Meldungen Nr. 811-820
vom 5.-15.1.2004
Aktuelle Meldungen / Archiv

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.

Neue Vision für die NASA läßt viele Fragen offen - insbesondere die Kosten für die Rückkehr zum Mond mit einem neuartigen »Crew Exploration Vehicle« werden (nach den 12 Mrd.$ in den ersten 5 Jahren) verschwiegen: ein dürres Fact Sheet aus dem Weißen Haus und Artikel von Astronomy, Fla. Today, Spaceflight Now, New Scientist, Wash. Post, Discovery, Aerosp. Daily, ABC, BBC (früher), CNN, Space.com (früher, noch früher), Daily Wildcat, Space Today (früher), Rhein. Post (früher), NetZeitung (früher).

Chinas nächste bemannte Mission startet erst 2005, wobei mehr als ein Yuhangyuan länger als einen Tag im Orbit bleiben soll: AP.

Ein gigantischer Sternklumpen neben der Andromeda-Galaxie

ist bei der Sloan Digital Sky Survey entdeckt worden: »Andromeda NE« könnte eine bisher unbekannte Satellitengalaxie sein oder der Überrest einer Galaxie, die von der Schwerkraft der großen Spirale fast völlig zerstört wurde. Die wenigen Sterne von And NE bedecken eine mehr als vollmondgroße Fläche am Himmel, aber die Flächenhelligkeit der Galaxie ist zehnmal geringer als bei jeder anderen bekannten. Zuerst hatten die SDSS-Forscher an ein Problem mit der Computersoftware gedacht, mit der sie die Sternfunde der großen Himmelsdurchmusterung systematisch nach Andromeda-ähnlichen Farben und Helligkeiten filterten. Aber es zeigte sich schließlich, daß die Sterne des Objekts alle ungefähr gleich weit entfernt und wohl im Schwerefeld der Galaxie gefangen sind - die genaue Natur von And NE bleibt jedoch mysteriös. [15.1.2004]

[819] Link: SDSS Press Release.

Seltsame Begleiter auch bei Messier 81 - die kleinen Objekte, entdeckt im scheinbar leeren Raum zwischen M 81 und NGC 3077, könnten die nächstgelegenen Tidal Dwarf Galaxies sein: PSU Press Release.

Eine Galaxie dringt in einen Galaxienhaufen ein und wird dabei all ihres Gases beraubt - am Fall C153 vs. Abell 2125 lassen sich viele Facetten dieses fundamentalen Phänomens in diversen Wellenlängen beobachten: ein HST Press Release und Artikel von Sky & Tel. und Space.com.

Große Voids, langes Filament in fernem Galaxienhaufen schwer zu erklären - bei z=2.4 hätte es so große Strukturen eigentlich nicht geben dürfen (s.a. Artikel 265 Kurzmeldung): ein Paper von Palunas & al., Mt. Stromlo und GSFC Press Releases und Artikel von Sky & Tel. und CNN.

Über 40'000 Galaxien auf dem größten zusammenhängenden Hubblebild hat das GEMS-Konsortium abgelichtet - 78 Einzelbilder der ACS waren erforderlich: MPIA und MPG Press Releases, S&T, Space.com.

Schon wieder ein neuer Rekord für den Bildabstand einer Gravitationslinse (vgl. Artikel 804) - diesmal ist der Abstand der beiden Bilder sogar 33 Bogensekunden, was nur ein ganzer Galaxienhaufen im Vordergrund erklären kann: U of A und MIT Press Releases.

Interstellare Moleküle mit 26 und 24 Atomen

sind im »Roten Rechteck« entdeckt worden, einem kurios geformten Nebel, der sich um einen alten Stern geformt hat: Das Antrazen und Pyren sind die mit Abstand größten Moleküle, die man bisher zwischen den Sternen identifizieren konnte. Gelungen ist das durch ihr blaues Fluoreszenzleuchten, das mit einem 1.5- und einem 2.3-m-Teleskop entdeckt wurde, obwohl bessere Spektren mit höherer Auflösung für eine zweifelsfreie Bestimmung ihrer Natur wünschenswert wären. Die Moleküle sind elektrisch neutrale aromatische Kohlenwasserstoffe und die ersten Vertreter einer schon länger erwarteten Klasse aus drei oder vier sechseckigen Kohlenstoffringen. [15.1.2004]

[818] Quelle: University of Toledo (Ohio) Press Release vom 8.1.2004. Links: New Scientist, ZEIT.

Die ersten »Sonnen« des Universums waren extrem metallarm und konnten dementsprechend keine terrestrischen Planeten besitzen - das zeigen Simulationsrechnungen: CfA Press Release, Space.com.

Besonders viele schwere Elemente in der »Antennen-Galaxie« sind mit Chandra gefunden worden - ein Ergebnis heftiger Sternentstehung plus Supernovae nach der Galaxienkollision und vielleicht Baustoff für Planeten: Science@NASA, Astronomy.

Ein Exoplanet heizt die Oberfläche seiner Sonne, die er auf einer sehr engen Bahn umkreist - und verantwortlich ist das Magnetfeld des Planeten: UBC Press Release, Sky & Tel., BdW.

Der massereichste und leuchtkräftigste Stern

könnte LBV 1806-20 sein, ein »Luminous Blue Variable« auf der anderern Seite der Milchstraße - mit 150 Sonnenmassen und 40 Mio. Sonnenleuchtkräften, was 7-mal heller als der bisherige Rekordhalter, der »Pistolenstern«, wäre. Die geschätzte Distanz von 45'000 Lichtjahren und die starke Absorption entlang der Sichtlinie erschweren Beobachtungen, aber hochauflösende infrarote Beobachtungen mit Speckleinterferometrie schließen aus, daß es sich bei dem Objekt um einen kompakten Sternhaufen handelt. Ein enger Mehrfachstern könnte es gleichwohl noch sein, doch die meiste Strahlung käme dann aus der hellsten Komponente - die in jedem Falle ungewöhnlich massereich wäre. Eigentlich erlaubt die Theorie nur Sterne bis 120 Sonnenmassen: LBV 1806-20 könnte durch schockinduzierte Sternbildung entstanden sein, verursacht durch eine Supernova dicht neben einer Molekülwolke. [15.1.2004]

[817] Links: ein Univ. of Fla. PR und Artikel von Sky & Tel., Astronomy, BBC und BdW.

Der sonnenähnlichste Stern in der Nähe ist 18 Scorpii - in den wichtigsten Parametern unterscheidet er sich nur um Prozente von der Sonne: Artikel von Sky & Tel., Space.com und BdW.

Die Chromosphäre von Betelgeuze ist ausgesprochen turbulent - und hat den 50-fachen Durchmesser der Photosphäre: CfA Press Release.

Ein junger Stern rast mit 18 km/s durch die Milchstraße, produziert Herbig-Haro-Objekte und einen Schweif aus molekularem Gas - und PV Cep hat im Gas des Sternhaufens, wo er entstand, einen regelrechten »Schußkanal« hinterlassen: CfA Press Release.

Die meisten Planetarischen Nebel gingen aus Doppelsternen hervor - jedenfalls zeigt bei 10 von 11 genau untersuchten Fällen der Zentralstern eine periodische Änderung der Radialgeschwindigkeit, die einen Begleiter verraten dürfte: NOAO Press Release.

Löste ein Kugelsternhaufen die Entstehung eines Offenen Haufens aus? Dort wo NGC 6397 vor 5 Mio. Jahren durch die Milchstraßenebene schoß, sitzt jedenfalls der junge Sternhaufen NGC 6231: Westfield State College PR, Sky & Tel.

Das erste Paar einander umkreisender Pulsare

ist entdeckt worden - und eröffnet wieder neue Möglichkeiten, relativistische Effekte einerseits und die Wechselwirkung der Magnetosphären der beiden Neutronensterne andererseits zu erforschen. Das Doppelsystem ist bereits aus Artikel 792 bekannt, doch damals kannte man nur die Radiopulse des Millisekundenpulsars (A) mit 23 msec Rotationsperiode - erst bei späteren Beobachtungen wurden auch Radioblitze des Begleiters entdeckt, der sich als »normaler« Pulsar (B) mit 2.8 Sekunden Periode entpuppt. Pro Umlauf wird A von B jeweils 20 bis 30 Sekunden lang bedeckt, und das Erscheinungsbild von B ändert sich während einer Umkreisung: Die Magnetosphäre des Millisekundenpulsars A beschädigt die des Normalpulsars B erheblich. Mit 1.25 Sonnenmassen ist letzterer auch der Neutronenstern mit der kleinsten gemessen Masse, während A mit 1.34 Sonnenmassen im typischen Bereich liegt. [15.1.2004]

[816] Links: ein Paper von Lyne & al., ein ATNF Press Release und ein Nature Science Update.

Ein überlebender Sternbegleiter im Überrest einer Supernova ist mit dem HST entdeckt worden - um das Verhalten der SN 1993J zu erklären, war schon immer ein Doppelsystem postuliert werden, jetzt hat sich das Modell als korrekt erwiesen: ESA HST Release, Astronomy, Space.com.

Massensterben im Ordovizium durch nahen Gamma Ray Burst? Viele Eigenschaften dieses zweitgrößten Faunenschnitts der Erdgeschichte vor 440 Mio. Jahren wären durch solch eine kosmische Katastrophe zu erklären: AP.

Jede Menge neue Daten von SS 433, einem ungewöhnlichen kompakten Doppelsystem und »Mini-Quasar«, widersprechen sich zum Teil: Press Releases von NRAO und MIT und Artikel von Sky & Tel., Space.com und Rh. Post.

Gibt es viel mehr Magnetare in der Milchstraße? Nur zehn dieser Neutronensterne mit besonders starken Magnetfeldern sind bekannt - aber ein Objekt führt zu der Hochrechnung, daß es wesentlich mehr sein könnten: MSFC Release.

Jede Menge neue prä-kataklysmische Sterne sind bei der SDSS entdeckt worden - vorher kannte man nur 100, jetzt 500 dieser Paare aus Roten und Weißen Zwergen, zwischen denen es später zu Massenaustausch kommen wird: SDSS Press Release.

Beagle schweigt bei erster Express-Passage - während Spirit erste scharfe Farbbilder liefert

Es hat nicht geklappt: Beim ersten niedrigen Überflug des Mars Express über die Landestelle von Beagle 2 am 7. Januar hat der Orbiter keinerlei Funksignale empfangen können - um 16:00 MEZ wurde die traurige Nachricht bekanntgegeben. Noch bis zum 12. Januar - oder sogar Anfang Februar - sollen die Versuche fortgesetzt werden, denn es gibt noch weitere theoretische Funkfenster, und der Zustand des Landers, so er überhaupt noch existiert, ist natürlich unklar: Vielleicht hat er bei dem kurzen Überflug gerade nicht gesendet? Weder die ESA noch die Beagle-Forscher haben jedenfalls schon ganz aufgegeben, auch wenn es bereits heißt, man müsse den Blick allmählich nach vorne richten.

Derweil ist der erste Mars Exploration Rover »Spirit« im Krater Gusev weiter in - fast - perfektem Zustand und fleißig dabei, ein 360°-Panorama in Farbe, Stereo und einer Schärfe aufzunehmen, die etwa der des menschlichen Auges entspricht. Das komplette Panorama der wissenschaftlichen Kamera PanCam wird aus insgesamt 75 Einzelbildern von je 16° x 16° bestehen, 25 Bilder breit und 3 Bilder hoch. Am Abend (MEZ) des 6.1. gab es die erste Kostprobe zu sehen, erstellt aus 12 Bildern mit 3 (von 8 zur Verfügung stehenden) Filtern, die überdies für die schnellere Übertragung noch deutlich komprimiert waren. Bis das komplette Panorama auf der Erde ist, werden noch mehrere Tage vergehen.

Es wird also demnächst noch schärfere Bilder geben, aber schon der Sprung von den Panoramen der kleinen NavCam, die an den beiden Tagen zuvor begeisterten, zu der PanCam-Probe ist gewaltig: Zum ersten Mal überhaupt setzte die NASA bei der Präsentation einen HDTV-Videobeamer ein, um genüßlich im Mosaik herumzoomen zu können. Die flache Wüste mit ihren überwiegend kleinen Steinen im Sand (solch eine Größenverteilung gab es noch an keiner Marslandestelle) gibt nun mehr faszinierende Details preis, und am Horizont lockt gar ein - leider in rund 25 km Distanz unerreichbarer - Tafelberg. Viele der Steine haben erstaunlich glatte Oberflächen und sehen fast wie poliert aus.

Und genau das könnte tatsächlich passiert sein, spekulieren die Spirit-Forscher: Im Gusev-Krater ist es sehr windig (was der Lander während des Abstiegs spürte und durch thermische Effekte auch jetzt auf dem Boden erfährt), und es dürfte mithin ein regelrechtes Sandstrahlgebläse über die freiliegenden Steine fegen. Und das hat den Effekt, daß Oberflächen geglättet werden, egal ob sie rund oder flach sind. Über die geologische Beschaffenheit von Steinen wie Boden der Landestelle zu spekulieren, weigern sich die Forscher allerdings noch: Davon sollten in Kürze die ersten IR-Bilder des Instruments Mini-TES ganz direkt künden.

Besonderes Aufsehen auf dem PanCam-Bild erregte der Marsboden direkt neben dem Lander, wo er durch die sich zurückziehenden Airbags angekratzt wurde: Das »Erdreich« haftet stark zusammen und erinnert unwillkürlich an feuchten Schlamm - was in dieser äquatornahen Region natürlich nicht sein kann. Für die Spirit-Forscher ist der Anblick einfach nur »bizarr« - und sie freuen sich schon, gezielt mit Spirits Rädern kleine Löcher in den Marsboden zu graben und sie systematisch zu untersuchen. Aber dazu muß der Rover erst einmal in die Gänge kommen (heute soll er »aufstehen«), und es ist noch nicht einmal klar, wohin die Reise gehen soll: Die Planer stehen derzeit »ergriffen« vor dem wachsenden Farbpanorama und wollen erst alles sehen.

Ein paar technische Anomalien sind bisher aufgetreten, aber keine bedrohlich. So erwärmt sich der Rover schneller als erwartet, v.a. der UHF-Sender für den Datendownload an die Orbiter: Man hat bereits auf einen Odyssey-Kontakt verzichtet und wird Spirit künftig ausgedehntere Mittagspausen gönnen. Auch leistete der Stellmotor der High-Gain- Antenne bei ihrem ersten Einsatz an einer Stelle erhöhten Widerstand, was nun durch konkrete Tests näher erforscht wird. Und der untere der Airbags liegt etwas im Weg für die einfachste Rover-Route vom Lander hinab, nämlich einfach vorwärts: Jetzt soll er ein weiteres Mal zurückgezogen werden, um den Weg freizumachen. [7.1.2004]

[815] Links: ein ESA Press Release und Artikel von Planetary Society, BBC, NZZ, Space Today, Rhein. Post und NetZeitung zur drohenden Beagle-Pleite und MER Press Releases vom 7. Jan., 6. Jan. (früher und noch früher) und 5. Jan., eine PM der Uni Mainz, Bilder vom 7. Jan., 6. Jan. (früher und noch früher) und 5. Jan. und Artikel von Spaceflight Now, Planetary Soc., BBC (früher), Wash. Post, Fla. Today, SF Chronicle, Rocky Mtn. News, Nature Science Update, Space.com, Space Today, Rhein. Post und NetZeitung (früher) zu Spirits ersten Erfolgen. Zusätzliche Quelle: JPL-PK vom 6.1. um 18:00 MEZ zu den PanCam-Bildern und dem Spirit-Status.

Ein weiteres Bild des Kometen Wild 2 von Stardust (vgl. Artikel 810) ist endlich veröffentlicht worden: JPL Release, PhotoJournal, Fla Today, Space.com, Space Today.

Hayabusas Zielasteroid kann nun besser beobachtet werden, denn seit seiner Auswahl für die japanische Asteroidenmission aus Artikel 665 war Itokawa schwach und sonnennah: JAXA Press Release.

SMART-1 hat endlich die Strahlungsgürtel der Erde hinter sich gelassen und seine Perizentrumshöhe auf 20'000 km geschraubt: ESA Science News.

Junger Kosmos schon ganz schön erwachsen

Drei Entdeckungen, an denen mehrere Satelliten und Großteleskope auf der Erde beteiligt waren, lassen die Entwicklung des Kosmos vom Urknall bis heute in neuem Licht erscheinen: Der heutige Zustand scheint deutlich schneller erreicht worden zu sein, als man es sich im Rahmen des weithin populären Hierarchical Model vorstellte, bei dem sich die heutigen Galaxien gemächlich durch das Verschmelzen kleiner Galaxienbausteine form(t)en. Die Geschichte der Sternentstehung wie der Strukturbildung im Kosmos muß womöglich - wieder einmal - neu geschrieben werden, zumindest in Teilen:

Die Beobachtungen an den Galaxienhaufen zeigen auch, wie wichtig die Kombination aller verfügbaren Instrumente ist: Während die Hubble-Kamera die genaue räumliche Verteilung der Galaxien erfaßte, maß Chandra die Temperatur des heißen Gases im ersten Haufen (70 Mio. Kelvin) und darüber die Masse des Haufens. Auch der Anteil schwerer Elemente am Haufengas ergibt sich aus den Röntgendaten, woraus sich wiederum der frühe Beginn der Sternentstehung erschließt. Und die Entfernungsbestimmung der Haufen leisten Großteleskope wie das VLT mit ihren Spektren der einzelnen, schwachen Galaxien. [7.1.2004]

[814] Quellen: Blakeslee & al., Ap.J.Lett. 596 [20.10.2003] L143-6, und Miley & al., Nature 427 [1.1.2004] 47-50 zu den Haufen. Links: PPARC und Gemini Press Releases und Artikel von Sky & Tel. und Space.com zur GDDS und HST und ESA HST Releases und Artikel von Astronomy und Guardian zu den Haufen.

Ein neuer Spiralarm der Milchstraße scheint mit australischen Radioteleskopen aufgespürt worden zu sein - wieviele Arme unsere Galaxie hat, ist auch nach Jahrzehnten der Forschung noch immer nicht klar: ein ATNF Press Release und Artikel von Astronomy und Reuters.

Spirits Erfolg übersteigt sämtliche Erwartungen - Bilder schon nach weniger als drei Stunden

 Das hätten selbst die größten Optimisten nicht für möglich gehalten: Die Landung des ersten NASA-Mars Exploration Rover »Spirit« (Artikel 806) ist in der Nacht zum 4. Januar exakt nach Drehbuch verlaufen, der Lander gab bis zum Bodenkontakt kontinuierlich Auskunft über seinen Zustand, meldete sich anschließend, nach einer nervenzehrenden Viertelstunde, mit starkem Signal zurück - und keine drei Stunden nach der Landung trafen schon die ersten Bilder seiner Kameras ein!

Der Boden des Kraters Gusev erweist sich zwar für das ungeübte Auge als die ödeste aller vier bisher von erfolgreichen Landern besuchten Landschaften: eine extrem flache Wüste, übersät mit überwiegend kleinen Steinen, und kaum Berge am Horizont. Doch für Chef-»Spiritist« Steve Squyres ist das Landegebiet ein »science sweet spot« und »glorious place«: Einerseits sind genug Steine da, die der Rover in den nächsten drei Monaten besuchen kann, andererseits sind sie nicht so dicht gesät, daß sein Vorankommen stark behindert werden dürfte - genau so hatte er sich das vorgestellt. Die Spannung kurz vor der Ankunft war indes kaum auszuhalten gewesen, doch dann klappte alles mindestens so gut wie man es sich wünschen konnte:

  • Die automatische Abtrennung der Cruise Stage von der Landeeinheit erfolgt pünktlich, und um 5:15 bzw. 5:16 MEZ (Erdempfangszeit) bestätigen erst Dopplermessungen und dann Telemetrie des Landers den Erfolg des Manövers (die Cruise Stage stürzt nun auf die Marsoberfläche).

  • Auch der erste Kontakt mit der Atmosphäre macht sich via Dopplereffekt pünktlich bemerkbar (5:29:55); der Eintritt verläuft etwas flacher als geplant, aber noch gut im Toleranzbereich. Nun ist bereits die Reibungshitze am größten (5:30:35).

  • Die maximale Abbremsung wird gegen 5:31:40 mit 5 bis 6 g gemessen, wie eines von etlichen Tonsignalen des Landers mitteilt: Das entspricht ebenfalls den Modellrechnungen. Um 5:32:15 bestätigt ein weiterer Ton, daß die Bremsung nachläßt, um 5:32:45 liegt sie nur noch bei 1.1 g.

  • Um 5:33:45 ist das erfolgreiche Öffnen des Fallschirms klar, denn das Funksignal wurde kurz unterbrochen und kam dann wieder. 5:34:22 - der Hitzeschild ist abgeworfen! 5:34:55: Das Radar ist aktiviert und sieht bereits den näherkommenden Boden.

  • Rund um die eigentliche Landung kurz nach 5:35 MEZ wird das Bild dann konfuser: Erst gibt es keinen Funk mehr, dann ein intermittierendes Signal, dann wieder Schweigen. Genau damit war aber gerechnet worden: In heftigen Sprüngen hüpft Spirit auf seinen Airbags über die Marsoberfläche.
Die schwachen Signale unmittelbar nach dem nominellen Landezeitpunkt waren Grund genug für den ersten großen Jubel im Kontrollraum am JPL, doch die folgende Viertelstunde zehrte noch einmal an den Nerven: Auch die größten Antennen des Deep Space Network hörten nichts mehr aus der Landezone. Hatte man sich den Erfolg bloß eingebildet? Nach zehn Minuten sollte der Lander eigentlich zur Ruhe gekommen sein. Um 5:49 wird endlich bekannt, daß der Mars Global Surveyor noch bis 4:29 UTC Marszeit Telemetrie von Spirit aufgezeichnet hat: Da war er bereits einige Zeit auf dem Boden. 5:50:45: Auch eine 45-m-Radioschüssel der Universität Stanford mit besonders empfindlichem Empfänger hat schwache Rover-Signale noch lange nach dem Aufsetzen empfangen.

Aber erst um 5:51:45 MEZ bricht wieder - noch gewaltigerer - Jubel aus: »There it is!« schreit jemand, denn das Deep Space Network empfängt mit seinen Antennen in Kalifornien und Australien ein sehr starkes Signal von der Low Gain Antenna des Rovers. Es bestätigt, daß alle wesentlichen Systeme auf dem Lander gesund sind - und es ist so stark, daß ein Lock auf den Carrier möglich ist (womit zu diesem Zeitpunkt niemand gerechnet hatte): Allem Anschein nach ist der Rover durch reinen Zufall aufrecht zum Stehen gekommen (wie übrigens auch 1997 der Pathfinder). Noch ist der Lander in die Airbags eingewickelt, deren automatischer Einzug aber in wenigen Minuten beginnen sollte. Und bald wird ihn der andere NASA-Orbiter, Mars Odyssey, überfliegen, und weitere Daten im Empfang nehmen ...

6:33 MEZ: Die erste Pressekonferenz nach der Landung moderiert der NASA-Chef gleich selbst. Genüßlich schenkt Sean O'Keefe den auf dem Podium versammelten Landespezialisten - darunter zwei Veteranen von Pathfinder und Polar Lander - Champagner ein; es folgen endlose Dankesreden, die an eine Oscar-Verleihung erinnern. Aber dann kommt Rob Manning, der auch den Pathfinder sicher zu Boden gebracht hatte, auf den Punkt: »This went to perfection,« sagt er, und so reibungslos habe die Landung noch bei keiner der zahlreichen Simulationen geklappt. Der Lander hat beim Abstieg seine Korrekturdüsen eingesetzt, um eine zu starke Seitenbewegung durch Wind auszugleichen: Die erst spät beschlossene Installation dieses Systems hat vielleicht keine Katastrophe verhindert, war aber eine gute Idee.

Die Funkverbindung bestand ohne jede Unterbrechung bis zum ersten Kontakt mit dem Boden, berichtet Manning: Das war sogar besser als beim Pathfinder, wo sie zwischenzeitlich abriß. Doch einige Sorgen habe ihm dann gemacht, daß es während des Herumhüpfens kein Signal gab, denn das war wiederum beim Pathfinder in dieser Phase stark gewesen. Inzwischen weiß man aber, daß der Mars Global Surveyor während all der Luftsprünge sieben Minuten UHF-Telemetrie aufgezeichnet hat: Das wiederum ist ein unverhoffter Bonus, der beim detaillierten Verständnis des Landevorgangs helfen wird. Und der wird bereits von einer eigenen Arbeitsgruppe intensiv durchleuchtet: Schließlich steht in genau drei Wochen die nächste Landung an, und vielleicht kann das Verfahren für Opportunity sogar noch verbessert werden.

8:30 MEZ, keine drei Stunden nach der Landung: Odyssey hat Spirit überflogen und viele Informationen aufgezeichnet; die Übertragung zur Erde verzögert sich zwar etwas, aber jetzt ist es so weit. Alle paar Sekunden erscheint ein Bild von der Marsoberfläche auf den Bildschirmen, mal vom Lander selbst, mal von der Wüstenlandschaft um ihn herum. Zum dritten Mal können sich die Spiritisten vor Begeisterung nicht halten, während die Bilder - es sind an die 60! - in Echtzeit zu ersten groben Panoramen und Rundumsichten (als ob eine Kamera über dem Lander schweben würde) zusammengesetzt werden. Sie sind schwarzweiß aber scharf und werden von O'Keefe und Squyres auf einer weiteren PK gefeiert. Und das war nur, was in 12 Minuten übertragen werden konnte: Die nächsten drei Monate soll mehrmals täglich via Odyssey, Surveyor und direkt gesendet werden!

Die kommende Woche bis zum letzten dramatischen Ereignis, dem Herabrollen des Landers von der Plattform, wird zum einen für ausgiebige Gesundheitschecks aller Instrumente auf dem Rover benutzt (der selbst völlig o.k. zu sein scheint). Und es wird, in 45°-Segmenten, ein gigantisches Panorama in Farbe aufgenommen und stückweise zur Erde gesendet. Für die Spirit-Chauffeure werden es die letzten halbwegs ruhigen Tage, denn alle Schritte bis zum Anfahren des Rovers stehen weitgehend fest. Wenn aber die große Rundfahrt begonnen hat, vielleicht am Marstag (Sol) 9, wird sich der Arbeitsaufwand verdoppeln, denn es müssen jeden Sol erneut die bisherigen Ergebnisse ausgewertet und daraus neue Routen und Kommandos entwickelt werden. Das sei, sagt einer der MER-Manager, als würde man jeden Tag an einem anderen Ort auf dem Mars landen ... [5.1.2004]

[813] Quelle: NASA Select TV mit der Landung, bei der man interne Gesprächsloops mithören könnte, und div. PKs, Ton via Telefon, Bild - machmal - via CNN-I. Links: die Homepage der MER, alle Rohilder, wie sie zuerst erschienen, einige prozessierte Bilder (später, noch später), allerlei Agenturbilder, erste Anaglyphen-Bilder in 3D, Science@NASA, MER Press Releases vom 4. Januar (früher) und 3. Januar, laufende Updates und Artikel von Spaceflight Now (auch über die Landung und das Ausklappen der HGA in der folgenden Nacht), BBC (auch über die Ankunft der ersten Farbbilder), Space.com (auch über die nächsten Schritte), AFP (auch über den ersten vollen Tag auf der Oberfläche), New Scientist, Fla. Today, SF Gate, Wash. Post, Raumfahrer, NetZeitung und Rhein. Post.

Der Mars erlebt heute eine Zwischeneiszeit

nach einer Eiszeit, die vor 2.1 Mio. Jahren begann und vor 400'000 Jahren endete: Diese Interpretation beschreibt offenbar alle morphologischen Beobachtungen der heutigen Planetenoberfläche und Messungen ihres Wassereisgehalts durch die Kamera des NASA-Orbiter Mars Global Surveyor und Neutroneninstrumente von 2001 Mars Odyssey und paßt auch zu unserem Wissen über die langfristigen Schwankungen der Bahnparameter des Planeten. Diese sind stärker ausgeprägt als bei der Erde, weil die stabilisierende Wirkung eines großen Mondes fehlt: So kann die Neigung der Marsachse zwischen 14° und 48° schwanken, während sie bei der Erde in den letzten 10 Mio. Jahren immer zwischen 22° und 24.5° lag. Auch die Elliptizität der Marsbahn schwankt mit 0 bis 0.12 doppelt so stark wie die der Erde.

Wenn nun die Achse stärker als 30° geneigt ist, dann werden die Pole erheblich stärker von der Sonne beschienen, und Wassereis wird - so das Modell - aus den Polkappen entfernt und wandert in mittlere Breiten, wo es als (staubreicher) Schnee fällt: Hier bildet es einen Mantel von einigen Metern Dicke, bis 30° an den Äquator heran. Er ist auf zahlreichen MGS-Bildern zu erkennen, während sich der hohe Eisanteil Instrumenten auf Odyssey verrät (siehe Artikel 695). Wenn die Eiszeit vorbei ist, wird der Mantel wieder abgebaut, und das Eis wandert via Atmosphäre in die Polregionen zurück: Das ist heute der Fall, denn in den letzten 300'000 Jahren lag die Neigung der Marsachse bei nur 25°. Die insgesamt zu transportierende Eismenge entspricht einer globalen Schicht von ca. 1 Meter Dicke, was nur ein paar Prozent der Menge in den Polkappen ist.

Dieses Szenario macht deutlich, daß Mars und Erde doch zwei sehr unterschiedliche Planeten sind und sich nicht nur bei der Schwankungsbreite der Orbitalfaktoren krass unterscheiden. Bei der Erde wirken die großen Ozeane als enorme Speicher und Umverteiler von Wärme und sind Senken für Staub, während sich die Zusammensetzung der Atmosphäre bei Eiszeiten kaum ändert. Das Kohlendioxid der dünnen Marsatmosphäre ist dagegen in dynamischem Gleichgewicht mit der festen Phase, so daß sein Anteil und der Druck erheblich schwanken können - und es gibt jede Menge mobilen Staub. Wenn die Orbitaleffekte schließlich eine Eiszeit ausgelöst haben, unterscheiden sich die beiden Planeten sogar diametral: Auf der Erde sind die Pole dann im Mittel kälter, auf dem Mars dagegen wärmer geworden. [5.1.2004]

[812] Quelle: Head & al., Nature 426 [18.12.2003] 797-802. Link: Astronomy.

Mars Express nun auf dem endgültigen Orbit - in der Schicksalswoche für den Beagle

Ist Europa auf den Hund gekommen oder wird es noch was mit dem britischen Lander Beagle 2? Nachdem der ESA-Orbiter Mars Express am 4.1.2004 um 14:13 MEZ im marsnächsten Punkt seiner ersten Umlaufbahn noch einmal für 5 Minuten sein Haupttriebwerk zündete, ist der planetenfernste Punkt nun auf 40'000 km Höhe abgesunken und soll mit zwei weiteren Manövern schließlich auf 11'000 km (bei einem marsnächsten Punkt von 300 km) gebracht werden. Auf der niedrigeren Bahn kann nun die Inbetriebnahme der wissenschaftlichen Instrumente beginnen - und es ergeben sich mehrere besonders gute Geometrien, um nach Funksignalen von Beagle 2 zu lauschen (siehe Artikel 807).

Bereits seit Neujahr sollte der Lander - so er die Ankunft heil überstand und sein Bordrechner arbeitet - verstärkt Signale aussenden, und inzwischen sollte er im finalen Notmodus angekommen sein: Alle 10 Minuten müßte er nun versuchen, sich zu melden. Der erste gute Überflug des Mars Express über der Landeellipse wird für den 7. Januar, gegen 13:15 MEZ erwartet, wenn der Orbiter dem Lander bis auf 315 km nahekommt, aber er ist nur kurz; Mitte des Monats gibt es dann noch bessere Passagen. Wenn sich der Lander auch dann nicht melden sollte, wird ihn die ESA wohl bald aufgeben - aber der britische Forschungsminister hat bereits versprochen, sich in diesem Fall für einen Beagle 3 starkzumachen ... [5.1.2004]

[811] Links: Beagle News, Updates von Spacefl. Now, ESA und PPARC Press Releases zum neuen Bahnmanöver, Artikel von AW&ST, BBC, Scotsman, AFP, Space Today und Raumfahrer - außerdem eine Seite über den Empfang des Funks vom Mars Express durch Bochumer Amateurfunker und eine Reportage des Autors von Mars Express' MOI am 25.12. in The Space Review!

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