sind auf dem ersten Bild zu erkennen. Kugeln sind die großen Körner nicht, eher abgeflachte Strukturen, manchmal durchlöchert, zuweilen auch zerbrochen. Solche Gestalten mögen am ehesten zu Spritzern geschmolzenen Gesteins passen, das nach einem Impakt durch die Atmosphäre flog und aerodynamisch verformt wurde. Nicht auszuschließen sind aber auch entsprechende Auswürfe eines Vulkans, während Transportprozesse in flüssigem Wasser wohl rundere Formen erzeugt haben sollten.

Als dann das Mössbauer-Spektrometer MIMOS auf dasselbe Marsbodenstück gerichtet wurde, maß es zum einen die bekannten Anzeichen basaltischen Materials, mit geringem Signal/Rausch-Verhältnis aber auch eine magnetische Komponente, deren genaue Natur zunächst unbekannt bleibt. Steckt sie in den großen Körnern und handelt es sich um Hämatit, der einen magnetischen Fingerabdurck haben sollte? Da die Meßöffnung von MIMOS nur 1.5 cm groß ist und die großen Körner rar sind, kann es sein, daß gar keines getroffen wurde: Ein weiteres MI-Bild könnte die Kontaktstelle zeigen und diese Frage klären. 14-stündige Messungen mit dem APXS fanden in der vergangenen Nacht statt, und in seine 38 mm große Öffnung sollte schon leichter ein großes Körnchen geraten. Die nächsten Schritte Opportunitys:

  • Als erstes wird ca. 3 m weite vorwärts in Richtung des Grundgesteins gefahren und abermals der Boden untersucht: Gibt es jetzt mehr der großen Körner? An dieser Stelle soll auch ein kleines Loch in den Boden gegraben werden, indem bis auf eines alle Räder festgehalten werden. Das ist zum einen wissenschaftlich interessant, und zum anderen lernen die »Fahrer« viel über das Verhalten der Räder und ihre Reibung auf dem Boden: wichtig, wenn später aus dem Krater herausgefahren werden soll.

  • Als nächstes geht es weitere 3 Meter bis kurz vor die rechten Ausläufer des zutageliegenden Grundgesteins. Zwar wird es wohl eine erste Untersuchung mit MI, MIMOS und APXS geben, aber zunächst ist eine systematische Kartierung geplant: Während sich Opportunity langsam entlang der Felsen nach links bewegt, von laut Mini-TES besonders hämatitarmen zu gehaltvollerem Material, werden sie mit hoher Auflösung von Pancam und Mini-TES aufgenommen; aberhunderte Millionen Megabits an Daten sollen dabei zustandekommen.

  • Aufgrund dieser Karte wird dann entschieden, wie weiter vorgegangen wird: Eingehendere Untersuchungen bestimmter Teile des langen Aufschlusses könnten ebenso reizen wie ein baldiges Verlassen des Kraters, denn draußen lockt vermutlich mehr Hämatit. So zeigen Messungen von Mini-TES die höchste Konzentration im Bodenmaterial oberhalb der hellen Felsen an, und diese Zone sollte sich außerhalb des Kraters fortsetzen. Während der Fahrt sollen auch immer wieder sollen MI-Aufnahmen des Bodens gemacht werden, die nur ein paar Minuten Zeit in Anspruch nehmen.
Auch Spirit steht eine große Fahrt bevor, aber erst einmal muß sein Computer wieder in einen absolut zuverlässigen Zustand versetzt werden: Trotz der Löschung tausender überflüssiger Dateien im Flash Memory gab es jüngst wieder einen Aussetzer, der die Arbeiten am Felsen Adirondack stoppte - der Robotarm steht immer noch genau da, wo er am Sol 21 war. Der Computer ist deswegen noch einmal im »cripple mode« unter Umgehung des Flash hochgefahren worden, und eine komplette Neuformatierung des Speichers (aus dem zuvor alle wesentlichen wissenschaftlichen Daten geborgen wurden) ist im Gange. Anschließend steht ein Reboot auf dem Programm, und dann soll das wissenschaftliche Programm endlich energisch weitergehen:
  • Als erstes wird Adirondack mit dem Rock Abrasion Tool (RAT) auf dem Robotarm abgebürstet und erneut mit dem MI und einem der Spektrometer untersucht - hat das Entfernen des Staubes etwas verändert?

  • Dann wird der Felsen mit dem RAT angebohrt und noch einmal mit den Instrumenten begutachtet: Es werden die ersten Messungen am Inneren eines Marssteins sein.

  • Und dann beginnt die »lange Traverse«, ohne Umschweife zum 250 m entfernten Krater »Bonneville«. Sie wird etliche Sols dauern und - so erwarten die Geologen - in ein immer dichteres Feld von Ejektabrocken führen, die es natürlich zu untersuchen gilt.
Falls es Spirit gelingt, den Rand des Kraters zu erklimmen und hineinzuschauen, dann wird es vielleicht - neben manch aufregenden geologischen Einblicken - auch auf der anderen Seite des Kraters den Hitzeschild des Landers und seine dunklen Schleifspuren zu sehen geben: Ein direktes Ziel stellen sie allerdings ebenso wenig dar wie die Backshell und der Fallschirm, die ganz woanders niedergingen. Wie lange die beiden Rover auf dem Mars durchhalten werden, läßt sich noch nicht genau prognostizieren, aber die vor dem Start genannten 90 Tage sind nur als minimale »Garantiezeit« zu verstehen: Jetzt heißt es schon ganz offiziell, daß man erwarte, daß mindestens einer der Rover 180 Tage lang arbeiten wird. [5.2.2004]

[840] Quelle: JPL-PK vom 4.2.2004. Links: ein MER Press Release und Artikel von BBC, Discovery, LA Times, AP, New Scientist und Rh. Post.

Zwei Rover arbeiten auf der Marsoberfläche

Das gab es noch nie in der Geschichte der Raumfahrt: Zwei Robot-Fahrzeuge sind jetzt gleichzeitig auf der Oberfläche eines anderen Planeten unterwegs - und, auch das ein Rekord, zum ersten Mal sind fünf Vehikel gleichzeitig in Sachen Mars im Einsatz, drei im Orbit (Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Express) und zwei auf der Oberfläche. Denn zum einen ist der zweite Mars Exploration Rover Opportunity nur sechs Tage nach der Landung in Meridiani Planum (oben das nunmehr komplett übertragene 360°-Mission Success Panorama der Pancam) von seiner Plattform gerollt, und andererseits ist Spirit schon wieder so gut unter Kontrolle, daß er seine wissenschaftliche Arbeit wieder aufgenommen konnte, während die Beseitigung des Computerproblems noch läuft.

Bereits am Morgen des 31. Januar hat Opportunity einen tadellosen »Egress« absolviert: Diesmal lag kein störender Airbag im Weg, stattdessen war zuvor ein Airbag auf der anderen Seite des Landers zusätzlich eingezogen worden, um die Rampe vor dem Rover auf den Boden abzusenken. Die Abfahrt war dann ein Kinderspiel, und nach 83 Sekunden war Opportunity drei Meter weit gerollt. Vom Erfolg kündeten rasch ein paar Signale und ab 12:03 MEZ auch einige Aufnahmen der hinteren Hazcam (Abb.) und der Pancam, die die verlassene Landeplattform (die jetzt »Columbia Memorial Station« heißt) und die ersten Reifenspuren zeigen. Der Robotarm (IDD) des Rovers ist bereits komplett getestet worden, und auch sonst gibt es keine Probleme: Die nicht abschaltbare Heizung eines Armgelenks stellt keine Gefahr dar.

Als erstes stehen nun Mikroskopaufnahmen des Bodens direkt vor Opportunity und seine Untersuchung mit MIMOS (es wird 24 Stunden lang integriert) und dann dem APXS auf dem Programm. Was dann passiert, steht noch nicht fest, aber es dürfte schon Ende der Woche in Richtung des Grundgesteins in 8 Metern Entfernung gehen, das systematisch untersucht werden soll (über die günstigste Reihenfolge der Kontakte wird schon emsig diskutiert). Eine wesentliche Entdeckung hat bereits das IR-Spektrometer Mini-TES gemacht: Es gibt Hämatit in dem 22 m großen und 3 m tiefen Krater, in dem Opportunity gelandet ist, und zwar im grobkörnigen grauen Sand des Bodens, nicht jedoch im feinkörnigen roten. Denn in den Abdrücken der Airbags - wo offensichtlich der grobe unter den feinen Sand gepresst wurde - fehlt die Hämatitsignatur.

In dem auffälligen zutageliegenden hellen Grundgestein gibt es laut den Messungen von Mini-TES ebenfalls keinen Hämatit und auch keinen Quarz oder Karbonate: Seine Zusammensetzung bleibt einstweilen rätselhaft. Die großen Hämatitvorkommen, die das TES-Instrument auf dem Mars Global Surveyor aus dem Orbit fand, dürften in einer Deckschicht über diesem Grundgestein sitzen, und die hämatithaltigen Körnchen des Bodens sind wohl Verwitterungsprodukte dieser Lage, die nach diesem Modell außerhalb des Kraters dominieren sollte. Noch ist vieles der geologischen Geschichte in dieser aufregenden Landschaft unklar, aber die Mini-TES-Spektren scheinen zumindest besser zu einer Entstehung des Hämatits in Wasser und bei niedrigen Temperaturen als zu einer der wenigen wasserfreien Möglichkeiten zu passen.

Bei Spirit ist unterdessen von »unglaublichem Fortschritt« bei der Behebung der Computerprobleme die Rede - weshalb auch parallel die wissenschaftlichen Arbeiten wieder aufgenommen werden konnten. Schon gibt es wieder Bilder: Sie zeigen z.B., daß Spirits IDD wie erwartet weiter auf Adirondack zeigt und MIMOS Kontakt mit dem Felsen hat (ein erstes MIMOS-Spektrum, das noch vor der Panne aufgenommen wurde, identifiziert den Stein als typischen vulkanischen Basalt, wie er auch auf der Erde zuhauf vorkommt). Als nächstes soll er mit dem Schleifgerät RAT angebohrt und dann mit dem Mikroskop und dem APXS untersucht werden - und dann heißt es: auf zum 250 m entfernten Krater (der inzwischen Bonneville getauft wurde), mit anfangs 15 Meter pro Tag und später, wenn mehr und mehr der autonomen Fahrfunktionen aktiviert sind, noch schneller. [2.2.2004]

[837] Quellen: JPL-PKs vom 30. und 31.1. und 2.2. Links: MER Press Releases vom 2. (früher) und 1. Februar und 31., 30., 29. und 28. Januar (früher) und Artikel von Spacefl. Now, Astronomy, BBC, CBS, New Scientist, AW&ST, Space.com, Space Today und NetZeitung.

Opportunity soll schon am 31.1. von der Plattform rollen

weil mit dem zweiten Mars Exploration Rover alles so hervorragend klappt, ist der Termin abermals vorverlegt worden: Space.com, Status Center.

Streit um die Mössbauer-Spektrometer auf den Marsrovern - wie aussagekräftig sind die Daten wirklich? BBC.

Spirit sendet schon wieder Fotos und könnte kommende Woche bereits wieder voll bei der Arbeit sein - und auch Opportunity ist bald abfahrbereit: Spacefl. Now, Rh. Post, NetZeitung.

Jede Menge Sedimentschichten auf scharfen Bildern Opportunitys - Zu viele alte Files in Spirits Speicher - Beagle 2 de facto aufgegeben

»Das wird die coolste geologische Exkursion in der Geschichte der Menschheit«, frohlockt der Chefwissenschaftler der Marsrover, Steve Squyres, und es werde »faszinierend jenseits aller Worte« sein, dem zutageliegenden Grundgestein näher zu rücken, von dem Opportunity nur 6 bis 8 Meter entfernt zum Stehen gekommen ist (siehe Artikel 830). Denn die ersten klaren Aufnahmen der Formation, die zum Innenrand eines ca. 20 m großen und etwa einen Meter tiefen Kraterchens gehört, in dessen Mitte der Rover steht, zeigen jede Menge Schichten, die dünnsten Lagen nur 1 cm dick - es sind für ihn die dramatischsten Bilder der Doppelmission überhaupt. Darüber gibt es klotzigere Lagen und mithin mindestens zwei Phasen der Ablagerungsgeschichte, dazu einige Überhänge.

Drei Deutungen dieser gar nicht so großen Formation, an die heranzufahren keinerlei Problem bereiten dürfte, sind möglich: Es kann sich um Lagen von Vulkanasche handeln, um Sedimente, die Wind abgelagert hat, oder solche, die Wasser herbeitransportierte (ein Transport durch Eis kann dagegen ausgeschlossen werden). Welche der Hypothesen zutrifft, sollte sich bereits durch Nahaufnahmen entscheiden lassen, denn die Textur unterscheidet sich je nach Entstehung deutlich. Aber wie auch immer: Dieser Felsen dürfte mehrere Milliarden Jahre alt sein (das ergibt sich aus der hohen Verkraterung der ganzen Gegend auf Orbiterbildern) und ein Fenster in die ferne Vergangenheit des Planeten öffnen, die mangels Plattentektonik viel leichter zu ergründen ist als auf der Erde.

Über die Erreichbarkeit von Grundgestein freuen sich die Geologen deshalb so unbandig, weil man an den anderen vier Landestellen (Viking 1+2, Pathfinder, Spirit) zwar viele Steine fand - aber keiner war dort, wo er ursprünglich war: Die Gusev-Steine z.B. haben wohl im Lauf der Äonen Impakte an anderen Stellen hergeschleudert. Oder fließendes Wasser trug sie einst aus fernen Gegenden heran. Bei Grundgestein kann man dagegen sicher sein, daß es wirklich dort entstand, wo man es findet, und die Schichtung liefert auch gleich die Historie mit. Deswegen ist auch der Plan, den Minikrater später zu verlassen und zu einem 150 m großen Krater in weniger als 1 km Entfernung zu fahren, den die Bilder der Abstiegskamera DIMES zeigen (auch denen übrigens auch der Schatten des Fallschirms zu sehen ist; Bild oben). Der Innenrand dieses Kraters scheint hell zu sein: Squyres vermutet dort sogar 30 bis 40 Meter hohe zutageliegende Schichtungen.

Weiterhin unklar ist, wie die Vorkommen von reichlich grauem Hämatit, die immerhin für die Auswahl des Landesplatzes maßgeblich verantwortlich waren, ins Gesamtbild passen - und es ist noch nicht einmal klar, wo sich das Hämatit-tragene Material eigentlich befindet. Der besonders dunkle »schokoladenbraune« Boden, auf dem Opportunity sitzt (mit nur 10 bis 15% Albedo), scheint laut den Orbitern für das Innere von Kratern typisch zu sein, während er außerhalb generell heller ist: Vielleicht wird man den Hämatit erst antreffen, wenn der Rover - nach vielleicht einen Monat langer Erkundung der geschichteten Felsen - den kleinen Krater verläßt. Die physikalischen Eigenschaften des Bodens rund um den Rover geben jedenfalls so manches Rätsel auf: Dort, wo die Airbags aufschlugen, hat er eine deutlich hellere Rotfärbung bekommen, was z.B. durch ein Zweikomponentenmodell erklärt werden könnten (größere, dunklere Partikel wurden in eine hellere Matrix gedrückt).

Opportunity selbst geht es ausgezeichnet; es werden lediglich 15 Watt mehr verbraucht als geplant, wohl weil ein Thermostat-gesteuerter Heizer der Schulter des Robotarms zu lange eingeschaltet bleibt. Die großen Aufgaben kommen aber gut voran: Die High Gain Antenna hat die Erde gefunden, und es wurden schon Daten übertragen, das Aufstehen des Rovers steht bald bevor, die Abfahrt kann diesmal einfach geradeaus erfolgen - und alle drei Instrumente auf dem Arm funktionieren, auch das Mössbauer-Spektrometer, das zuvor im Weltraum etwas Ärger machte. Probleme haben schon eher all jene Betreuer auf der Erde, die von Spirit zu Opportunity wechselten, deren Ortszeiten fast exakt 12 Stunden auseinander liegen. An ein Leben nach Spirit-Zeit konnten sie sich schnell gewöhnen (die etwas längeren Tage waren geradezu angenehm), doch jetzt fühlen sie einen gewaltigen Jetlag. Aber noch hält der doppelte Triumph alle bei Laune: So sind derzeit nicht weniger als 18 (!) Kameras auf der Marsoberfläche im Einsatz, und alle funktionieren tadellos.

Die Störung von Spirit ist bereits ganz gut verstanden und in groben Zügen auch schon in einem Simulator auf der Erde nachvollzogen worden: Es hatten sich offenbar schlicht mehr Dateien im - völlig intakten - Flash Memory angesammelt als die Software zum Datenmanagement verarbeiten konnte! Allein während der Cruise-Phase wurde eine Menge in den Speicher geschrieben (und nie gelöscht), und dann war Spirit sehr fleißig auf dem Mars: Eine derartige Datenmenge kam selbst beim mit 9 Tagen längsten kompletten Bodentest nicht annähernd zusammen. Der Speicher selbst ist groß genug: Es lag allein am Zugriff. Praktisch alle Hardware-Einflüsse konnten inzwischen sicher ausgeschlossen werden, und das Löschen der Cruise-Files wie auch das Auslesen des Flash Memory laufen.

Schon recht bald könnte Spirit wieder arbeiten, und da ansonsten alles mit dem Rover besser klappte als erwartet, wird ihm bereits eine Gesamtlebensdauer von viel mehr als 90 Tagen gegeben! Unterdessen sind weitere intensive Kommunikationsversuche mit Beagle 2 ergebnislos geblieben - man hatte zuvor eine zweiwöchige Funkstille eingehalten, so daß der Lander, falls noch intakt aber gestört, in einen automatischen Notmodus hätte wechseln müssen. Jetzt wird es noch einen allerletzten Versuch geben: Über Mars Odyssey oder auch den Mars Express sollen Kommandos an den Lander geschickt werden, um seinen Bordrechner neu zu starten. Aber Hoffnung gibt es praktisch keine mehr, dafür um so mehr Statements, man müsse es gleich noch mal mit einem Nachbau des Billiglanders versuchen ... [28.1.2004]

[832] Quellen: Pressekonferenzen vom 25. (abends MEZ), 26. und 27. Januar via Telefon. Links: MER Press Releases mit gelinkten Bildern vom 27., 26. und 25. Januar und Artikel von BBC, Spaceflight Now, LA Times, Space.com, Space Today, Rhein. Post und NetZeitung zu Opportunitys ersten Tagen und Spirits Rettung, ein PPARC Press Release und Artikel von BBC, AP, Space Today und NetZeitung zu Beagles nahem Ende und Pressemitteilungen des DLR und der Uni Köln zu weiteren Bildern der HRSC und dem MaRS-Experiment auf dem Mars Express.

Hügel nahe Spirit zu Ehren von Apollo 1 benannt - sie erinnern nun an die Astronauten, die beim Unfall 1967 ums Leben kamen: MER Press Release, Space.com.

Willkommen in der bizarrsten aller Marslandschaften!

Bilderschwall aus Meridiani Planum vier Stunden nach Opportunitys perfekter Landung: zum ersten Mal zutageliegendes Grundgestein in Reichweite / Eine erste Arbeitshypothese für Spirits Problem: Flash Memory macht Ärger, kann umgangen werden / In drei Wochen zwei Rover auf dem Mars unterwegs?

Um 10:12 MEZ, 4 Stunden und 7 Minuten nach der Landung (Earth Receive Time) am 25. Januar 2004 war es so weit: Seit einigen Minuten schon überspielte der Orbiter Mars Odyssey die insgesamt 22.5 Megabit Daten zur Erde, die er eine halbe Stunde vorher über die UHF-Antenne von Opportunity empfangen hatte. Man wußte bereits, daß der zweite Mars Exploration Rover mit 5° Neigung in der Meridiani-Ebene saß, daß er seine Solarzellen entfaltet hatte und der Energiezustand bestens war. Und jetzt kamen sie, fast 20 Minuten lang ein Bild nach dem anderen, manchmal auch gleich fünf aufeinmal: winzige »Thumbnails« zuerst, dann Bilder der Hazcams, und um 10:15 MEZ ein ganzer Schwall von Aufnahmen der Navcam auf dem noch nicht ausgefahrenen Mast.

Binnen Minuten baute sich nun aus den Navcam-Bildern ein Horizontpanorama in Polarprojektion auf, und ab 10:19 MEZ trafen überdies eine Reihe »Postkarten« der hochauflösenden Pancam ein, die eine völlig bizarre und dunkle Landschaft zeigten: keine auffälligen Steine, dafür mysteriöse Rillen im Boden. Chefwissenschaftler Steve Squyres ist schlicht überwältigt und hat keine Ahnung was das alles bedeuten soll. Und er kann es kaum erwarten, in dieser selbst für Marsverhältnisse exotischen Landschaft (die wegen ihrer bekannten Dunkelheit, es gibt nur sehr wenig Staub, im Vorfeld mitunter als »Martian Mordor« bezeichnet wurde) herumzufahren: Das Terrain erscheint bereits jetzt als ausgesprochen sicher für einen Rover. Zwei Rover (Artikel 102) zu ganz unterschiedlichen MER-Landestellen (Artikel 642) zu schicken, war eine gute Idee.

»I'm astonished, I'm blown away«: Viel mehr konnte Squyres auch auf der nächsten PK um 11:00 MEZ nicht zu dieser »bizarre, alien landscape« sagen - er habe immer noch keine Ahnung, was wir da eigentlich sehen. Bis auf eines: Die hellen Felsen am Horizont sind zutageliegendes Grundgestein, das erste, dessen je ein Lander gewahr wurde! Es erscheint im ihm »sort of slabby« und kann ebenso vulkanisch wie sedimentär sein. Der Boden rund um Opportunity wiederum ist »strange-looking stuff«, der sich vom Gusev-Boden erheblich unterscheidet und »sort of pebbly« aussieht: Es könnte sich um kompaktes, feinkörniges Pulver handeln. Reichlich Arbeit also für die Instrumente auf der Instrument Deployment Device des Rovers, und Mini-TES wird zeigen, wo die Hämatit-reichsten Stellen sind. Denn darum geht es: Grauer Hämatit entsteht in fast allen bekannten Szenarien in Anwesenheit von Wasser.

Die Landschaft insgesamt ist sehr flach, aber mit Topographie auf lokaler Skala. Möglicherweise ist Opportunity in einem flachen Krater gelandet. Auf jeden Fall ist die Gegend eminent befahrbar, und das zutageliegende Grundgestein sollte gut erreichbar sein. Technische Probleme mit dem Rover sind überhaupt keine bekannt; etwa an Sol 4 soll er »aufstehen« und in ein bis zwei Wochen losfahren. Opportunity landete zwar auf einem der drei Seitenpanele, hat sich aber problemlos aufgerichtet (das war zum ersten Mal nötig, da Pathfinder wie Spirit zufällig aufrecht gelandet waren). Auch das Ausklappen der Solarzellen ging gut vonstatten, die Stromversorgung ist exzellent - und die Temperatur im Inneren von Opportunity ebenso: In der Elektronikbox waren 32°C erwartet worden - und gemessen wurden ... 32°C!

Einige Stunden zuvor waren auch Entry, Descent & Landing genau so nach Fahrplan verlaufen wie bei Spirit drei Wochen früher (siehe Artikel 813) - und im Gegensatz zu gedämpften Erwartungen wegen der größeren Distanz Erde - Mars (die Einweg-Signallaufzeit ist von 9½ auf 11 Minuten gestiegen) waren diesmal sogar noch klarere Signale während der gesamten EDL-Phase zu empfangen. Die diesmal sogar noch vor dem Aufsetzen mit einem Jubelausbruch nach dem anderen begrüßt wurden. 6:02 MEZ: Maximale Abbremsung in der Atmosphäre. 6:04: Fallschirm draußen, Hitzeschild abgeworfen. 6:05:20: Radar sieht den Boden, Bremsraketen feuern. 6:05:40 MEZ: Ein Signal von der Marsoberfläche!

Und diesmal reißt die Funkverbindung nicht unmittelbar nach dem Aufsetzen ab: Stattdessen empfangen beide Bodenstationen des Deep Space Network in Australien und Kalifornien ohne Unterbrechung ein starkes Signal. »We are on Mars, everybody!« ruft jemand, und nach der Ansage »The Signal continues to be very high« um 6:07:30 bricht wieder Jubel aus, der gar nicht mehr enden will. Um 6:22:20 machen die Tonsignale klar, daß keinerlei Fehlfunktionen aufgetreten sind, und man weiß bereits, daß das Aufsetzen auf der Oberfläche mit nur 2 bis 3 g außerordentlich sanft geraten ist. Zur allgemeinen Überraschung schwankt die Signalstärke aber auch um 6:24 noch periodisch, was man zunächst anhaltendem Herumrollen auf der sehr flachen Meridianii-Ebene zugeschrieben hatte.

Doch um 6:33 weiß EDL-Manager Rob Manning, daß die Ursache eine ganz andere ist: Opportunity liegt längst ruhig auf der Marsoberfläche - aber auf der Seite, so daß die sendende Antenne gleichzeitig zur Erde und auf den Boden weist, wo die Wellen reflektiert werden. Die Signale erreichen die Erde auf zwei Wegen gleichzeitig und interferieren, mal positiv, mal negativ, und weil die Erde von Meridianii aus gesehen allmählich untergeht, ändert sich die Distanz ständig, was die Signalstärke periodisch schwanken läßt. Auf einer jubilanten PK eine Stunde später wird auch schon bekannt, daß die Landung die Mitte der74 x 5 km großen Zielellipse um ca. 24 km verfehlt hat aber natürlich noch mitten in der Hämatit-reichen Zone sitzt. Und daß es diesmal weniger Seitenwind gab, so daß die kleinen Korrekturdüsen nicht ansprangen.

Der Gesundheitszustand von Spirit (das Bild zeigt den Lander, rechts scharfgerechnet, am 19.1., vom MGS aus gesehen!) war derweil am 24. Januar vom JPL »von kritisch auf ernst« heraufgestuft worden: Der Rover hat eine stabile Stromversorgung, gute Temperaturen - und hört er auf Kommandos von der Erde! Genug Informationen über seinen Gesundheitszustand konnten bereits zur Erde geholt werden, um den Fehler einzugrenzen, der ihn am 21.1. schlagartig außer Gefecht gesetzt hatte: Schuld sind demnach das Flash Memory des Rovers, die assoziierte Elektronik oder die Software, um Daten in diesen nichtflüchtigen Speicher (ähnlich dem einer Digitalkamera) zu schreiben. Um mit Spirit zu arbeiten, ist bereits ein so genannter »cripple mode« entwickelt worden, der das Flash Memory umgeht.

Jeder Mars Exploration Rover besitzt drei Arten von Speichern, ein flüchtiges RAM (das nachts alles vergißt), das Flash Memory (mit insgesamt 256 Megabyte Kapazität) und ein mühsam zu benutzendes EEPROM. Ohne das Flash Memory muß Spirit jeden Marsmorgen neu von der Erde aus im cripple mode hochgefahren werden: Wenn man das zuverlässig im Griff hat, soll als nächstes versucht werden, den Inhalt des Flash Memory auszulesen. Denn darin verbergen sich vielleicht Hinweise auf den »root cause« des ganzen Ärgers, den immer noch mysteriösen Auslöser der Störung, die sich während einer nie beendeten Drehung eines Spiegels auf dem Mast des Rovers ereignete. Eine Hardware-Ursache ist ebenso denkbar wie ein tief versteckter Softwarebug: Nur im letzteren Fall könnten die Auswirkungen auf Opportunity gravierend sein.

Die nächste Phase wäre dann die Wiederinbetriebnahme des Rovers, mit oder ohne Flash Memory: Auch ohne diesen Speicher ist eine wissenschaftliche Mission möglich, es müßten nur immer alle Daten noch am selben Sol zur Erde gesendet werden, und nächtliche Arbeit wäre stark eingeschränkt. In grob geschätzt drei Wochen könnte Spirit aber wieder im Gusev-Krater herumfahren - und die Gesamtausbeute braucht nicht einmal geringer zu sein als einst geplant. Denn die drei Monate Lebensdauer, die man jedem MER vor dem Start gegeben hat, sind - das wird inzwischen immer lauter ausgeprochen - wirklich nur als Untergrenze zu verstehen: Das Roverteam ist inzwischen sehr zuversichtlich, daß die MER auch Monate länge durchhalten können sollten, vielleicht gar doppelt so lange wie bisher geplant! [25.1.2004]

[830] Quelle: Pressekonferenzen und Live-Events am JPL vom 23.-25.1., via NASA Select TV per Telefon (001-321-867-1260) plus teilweise via CNN-I. Links: erste verarbeitete Bilder und alle Rohbilder von Opportunity, MER Press Releases vom 25. Jan. (früher), 24. Jan. und 23. Jan. (früher), laufende Updates und erste Artikel von Spaceflight Now (früher), BBC, Fla. Today, AFP, Space Today (früher), NetZeitung und Rh. Post zur Landung von Opportunity und von Spaceflight Now, Fla. Today, LA Times, Space Today und NetZeitung zum Status von Spirit. Außerdem PDSR zur Bedeutung des Hämatits und Pressemitteilungen der Uni und des MPI für Chemie Mainz zu den deutschen Analysegeräten auf den Rovern.

Schwere Störung auf Spirit (aber er spricht wieder) - Noch mehr Ergebnisse vom Mars Express - Opportunity vor der Landung

Während die ESA am 23. Januar weitere frühe Resultate ihres Orbiters Mars Express präsentiert hat (hier Bilder der Südpolkappe von OMEGA im CO2-, H2O- und sichtbaren Licht), kämpft die NASA um ihren ersten Marsrover Spirit: Seit dem 21.1. hatte er lange keine Daten mehr geschickt, sondern nur noch vage Lebenszeichen, und erst am 23.1. kamen wieder ein paar Informationen mit 10 Bit/Sekunde. Das mag helfen, den Gesundheitszustand Spirits zu verstehen: Er scheint - ohne jede Vorwarnung - in einen tiefen Safe Mode gerutscht zu sein, ähnlich wie ein abgestürzter Computer. Und das zu einem denkbar ungünstigen Zeitpunkt, denn am Morgen des 25.1. um 6:05 MEZ wird auch der zweite Rover den Mars erreichen, und eigentlich wollten sich alle in diesen Tagen ganz auf Opportunity konzentrieren ... [23.1.2004]

[827] Links: laufende Updates, Press Releases vom 23., 22. and 21. Januar und Artikel von Spaceflight Now (früher und noch früher), Sky & Tel., Nature Science Update, Fla. Today, BBC, Space.com, Space Today, Rh. Post und NetZeitung zur Spirit-Krise, ESA, BMBF und TU Berlin Press Releases und BBC, AFP, Space.com, Rh. Post und NetZeitung zum Mars Express und letzten Versuchen, Beagle 2 zu finden, und Science@NASA, BBC, USA Today, CSM und NetZeitung zur Landung von Opportunity.

Bilder vom Mars Express, Chemiedaten von Spirit: Mars jetzt fest in deutscher Hand

Nahezu auf der endgültigen Umlaufbahn angekommen, hat der Mars Express sechs seiner sieben Instrumente eingeschaltet und die ersten Daten gewonnen - lediglich das Tiefenradar ist erst im April an der Reihe. Am 19. Januar wurde das erste Bild der deutschen Kamera HRSC veröffentlicht, das am 14.1. aus 275 km Höhe entstanden war und einen 65 km breiten Streifen aus den Valles Marineris zeigt (der im Original 1700 km lang ist): nicht nur als einfaches Bild von oben (Abb.), sondern auch als 3D-Modell, denn die Kamera scannt den Boden nicht nur unter sich, sondern auch etwas vor und hinter dem Nadir, und liefert - nach entsprechender photogrammetrischer Auswertung - die Höheninformation gleich mit.

Ein derartiges Instrument gibt es zum ersten Mal im Marsorbit, und dazu mit einer Auflösung von 12 Metern pro Pixel: Die (Mono-)Kameras der Viking-Orbiter schafften nur typischerweise 100 Meter. Und die Kamera des Mars Global Surveyor kann ihre maximale Auflösung von 2 Metern (die die HRSC mit einem Spezialkanal auch schafft) nur sehr lokal ausspielen. Am 23. werden weitere Bilder und erste Ergebnisse der anderen Instrumente vorgestellt, und Ende des Monats sollten auch alle Bahnmanöver abgeschlossen sein. Nach einer letzten Zündung des Haupttriebwerks am 11.1. ist es jetzt endgültig abgeschaltet und isoliert worden, und kleine Düsen sorgen nun bis zum 26.1. mit sieben Zündungen für die gewünschte Umlaufszeit von 7.6 Stunden (noch sind es 10 Stunden).

Unterdessen hat der Marsrover Spirit Kontakt mit seinem ersten Felsen genommen: Nach einer 40°-Drehung fuhr er 1.9 Meter zu »Adirondack«, benannt nach einem Gebirge im Norden des Staates New York mit rund 2000 Gipfeln, dem Südostausläufer des kanadischen Schilds. Dieser Felsen schien weniger verstaubt als der näher liegende Sashimi: Mit den beiden deutschen Spektrometern (der Universität bzw. des MPI für Chemie in Mainz) und dem Microscopic Imager werden seit dem 20.1. Chemie und Struktur des Steins ausgiebig untersucht. Die Instrumente hatten zuvor den Marsboden direkt vor dem Rover untersucht und etliche chemische Elemente bzw. Eisentypen nachweisen können - und überraschend Spuren des vergänglichen Minerals Olivin gefunden. [20.1.2004]

[825] Links: ein ESA Press Release, ein Status Report und Artikel von BBC, Space Today, NetZeitung und Rh. Post zum Mars Express und MER Press Releases (mit gelinkten Bildergalerien) vom 20., 19., 16. und 15. Januar zu Spirits ersten Abenteuern auf der Marsoberfläche und vom 16. Januar sowie eine PM der Uni Bonn zum Zielanflug Opportunitys, plus Artikel von Spaceflight Now und Space.com.

Die ersten drei Meter: Spirit ist auf die Marsoberfläche gerollt!

Spirit steht seit dem Morgen des 15. Januar auf dem Marsboden - und die grobe Fahrtroute während der erhofften mindestens drei Monate Rundfahrt steht auch schon fest: Erst geht es zu einem nahen kleinen Einschlagskrater und dann wohl in Richtung eines 3 km entfernten kleinen Gebirges. Bedrohliche technische Pannen sind seit der Landung keine aufgetreten: So bewegt sich die High-Gain-Antenne längst völlig frei (es hatte wohl nach der Landung ein Sandkorn im Getriebe gesteckt). Lediglich die Richtung der Abfahrt (»Egress«) des Rovers mußte schließlich um 115° im Uhrzeigersinn geändert werden, weil bei Geradeausfahrt ein Airbag im Weg gelegen hätte. Dessen Einzugsmechanismus wollte nicht richtig, und obwohl Spirit den alten Sack wahrscheinlich einfach überrollt haben könnte, wollte man die große Fahrt nicht gleich mit einem derartigen Offroad-Abenteuer beginnen.

So fand die erste »Fahrt« - am 13. Januar - noch auf der Landeplattform selbst statt: Die letzte Kabelverbindung zwischen Lander und Rover wurde gekappt (mit der 125. und 126. pyrotechnischen Vorrichtung), Spirit setzte um 25 cm zurück, wobei schon alle Fahrwerkssysteme getestet wurden, und drehte sich die ersten 45° nach rechts. Am nächsten Tag folgten dann weitere Rotationsschritte um 50° und 20°, und wieder einen Tag später (am Vormittag des 15.1. MEZ) hieß es schließlich, nach eingehendem Check aller Systeme: Abfahrt! Um 9:21 MEZ ging das Kommando an den Rover. Jetzt hieß es warten, bis Spirit auf seiner neuen Position wieder die Sonne gefunden und die HGA ausgerichtet hatte, um den Erfolg melden zu können - um 10:54 stand die Verbindung wieder. Und Minuten später kam auch schon das erste Bild, das die Landeplattform von außen zeigte!

Die erste Fahrtstrecke - mit 3 cm/sec - war auf nur 3 Meter beschränkt, genau geradeaus, und sie galt als eine der gefährlichsten überhaupt: Die Landeplattform ist gewissermaßen das größte Hindernis, mit dem sich der Rover freiwillig auseinandersetzen muß, denn die Abfahrt erforderte einen 10 bis 12 cm tiefen Sprung hinunter. Jetzt sind seine hinteren Räder etwa einen Meter von der Plattform entfernt. Und die kleine Fahrt sollte auch erst einmal beweisen, daß der Rover genau dorthin fährt, wo es sich die »Fahrer« am JPL vorstellen. »Ein gemeinsam erlebtes Abenteuer ohne Beispiel in der Geschichte der Raumfahrt« (so ein Spiritforscher auf einer PK) hat nun begonnen, und schon bald werden sich die Instrumente auf Spirits Robotarm einzelnen Steinen wie interessanten Bereichen des Bodens des Kraters Gusev zuwenden können: eine Mikroskop-Kamera und zwei chemische Analysatoren, die beide aus Mainz stammen. Aber auch Pancam-Stereobilder der eigenen Reifenspuren versprechen Erkenntnisse über die Beschaffenheit des Bodens.

Der Landeort steht inzwischen auf 30 Meter(!) genau fest, was die Planung der Fahrt aufgrund von Bildern aus dem Orbit ermöglicht: Anhand von präzisen Messungen des Radiosignals von Spirit durch Orbiter konnte - gewissermaßen in Umkehrung des GPS-Prinzips - eine außerordentlich präzise Ortsbestimmung durchgeführt werden (die bereits die Genauigkeit existierender Marskarten übertrifft). Gleichzeitig wurden eine Reihe markante Hügel am Horizont auf den Pancam-Bildern mit Orbiteraufnahmen verglichen, was eine Lokalisierung relativ zu interessanten Objekten ermöglicht: Am auffälligsten ist 260 Meter südwestlich des Landers ein 200 Meter großer Einschlagskrater. Und der - es ist er einzige erreichbare überhaupt - soll nun das erste große Ziel der Reise sein!

Das erklärte wissenschaftliche Ziel von Spirit ist es, Belege für einen ehemaligen See zu finden, der nach Orbiterbildern den Krater Gusev ausgefüllt zu haben scheint: Dazu begibt man sich am besten zu einem Loch, um in die Tiefe und damit die Vergangenheit schauen zu können. Der 200-m-Krater, der mehrere Dutzend Meter tief sein dürfte, ist daher extrem attraktiv, und Spirit wird sich ihm in den kommenden Tagen und Wochen vorsichtig nähern, natürlich nicht ohne unterwegs interessante Steine und Bodenareale zu untersuchen. Mit Annäherung an den Krater dürfte die Felsigkeit der Landschaft zunehmen, sobald Spirit das Auswurfmaterial (»ejecta blanket«) erreicht hat: Bereits dieses Gestein näher in Augenschein zu nehmen, dürfte entscheidende Messungen erlauben.

Wie es dann weitergeht, hängt stark vom »Straßenzustand« ab: Wenn das Gelände passierbar ist, wäre es natürlich toll, auf den vielleicht 5 Meter hohen Kraterrand hinaufzufahren und in den Krater hineinzublicken, doch das ist nicht entscheidend. Stattdessen könnte sich der Rover auch gleich in Richtung der »östlichen Hügel« aufmachen, die zehnmal weiter entfernt liegen (und demnächst einen klangvolleren Namen bekommen sollen). Ob Spirit sie je wird erreichen können, ist nicht klar: Die Mindestanforderung an den Rover war eine Fahrtstrecke von 600 Metern, während die bis zu 100 Meter hohen Hügel fünfmal so weit entfernt sind. Auf jeden Fall werden die Hügel für Pancam und Mini-TES immer klarer sichtbar, je näher ihnen Spirit rückt - und der Rover sollte auch schon in einiger Distanz vor ihnen auf Material stoßen, das diverse Transportprozesse von ihnen herunter trugen.

Bis zum 13. Januar waren endlich das vollständige »Mission Success Panorama« von Pancam wie auch ein kompletter Rundblick mit Mini-TES zur Erde übertragen: Solch vollständige Erfassungen der Roverumgebung wird es während der Fahrt nur noch selten geben. Weiter Rätsel gibt die verblüffend schlammartige oberste Bodenschicht auf (vgl. Artikel 815): An einer Stelle hat sie ein Airbag beim Einziehen geradezu ziehharmonikaartig zusammengestaucht (»magic carpet«). Einerseits ist sie also plastisch verformbar, doch die scharfen Pancam-Augen (1 mm/Pixel an dieser Stelle!) zeigen auch eine klumpige Struktur, was gegen Schlamm spricht. Die Felsen in der Nähe des Landers scheinen in mindestens zwei Klassen zu zerfallen, die allerdings - für Pancams Filter - dasselbe generelle Spektrum haben und lediglich unterschiedlich hell sind.

Die Landschaft insgesamt ist flach in einigen Richtungen, wellig (»rolling«) in anderen: Eine ursprüngliche Oberfläche ist das nicht (und damit sicherlich auch kein leidlich frisches Bett eines ehemaligen Sees): Vermutlich haben zahlreiche Impakte im Laufe von Äonen und/oder diverse andere Prozesse die Landschaft verändert. Die ersten IR-Spektren von Mini-TES haben die Anwesenheit von Karbonaten im Boden gezeigt (die aus dem Orbit kaum zu finden waren; siehe Artikel 733) - aber es ist noch unklar, ob sie durch Wasser aus dem Boden oder Feuchtigkeit aus der Atmosphäre entstanden sind, das mit dem CO2 der Atmosphäre zusammen diese Mineralien erzeugte. Und man weiß auch (noch!) nicht, wieviel des Karbonats aus dem Krater Gusev selbst stammt und wieviel in angewehtem Staub steckt.

Steine bedecken hier nur 3 Prozent der Oberfläche: Das ist viel weniger als an den Viking-Landestellen und bei Pathfinder (je etwa 20%), und kaum ein Felsen ist größer als 20 cm. Insgesamt ist die Oberfläche des Landegebiets etwas dunkler als erwartet ausgefallen, und wegen des Staubsturms im Dezember schwebt noch etwas Staub in der Atmosphäre (die - außer während Staubstürmen über den Vikings - noch nie ein Lander so staubig sah): Die Maximaltemperatur liegt derzeit bei -10°C um 2 Uhr Nachmittags, das Minimum bei -75°C um 6 Uhr Morgens Marszeit. Mit anbrechendem Herbst sollte es aber deutlich kühler werden, und die leichte Überhitzung des warm »angezogenen« Rovers wird bald der Vergangenheit angehören - dann kann auch auf die derzeitigen nachmittäglichen Ruhepausen verzichtet werden.

Am 16. Januar bzw. Sol 13 ergibt sich die seltene Gelegenheit für Parallelbeobachtungen von Spirit und Mars Express, der dessen marsnächster Bahnpunkt dann just 300 km über der Landestelle liegt - das kommt nur sehr selten vor. Drei Instrumente des ESA-Orbiters werden dabei nach unten schauen, die Kamera HRSC (mit 10 m/Pixel), das IR-Spektrometer OMEGA und das Spektrometer PFS, während Pancam und Mini-TES gleichzeitig Sonne, Himmel und Boden aufnehmen. Vom Vergleich der Messungen von ober- und unterhalb der Atmosphäre verspricht man sich eine Fülle von Erkenntnissen, und insbesondere kann deren Einfluß auf die mineralogischen Messungen am Marsgestein dann besser herausgerechnet werden. Das Aufspüren potentiell von Wasser veränderter Mineralien in der Nähe Spirits mittels OMEGA wird so erleichtert.

Wie Eintritt, Abstieg und Landung genau verliefen, und was Opportunity davon lernen kann, wird allmählich auch klarer. So öffnete sich der Fallschirm erst bei 412 Metern pro Sekunde Sinkgeschwindigkeit, 7.5 km über der Oberfläche - das war über 1 km tiefer als erwartet aber andererseits haargenau so, wie die Automatik programmiert gewesen war: Die Dichte der oberen Atmosphäre hatte sich infolge der Aufwärmung durch den fernen Staubsturm vom Dezember deutlich verringert. Dafür war zum Glück die untere Atmosphäre um so kühler und dichter geworden, und die Sinkgeschwindigkeit am Schirm fiel mit 245 km/h sogar niedriger aus als man es derzeit erklären kann (auch wenn sie immer noch 50 km/h größer als bei einem Fallschirmspringer auf der Erde ist) - vielleicht gab es eine starke Windströmung aufwärts.

104 Meter über der Oberfläche hatten dann die Bremsraketen gezündet, während die seitlichen Anti- Drift-Raketen ansprangen, um die signifikante Horizontalgeschwindigkeit des Landers zu reduzieren, die die Abstiegskamera DIMES entdeckt hatte. Dieses Manöver hat vermutlich keine Katastrophe verhindert, aber ohne DIMES und die Raketen wären die Airbags doch hart an der noch als sicher geltenden Maximalgeschwindigkeit auf den Boden aufgeschlagen. Eine weitere Überraschung war, daß das Seil zwischen Fallschirm + Bremsraketen und Lander + Airbags erst in 8.5 statt 12 Metern Höhe gekappt wurde, und daß sich der Lander auch dann noch etwas abwärts bewegte und nicht über dem Boden stillstand - aber die Landung selbst verlief dann völlig reibungslos.

Nach eingehender Analyse der Telemetrie sagen die Ingenieure jetzt, daß Lander und Airbags insgesamt 28-mal wieder in die Höhe gesprungen sind, das erste Mal 8 Meter hoch, dabei etwa 250 Meter zurücklegten und nach 57 Sekunden liegenblieben ohne noch nennenswert weiterzurollen. Die Bounce-Phase war damit überraschend kurz, vielleicht weil die Sprünge eine leichte Steigung hinauf gingen. Daß sich Spirit trotzdem erst nach einer Viertelstunde per Funk meldete (siehe Artikel 813), lag wohl daran, daß er etwas schräg zu liegen kam, aber dachte, er stände genau waagerecht, und deshalb zunächst über eine falsche Antenne sendete. Gravierendes geändert werden muß für Opportunitys Landung am 25. Januar um 6:05 MEZ wahrscheinlich nicht: Das soll in einer Woche entschieden sein. [15.1.2004]

[820] Quellen: JPL-Pressekonferenzen vom 12., 13. und 14.1.2004 via Telefon. Links: MER Press Releases vom 14., 13., 12., 11., 10., 9. und 8. Januar, ein Cornell PR über die Temperaturen auf dem Mars, Pressebilder vom 14., 13., 12., 11., 10., 9. und 8. Januar und aktuelle Artikel von Sky & Tel., Spaceflight Now (auch über die EDL-Phase und die Natur der Steine), Astronomy, Fla. Today, (auch über die EDL-Phase sowie Spezial-Uhren, die auf Marszeit gehen), Nature Science Update, BBC (früher), AFP, Discovery, Space.com, Space Today, NetZeitung und Rhein. Post - viele weitere Artikel-Links, chronologisch geordnet, gibt es in den Cosmic Mirrors # 270 und 269.

Die ESA hat Beagle 2 noch nicht ganz aufgegeben - der verschollene britische Lander bekommt am 22. Januar seine letzte Chance, Kontakt mit der Erde aufzunehmen: AFP, NetZeitung. Früher: Space.com. Die ersten Bilder vom Orbiter Mars Express treffen ein - veröffentlicht werden sollen sie am 20.1.: ein Status Report, eine TU München PM und der New Scientist.

Spirit könnte am 14.1. von der Plattform rollen

Der Rover ist bereits "aufgestanden" und die Richtung des Herunterfahrens, schräg rückwärts, beschlossen: JPL Update, Spacefl. Now, BBC, LA Times, Fla. Today.

Spirits Airbags wollen sich nicht zurückziehen, weshalb man Manöver wiederholt werden sollten - vor dem 14.1. kann die Plattform jedenfalls nicht verlassen werden: Spacefl. Now, AFP, Rhein. Post.

Die deutsche Marskamera beginnt zu arbeiten, und die ersten Bilder der HRSC sollten bald vorliegen: FU Berlin PM. Radio Science mit Mars Express: Uni Köln PM.

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