Ein »Großer Komet« gab sich die Ehre in diesem Januar: Mit bis zu -6m Komahelligkeit und einem zeitweise 40° langen, dramatischen Staubschweif erfüllte C/2006 P1 (McNaught) alle Kriterien für diesen nur ein paarmal pro Jahrhundert verliehenen Titel. Allerdings: Die meiste Zeit stand McNaught so sonnennah, daß er nur in der (hellen) Dämmerung zu sehen war, die Maximalhelligkeit wurde nur in wenigen Grad Sonnenabstand erreicht (wo sie dem Kometen immerhin eine seltene Sichtbarkeit am Taghimmel bescherte), und den bei weitem besten Teil des Schauspiels konnte man nur nach dem Perihel, tief in der südlichen Hemisphäre verfolgen (hier ein Bild vom Entdecker selbst vom 20. Januar). Wobei dann aber das Ende des stark gekrümmten Schweifs ein paar Tage lang wieder über den Horizont Europas ragte, wo man vor dem Perihel - wenn denn das überaus miese Wetter überhaupt einen Blick erlaubte - allenfalls ein paar Grad (dafür aber enorm hellen) Staubschweif hatte sehen können: Umfassene Darstellungen der Erscheinung mit zahllosen Links sind in den interstellarum Astronomie-Newslettern vom 21., 11. und 1. Januar zu finden! [30.1.2007]

Marsatmosphäre verliert kaum an den Sonnenwind - wo ist sie dann hin verschwunden?

Es galt als eine der wesentlichen Erkenntnisse aus der allzu kurzlebigen letzten sowjetischen Marsmission Phobos 2: Die Marsatmosphäre verliert jede Sekunde mehrere Kilogramm ihrer Masse an den Sonnenwind (Skyweek 5 #35 [1989] und #45 [1989] 1). Bei solchen Verlustraten wäre es kein Wunder gewesen, daß sich die nach allgemeiner Auffassung wesentlich dichtere Uratmosphäre des Mars schon bald verflüchtigte, als der Zusammenbruch des Marsmagnetfelds dem Sonnenwind freie Bahn ließ (vgl. Artikel B21) und alsbald das ausnehmend wüstenhafte Schicksal des Planeten seinen Lauf nahm (Artikel C13). Doch etwas stimmt hier offenbar nicht: Ein Nachfolger desselben ASPERA-Detektors, der einst auf Phobos saß und nun auf dem Mars Express mißt, sieht nur ein Hunderstel der Verlustrate, keine 20 Gramm pro Sekunde für die einfach positiven Ionen von atomarem und molekularem Sauerstoff sowie Kohlendioxid zusammengenommen!

Neuere Modellrechnungen sagen überdies genau diese geringe Atmosphärenerosion für den gegenwärtig geringen Stand der Sonnenaktivität voraus - und auch, daß sie im Maximum nur um einen Faktor 5 größer sein sollte: Damit bleibt der Atmosphärenverlust auf diesem »Fluchtkanal« um einen Faktor 100 zu gering, um das Verschwinden der Uratmosphäre zu erklären. Konkret dürften über den Sonnenwind in den letzten 3½ Mrd. Jahren zwischen 1 und 43 mbar Kohlendioxid verschwunden sein und hochgerechnet eine Wassermenge, die auf der gesamten Planetenoberfläche nur zwischen 4 und 70 cm hoch gestanden hätte. Um die zahlreichen geomorphologischen Strukturen zu erklären, die allem Anschein nach in der marsianischen Urzeit fließendes Wasser gegraben hat, waren aber einst eine 600 bis 1000 Meter tiefe äquivalente Wasserschicht und zur Aufrechterhaltung eines Treibhauseffekts, der flüssiges Wasser erlaubte, mehrere bar Kohlendioxid nötig gewesen.

Der Großteil der Atmosphäre muß mithin entweder auf anderen Wegen in den Raum entschwunden sein, etwa als kaltes Plasma, nach photochemischen Reaktionen oder in Folge von großen Impakten: Dazu sagt ASPERA nichts, aber Simulationen deuten an, daß diese alternativen Kanäle viel bedeutender als der Sonnenwindeffekt sein könnten. Z.B. hatte es kurz vor dessen vermeintlicher Alleintäterschaft geheißen, die Impakte allein könnten es geschafft haben (Skyweek 5 #15 [1989] 1). Oder es entstanden irgendwo unter der Oberfläche gewaltige und bisher unentdeckte Deponien von Wasser und Kohlendioxid: Diese Möglichkeit wurde in den bisherigen Medienberichten völlig überbetont (bis hin zur verwegenen Behauptung, dank dieser angeblichen gewaltigen unterirdischen Wassermassen werde die Besiedlung des Planeten ja nun viel einfacher), während die Autoren der neuen ASPERA-Analyse eher zu den alternativen Fluchtkanälen in den Raum zu neigen scheinen. Warum ASPERA auf Phobos vor 18 Jahren derart daneben lag, erklären sie übrigens nicht ... [30.1.2006]

[C60] Quelle: Barabash & al., Science 315 [26.1.2007] 501-3. Links: Artikel von New Sci., Dsc., Space.com, Space Today und BdW. Zusätzliche Quellen: Lundin & al., Nature 341 [19.10.1989] 609-12 zu den Phobos-Daten und Melosh & Vickery, Nature 338 [6.4.1989] 487-89 zur Alternative Impakterosion.

Kosmisches »Gerüst« aus Dunkler Materie in 3D kartiert

Der sicherste Weg, die Verteilung aller Materie im Universum zu vermessen, baryonischer wie Dunkler gleichermaßen, bedient sich ihrer Schwerkraft: Massenansammlungen verzerren die Bilder von Galaxien, die dahinter stehen, in geringem aber doch statistisch klar erfaßbarem Maße. Vor allem sind keine weiteren astrophysikalischen Annahmen erforderlich, um diesen »Schwachen Gravitationslinseneffekt« (weak lensing) auszuwerten, der seit einigen Jahren auch tatsächlich beobachtet wird. Zu ihm tragen am stärksten Massen bei, die halb so weit entfernt sind wie die gelinsten Galaxien, viel weniger dagegen ganz nahe oder ganz ferne, d.h. den gelinsten Galaxien bereits nahe, Massen: Kennt man die Entfernung der betroffenen Galaxie, läßt sich auch grob der Ort des Linsers angeben. Mit der bisher umfassendsten Analyse des weak lensing mit der - leider soeben erneut ausgefallenen - Advanced Camera for Surveys des Hubble Space Telescope ist es nun gelungen, die kosmische Materieverteilung bis zu einer Rotverschiebung von 1 zurückreichend zu ermitteln.

Die Formen von einer halben Million Galaxien im 1637 Quadratgrad großen Feld der Cosmic Evolution Survey (COSMOS; ein Mosaik aus 575 ACS-Aufnahmen) wurden dazu vermessen und das linsende Schwerefeld rekonstruiert. Und zwar auch in drei Dimensionen: Durch Berücksichtigung der Rotverschiebungen der gelinsten Galaxien läßt sich ja erkennen, wo etwa die für ihre Verzerrung verantwortliche Masse im Raum sitzt (die Rotverschiebungen zahlreicher Galaxien des COSMOS-Feldes wurden mit Teleskopen auf mehreren Kontinenten anhand ihrer Farben abgeschätzt). Das Ergebnis ist eine Karte der Dunklen Materie zwischen den Rotverschiebungen 0 und 1. Danach tut sie genau das, was man nach den aktuellen Computersimulationen der Entwicklung des Kosmos (Artikel A69c) erwartet: Die Dunkle Materie ist als lockeres Netzwerk aus Filamenten verteilt, an deren Kreuzungspunkten die Galaxienhaufen sitzen. Und man kann der Karte auch entnehmen, daß das Netz der DM mit der Zeit (d.h. abnehmender Rotverschiebung) dicker wird, ebenfalls wie in den Simulationen: Wir sehen hier ein Tauziehen zwischen andauernden Schwerkraftkollaps und der beschleunigten Expansion des Alls.

Die Rotverschiebungen der etwas näheren COSMOS-Galaxien konnten auch benutzt werden, um ihre Raumverteilung und damit die Dichtestruktur der baryonischen, also normalen, Materie zu bestimmen: Ihre Anhäufungen einerseits und Gesamtmasse ihrer Sterne andererseits - letztere ebenfalls aus den Farben bestimmbar - lieferten zwei Baryonen- «Tracer«. Und tiefe Röntgenaufnahmen mit dem Satelliten XMM-Newton dienten dazu, Konzentrationen heißen Gases, wie sie mit Galaxienhaufen einhergehen, aufzuspüren. Der Vergleich der weak-lensing-Daten mit den drei Baryonen-Tracern (sowohl gemeinsam in die Himmelsebene projiziert wie auch teilweise wieder nach Rotverschiebungsbereichen aufgeteilt) zeigt, daß die Baryonen der Dunklen Materie selbst auf den größten räumlichen Skalen folgen: Auch hier liegt das heutige Standardbild der Kosmologie also richtig. Ob kleinere Widersprüche zwischen den Karten auf seltsame DM-freie Galaxien und DM-Klumpen ohne baryonische Materie hindeuten oder lediglich Artefakte bei der Rekonstruktion des kosmischen »Gerüsts« aus DM sind, läßt sich noch nicht sagen. [30.1.2007]

[C59] Quellen: Massey & al., Nature 445 [18.1.2007] 286-9 + Linder, ibid 274. Links: das Paper und der Kommentar als Preprints, die Homepage von COSMOS, NASA und MPG Press Releases und Artikel von BBC, CSM und New Sci..

Penetratoren zu anspruchsvoll: Japan bricht Mondmission Lunar A ab

Eigentlich sollte die Mission 1995 abheben, und der Orbiter wäre auch bereit gewesen - aber die eigentliche Nutzlast von Lunar A machte Sorgen und tut es auch 12(!) Jahre später noch: Am 15. Januar hat die japanische Weltraumbehörde JAXA das ganze Projekt zähneknirschend abgebrochen (vorbehaltlich einer allerletzten Überprüfung im Februar). Das Konzept sah halt nur auf dem Papier simpel aus: Zwei (ursprünglich sogar 3) Penetratoren sollten zwei Meter tief in den Mondboden geschossen werden und dann als empfindliche Seismometer anhand schwacher Mondbeben das Innenleben des Erdtrabanten erkunden. Doch erst erwies sich die Elektronik an Bord der Penetratoren als zu empfindlich für die 10'000 g des Impakts, dann die Verkabelung, dann die Funkverbindung zur Erde - und die einzige passende Testanlage gab es nur in den USA, mit lediglich sporadischem Zugang. Ganz aufgegeben ist der Traum von den Penetratoren aber noch nicht, deren prinzipieller wissenschaftlicher Wert außer Frage steht und denen die Mondforscher weltweit nachtrauern: Auf Sparflamme soll die Entwicklung weitergehen, und vielleicht kann sie eines Tages ein anderer Mondorbiter mitnehmen. Derjenige, der für Lunar A gebaut wurde, gilt allerdings inzwischen als vergammelt ... [30.1.2007]

[C58] Quelle: Science vom 26.1.2007 S. 445-6. Links: Artikel von Planetary Soc. New Sci. und Space Today.

Mars Exploration Rover munter vor den 3. Jahrestagen der Landungen

Nachdem sie ihre zweiten Winter auf dem Mars unbeschadet überstanden haben, sind die beiden Marsrover wieder unterwegs (s.a. Artikel C50) - und zwar mit brandneuer Steuerungssoftware, die hochgeladen wurde, als viele Funkresourcen (und z.T. sogar dieselben Frequenzen) für das Aerobraking des Mars Reconnaissance Oribiter benötigt wurden, eine regelrechte Choreografie. Vier neue Fähigkeiten besitzen die MER nun, die auch ihr Nachfolger MSL haben wird: Sie können autonom Wolken und Dustdevils erkennen, die irgendwo im Bildfeld auftauchen, und sparsam nur diese Bildanteile zur Erde schicken, während der Fahrt den Blick auf bestimmte Geländefeatures fixiert halten und ihre Fahrtroute mehrere Schritte im Voraus planen (womit sie jetzt sogar durch ein Labyrinth finden würden). Und sie beherrschen nun »Go and Touch«: die Anfahrt an ein interessantes Ziel und das Platzieren des Instrumentenarms darauf, ohne daß wie bisher erst Rücksprache mit der Erde genommen werden muß und ein ganzer Marstag (Sol) verloren geht.

Das Erreichen des großen Impaktkraters Victoria - nach 7 km Fahrt in 21 Monaten - war natürlich die Errungenschaft von Opportunity, und schon während der Anfahrt gab es markante Veränderungen des Terrains zu sehen. So waren die berühmten Blueberries, die Konkretionen in den Sedimenten, im Eagle-Krater 5 bis 6 mm groß gewesen, während der Fahrt wurden sie immer kleiner aber in der Umgebung Victorias wieder groß. Und das kann man sogar verstehen: Die Berries entstehen, wenn Wasser von unten in bestehende Sedimente eindringt, und Erosion legt die Berry-führenden Schichten schließlich frei. Opportunity fuhr die meiste Zeit etwas bergauf, d.h. auf immer höheren Schichten, wo die großen Berries nie entstanden waren. Aber der Victoria-Impakt hatte durch Berry-freien Fels bis in die Berry-Schicht durchgeschlagen: Den genauen Übergang sollte man erkennen können, wenn der Rover in den Krater absteigt. Zunächst aber fährt er weiter am Rand entlang, wo viel Impaktbrekkzie herumliegt, und am gegenüberliegenden Rand ist eine 70 bis 120 cm dicke Schicht Sandstein zu erkennen.

Im Gegensatz zu den bisher untersuchten kleineren Kratern lassen sich nun auch Veränderungen in horizontaler Richtung (laterale Stratigrafie) ausmachen, und die wollen erst einmal ausgiebig dokumentiert werden. Die Charakteristika der Sedimente - die es nahezu identisch in einem Nationalpark in Utah gibt - weisen bereits klar auf eine Ablagerung durch Wind hin, d.h. der Impaktor schlug in ein massives Dünenfeld ein, in das dann später hin und wieder Wasser von unten eindrang. Das ist auch das generelle Szenario, das die Rover immer wieder antrafen: An der Oberfläche gibt es kaum je Spuren von flüssigem Wasser, die überhaupt nur in drei Kratern gefunden wurden. Immer ist es aufsteigendes Grundwasser, das in einer sehr trockenen Wüstenlandschaft chemische Effekte auslöste, die dann die Roverinstrumente nachweisen können. Bei der Befahrung des Kraterrandes hat Opportunity bereits eine gute Einfahrtsmöglichkeit gefunden, doch dort ginge wahrscheinlich nur schwer wieder heraus. Vielleicht wird der Rover in Victoria hinein-, hindurch- und woanders wieder hinausgeschickt werden. Oder man wagt mehrere kleinere Einfahrten in den Krater hinein: Entschieden ist noch nichts.

Spirit hat das gut 200 Sol lange lange Parken in 10½° Neigung gut nutzen können: für die ersten Langzeitbeobachtungen der Umwelt von einem fixen Standort aus. Dabei wurden z.B. Wolken aus Wassereis in 10 bis 15 km Höhe beobachtet, die im ersten Winter nicht aufgetreten waren (daß es sich um Wassereis handelt, basiert auf Daten von Orbitern). Langfristige Veränderungen des Staubes, der auf der Landschaft liegt, konnten ebenfalls verfolgt werden. Und mit den Spektrometern konnten ausgewählte Steine und Böden in aller Ruhe analysiert werden, was auch nötig ist: Die radioaktiven Elemente, die den Instrumenten als Strahlenquelle dienen, sind nach etlichen Halbwertszeiten schon sehr schwach geworden. Den Ausfall eines der 6 Räder hat man sogar in einem Vorteil ummünzen können: Spirit schleift es hinter sich her - und »erforscht« damit die Beschaffenheit des Bodens! Zwei weitere wahrscheinliche Meteoriten hat der Rover auch noch gefunden (leider kann man nicht heranfahren): Ihre IR-Eigenschaften zeigen eine sehr hohe Reflektivität, typisch für Metall.

Es mache auch nach fast drei Jahren noch Spaß, mit den Rovern herumzufahren, betonen die MER-Forscher um den immer noch hörbar begeisterten Stephen Squyres: Längst ist man von der Phase der frühen großen Entdeckungen zu detaillierter Wissenschaft übergegangen (wie etwa der Bestimmung des pH-Werts eingesickerten Wassers). Und die beiden Landeplätze würde man unter den mit der MER-Landetechnik sicher erreichbaren erneut auswählen - wobei im Falle von Spirit die anfängliche Ebene eine Enttäuschung war, die bald erreichten Columbia Hills aber als ziemlich typische Marslandschaft den Besuch wert waren. Prognosen über die Lebensdauer der Rover (schon 3 Jahre statt 3 Monate ...) werden nicht mehr abgegeben: Neben jederzeit möglichem Versagen wesentlicher Systeme kommt auch viel auf »Dust Cleaning Events« an, wenn Windstöße Staub von den Solarzellen fegen (Opportunity ist es kürzlich wieder passiert). Ernsthafte Gedanken über den dritten Marswinter - in 1½ Erdjahren - macht man sich bereits ... [15.12.2006]

[C57] Quelle: Pressekonferenz auf dem Fall Meeting der AGU am 13.12.2006, von dem auch die drei Meldungen unten stammen. Bilder: Victoria in der Übersicht und Details von Cape Verde und Cape St. Mary, die großen Blueberries in der Nähe und ein Ausschnitt aus dem großen Spirit-Panorama. Links: Artikel von SF Chronicle, Guardian und New Sci.

Radar des Mars Express findet alte Krater unter den nördlichen Ebenen - die verschütteten Impaktkrater von 130 bis 470 km Durchmesser zeugen von einer älteren Ära schwerer Einschläge, deren Spuren im Norden durch glatte, flache Ebenen getilgt wurden, während man sie im Süden noch sieht: ESA Release.

Durchbruch mit COSMIC: 6 Satelliten verbessern Wetterprofile

Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate (COSMIC) oder auch Formosat-3 nennt sich eine Konstellation aus 6 Satelliten, die am 14. April mit einer Minotaur in Vandenberg gestartet wurden - und das taiwanesisch-amerikanische 100-Mio.$-Projekt liefert tatsächlich die versprochenen Informationen über die Erdatmosphäre mit einer nie zuvor möglichen räumlichen und zeitlichen Auflösung. Die Technik ist eigentlich simpel und wurde bereits vor 41 Jahren von Mariner 4 an der Marsatmosphäre und seither fast allen anderen Planeten und ihren Monden ausprobiert, doch COSMIC ist die erste große Anwendung bei der Erde, wo es bisher nur Vorversuche gab: Die Satelliten messen, wie die Atmosphäre die Signale der 24 GPS-Satelliten ablenkt und verlangsamt, woraus sich Höhenprofile von Wasserdampfkonzentration, Druck, Temperatur und Elektronendichte erstellen lassen. Und weil die Satelliten ständig messen, entsteht fortwährend ein neues dichtes Netz aus Datenpunkten, deutlich feiner gesponnen als was mit Aufstiegen von Wetterballons gewonnen werden kann und ohne Lücken über den Ozeanen.

Und die COSMIC-Daten helfen schon jetzt, die Wettermodelle zu verbessern: Derzeit werden jeden Tag 1800 Durchleuchtungen der Atmosphäre pro Tag geliefert, Anfang nächsten Jahres, wenn alle Satelliten auf ihren endgültigen 800-km-Bahnen angekommen sind und jeweils 30° Abstand voneinander eingenommen haben, werden es sogar 2500 sein - während die Wetterballons derzeit täglich 900 Profile liefern. Erste Effekte zeigten sich bei der Hurrikan- und Taifunvorhersage sowie bei Wetterprognosen für die Antarktis, und Vorhersagen für die nächsten paar Tage werden zuverlässiger. Neben diesen operationellen Aspekten - seit Mitte Dezember »offiziell« - bewährt sich COSMIC auch als »globales Thermometer« (wichtig für Klimatrends) und Meßgerät für die Elektronendichte in der Hochatmosphäre (die ebenso wie die Temperatur und der Wasserdampf ihre Brechkraft verändert). Die COSMIC-Mission soll mindestens 5 Jahre dauern: Während dieser Zeit ist keinerlei Nachkalibration des Systems vonnöten und keine Drift der Meßergebnisse zu erwarten (für deren Stabilität schließlich mit Riesenaufwand das militärische GPS-System sorgt) - ein Unterschied zu vielen anderen Erdbeobachtern im Orbit. [15.12.2006]

[C56] Quellen: Pressekonferenz auf dem Fall Meeting der AGU am 11.12. sowie Science vom 7.4.2006 S. 48-9. Links: die Homepage, ein NCAR Press Release zu den Ergebnissen und ein JPL Release und Artikel von CSM und Space Today zum Start.

Riesenkrater, Tektonik, Gebirge: scharfe IR-Bilder von Titan-Flyby Cassinis

Als der Saturnorbiter Cassini am 25. Oktober wieder einmal dicht am großen Mond Titan vorbeiflog, der Flyby hatte bereits die Nummer T20, war etwas anders: Die Oberfläche wurde im Infraroten (Sichtbares bis 5 µm) mit bisher unerreichter Schärfe erfaßt, und der beobachtete Streifen überlappt auch noch mit einem Radarstreifen eines früheren Vorbeiflugs. Bisher sind 10% Titans vom Radar erfaßt worden, jedes Mal kommen höchstens 1-2% dazu, und 2008 werden es etwa 25% sein. Das IR-Instrument VIMS hat zwar schon einen Großteil der Atmosphäre gesehen, aber nur mit 10 bis 20 km/Pixel Auflösung - jetzt aber lag sie bei 250 bis 500 Meter, und wieder einmal tut sich eine neue Welt auf. Bevor VIMS zum ersten Mal auf den Titan gerichtet wurde, war gar nicht klar, wie gut sich das Instrument für seine Untersuchung eignet, aber nun purzeln die Entdeckungen nur so: orografische Wolken bei 40°S, ein möglicher Cryovulkan, Dünen mit unterschiedlichen IR-Farben, eine alte Impaktstruktur - und ein 150 km langes Gebirge mit Höhen bis zu 1.6 km, das zu einem 500 km großen tektonischen Komplex gehört. Und der wiederum könnte mit dem Impakt zusammenhängen, der den Krater hinterließ, aber das ist bisher nur eine Spekulation. [15.12.2006]

[C55] Quelle: Pressekonferenz auf dem Fall Meeting der AGU am 12.12.2006. Bilder: ein Titan-Komposit aus T9+20 und T20-Details vom Gebirge und tektonischen Komplex. Link: JPL und ESA Releases und Artikel von SF Chronicle, BBC, New Sci., BdW und Plan. Soc. Blog.

Durchbruch mit GRACE: 2 Satelliten messen Wasserbilanz der Erde

Es war eine der vielen Erwartungen an die GRACE-Mission gewesen (siehe Artikel 447), und das Satellitenpaar im Formationsflug kann es tatsächlich: messen, wieviel Wasser im Erdboden verborgen ist, unerreichbar für alle anderen Arten der Fernerkundung aus dem Orbit und sonst nur durch aufwändige Bohrungen zu bestimmen. Die beiden Satelliten des Gravity Recovery and Climate Experiment sind sozusagen selbst die Sensoren: Sie messen im Wesentlichen ihren Abstand voneinander von rund 200 km, permanent und auf einen Mikrometer genau, während sie gemeinsam um die Erde ziehen und sich ihre Bahnen durch Unregelmäßigkeiten ihres Schwerefeldes subtil verändern. Dieses läßt sich dann mit hoher Genauigkeit rekonstruieren, und immer wieder auf's Neue: Zahlreiche Aspekte der irdischen Klimazyklen schlagen sich in Variationen des Erdfeldes nieder, die Eisschmelze, Meeresströmungen usw. - immer ist dabei Massentransport im Spiel, und den bekommt GRACE zwangsläufig mit. Andere Satelliten registrieren Teilaspekte, Regenfall, Eis etc., aber nur GRACE mißt die Summe und damit auch den versteckten Anteil.

Wasserverlagerungen im Erdboden sind sogar das dominante »Signal«, das GRACE im Laufe eines Jahres oder auch von Jahr zu Jahr sieht - und das ist von vitalem Interesse für viele Menschen auf diesem Planeten, die ihr Wasser ausschließlich mittels Brunnen aus dem Boden beziehen! GRACE detektiert sowohl Grundwasser wie auch die Feuchtigkeit des Erdreichs: Die in den Kontinenten insgesamt gespeicherte Wassermenge konnte zuvor nie zuverlässig erfaßt werden. Und sie wird sich mit dem Klimawandel verändern: Ein Teil des Wassers, das die Meeresspiegel steigen läßt, kommt aus den Kontinenten, denn schmelzendes Festlandeis und Wärmeexpansion allein reichen nicht, um die Messungen zu erklären. Noch sind die GRACE-Daten (aus inzwischen vier Meßjahren) zu ungewohnt, um weitreichende Schlüsse zu ziehen, aber bei der Überwachung der großen Flußtäler Afrikas hat sich z.B. gezeigt, daß von 2003 bis 2005 bis zu 260 Kubikkilometer (im Fall des Kongo) »verschwunden« sind. Anderswo in Afrika wurde der Boden dagegen feuchter, in der Summe ist der Verlust gering. Andere GRACE-Anwendungen, die sich schon abzeichnen, sind Prognosen von Grundwassertrends in entlegenen Gebieten und Schneemengenmessungen in Gebirgen (nützlich für Flutwarnungen): Von den Satelliten wird man noch hören. [15.12.2006]

[C54] Quelle: Pressekonferenz auf dem Fall Meeting der AGU am 12.12.2006. Link: ein BBC-Artikel.

Veränderungen an Mars-»Gullies« binnen weniger Jahre: flüssiges Wasser kurzzeitig auf der heutigen Marsoberfläche?

In den sechs Jahrem seit ihrer Entdeckung auf Bildern des Mars Global Surveyor (siehe Artikel 62) hat sich kein zwingender Entstehungsmechanismus der sehr jungen Abflüsse an steilen Wänden in mittleren Breiten auf dem Mars herausgeschält (vgl. Artikel 71, 408 oder 612!) - aber nun belegen Bildpaare aus dem Vermächtnis des jüngst verstummten Mars Global Surveyor, daß diese »Gullies« auch heute noch entstehen! Zwei Fälle wurden identifiziert, wo in einem Gully-System - der MGS fand zehntausende davon auf dem ganzen Planeten - zwischen 1999 und 2004 bzw. 2005 neue, helle und mehrere 100 m lange Strukturen aufgetaucht sind, deren Morphologie ziemlich eindeutig für etwas spricht, das einen Hang hinab geflossen ist. So wurden Hindernisse quasi umspült, und am Ende der 20 bis 30° steilen Abhänge fächern die Gullies fingerförmig auf: Am ehesten könnte man das mit einer Schlammlawine vergleichen, »geschmiert« vermutlich mit jeweils 5 bis 10 Swimmingpools Wasser (die natürlich in der extrem dünnen Marsatmosphäre sofort verdampften). In der wissenschaftlichen Veröffentlichung dazu ist übrigens von einer "Flüssigkeit mit den Eigenschaften von flüssigem Wasser" die Rede ...

Simple Hangrutschungen können die Bildung der hellen Striemen jedenfalls nicht erklären, denn wo immer die allgegenwärtige Staubschicht des Mars gestört wird, pflegt dunkleres Material zu erscheinen, das z.B. auch die Spuren der Marsrover markant nachzeichnet. Aber eine eindeutige Erklärung für die hohe Reflektivität des ganz frischen Gullymaterials gibt es auch in der wässrigen Deutung nicht: Steckt Reif dahinter, der jahrelang bestehen kann, weil von unten ständig Feuchtigkeit nachgeliefert wird? Handelt es sich um helle Salze, die aus dem verdampfenden Wasser auskristallisierten? Oder liegt die Helligkeit an besonders winzigen Teilchen, die bevorzugt an die Oberfläche des fließenden Breis gelangten? Noch gibt es keine Spektren frischer Gullies, die einen direkten Bezug zu Wasser herstellen würden, und so bleibt der Mechanismus, der die Marsgullies erzeugt, fast so rätselhaft wie zuvor: Der schon 2000 formulierten Lieblingshypothese der Entdecker - Grundwasser, das bis nahe der Oberfläche gekommen ist (»a below-ground wet habitat conducive to life«) und gelegentlich durch eine Eisbarriere bricht - stehen weiterhin Alternativen entgegen. Das Phänomen an sich aber ist nun interessanter denn je geworden ...

Eine weitere Entdeckung in der Bilderflut vergangener Global-Surveyor-Jahre sind frische Impaktkrater (vgl. auch Artikel B25): Der MGS hat 30% der Marsoberfläche in 7 Jahren Abstand zweimal aufgenommen und dabei 20 neu entstandene Krater von 2 bis 150 m Durchmesser entdeckt (aufgrund ihres sehr dunklen Auswurfmaterials auf dem hellen Marsboden unübersehbar). Das sich daraus ergebende Auftauchen von ungefähr 12 neuen Kratern pro Jahr auf der gesamten Marsoberfläche paßt ganz gut zur Impaktrate, die man aus der Zahl der Krater auf dem Erdmond hochgerechnet hat, die sich über einen langen Zeitraum ansammelten - diese Rate gilt mithin auch in der Gegenwart. Die substantielle Kraterbildung stützt damit auch die verbreitete Annahme, daß gänzlich kraterfreies Terrain auf dem Mars sehr jung sein muß. Und sie ist von gewissem Interesse für eine vielleicht einmal anstehende Besiedlung des Planeten: Alle 20 Jahre müßte es nach den MGS-Erkenntnissen für einen gegebenen Standort einen Impakt in solcher Nähe geben, daß ein Astronaut den Einschlag hören würde ... [10.12.2006]

[C53] Links: zahlreiche MSSS Releases zu den Gully-Effekten und neuen Kratern, NASA, UC Davis and ESA Press Releases und Artikel der Planetary Soc. und BBC und von New Sci., Nat'l Geogr., Wash. Post, Space Today und BdW. Zusätzliche Quelle: Malin & al., Science 314 [8.12.2006] 1573-7.

Organische Globulen im »Tagish Lake« älter als die Planeten

Bald nach der Bergung der ungewöhnlich urtümlichen Meteoriten, die Anfang 2000 in Kanada gefallen und sogleich konserviert worden waren (siehe Artikel 38), konnten in den kohligen Chondriten 1/7 bis 1.7 µm große hohle Globulen aus organischer Substanz isoliert worden - und nun sind erhebliche Isotopenanomalien dieses Materials festgestellt worden, die auf eine Entstehung in den Außenbereichen der protosolaren Scheibe oder sogar im interstellaren Medium hindeuten. Stickstoff-15 und Deuterium sind gegenüber terrestrischen Werten um ein Mehrfaches angereichert: ein Hinweis auf Massenfraktionierung bei einer Temperatur von nur 10 bis 20 Kelvin, wie man sie in kalten Molekülwolken oder dem Rand der protosolaren Scheibe findet. Vermutlich entstanden die Globulen als 100 bis 200 nm dicke Eispanzer auf schon existierenden Teilchen, die dann durch photochemische Prozesse in das stabile organische Material umgewandelt wurden, während sich die ursprüngliche, flüchtigere »Füllung« später davonmachte. Was übrig blieb und schließlich in den Meteoriten eingebaut wurde, erinnert in Chemie und Größe an die »CHON«-Teilchen in Kometenstaub (entdeckt von den Halley-Sonden): Derartiges Material war eine bedeutende Komponente jenes Materials, aus dem das Sonnensystem wuchs. Und wer weiß: Die Landung unzähliger stabiler Hohlräumchen auf der jungen Erde könnte der empfindlichen Chemie des Lebens das entscheidende Behältnis wenn nicht noch mehr geliefert haben ... [10.12.2006]

[C52] Quelle: Nakamura-Messenger & al., Science 314 [1.12.2006] 1439-42. Links: JSC und NHM Press Releases und Artikel von Nat'l Geogr., BBC und BdW.

Die bisher schwierigste Etappe beim Bau der ISS

soll nach der wetterbedingten Verschiebung des Starts der Discovery zur Mission STS-116 in der Nacht zum 8.12. - der Countdown war bei t-5 Minuten angehalten worden, weil niedrig hängene Wolken einfach nicht weichen wollten - nun heute früh beginnen; das kurze Startfenster öffnet sich um 2:47 MEZ. Die Fertigstellung der ISS ist ein Wettlauf gegen die Uhr geworden, da das Shuttle-Programm definitiv zum 30.9.2010 eingestellt werden soll, um Mittel für die Mond-Visionen freizumachen. Gegenüber dem Ausbauzustand von Ende 2002, als zum letzten Mal Bauteile angeliefert worden waren, sollen sich Volumen und Masse der Raumstation noch mehr als verdoppeln und der zur Verfügung stehende Strom vervierfachen. Bei STS-115, dem ersten Flug der Atlantis seit vier Jahren und dem 19. ISS-Besuch eines Shuttles, waren im September nach vier Jahren Zwangspause erstmals wieder große Bauteile der ISS angeliefert worden: ein weiteres Hauptsegment (P3/P4) des »Rückgrates« der Station mit einem zweiten Paar Sonnenzellen nebst Elektrik.

Bei STS-116 wird zwar weniger transportiert (nämlich an größerer Hardware nur das 1.9 Tonnen schwere Gerüstteil P5), dafür aber ein massiver Umbau der Station eingeleitet. Die Stromversorgung, die später um nochmals zwei Solarzellenpaare aufgestockt wird, wie das Kühlsystem müssen jetzt in ihre endgültige Konfiguration gebracht werden, was die zeitweise Abschaltung von Teilen der ISS erfordert: eine Aussicht, die gewisses Unbehagen auslöst. Und erst wenn im Verlauf der Mission eine Hälfte (4B genannt) der ersten Solarzellen P6 - die 2000 bei ihrem Entfalten bockten (siehe Artikel 168) - wieder eingerollt worden ist, können die bei STS-115 installierten Solarzellen P4 mit der Stromlieferung beginnen: STS-116 gilt allgemein als der komplexeste ISS-Montageflug bisher, noch anspruchsvoller als es STS-115 gewesen war.

Besondere Gefahren für die EVA-Teams sind damit nicht gemeint, sondern die gravierenden Konsequenzen möglicher technischer Probleme: Wenn STS-116 nämlich nicht alle Ziele erreichen sollte, dann ist eine zusätzliche Mission praktisch unverzichtbar, so sehr baut bei der ISS-Konstruktion ein Schritt auf dem nächsten auf. Neben der Montage von P5 mit dem Robotarm der ISS während der ersten EVA am Flugtag 4 (d.h. 3 Tage nach dem Start), bei der das Bauteil in nur 5 cm Abstand an anderen vorbeigeführt werden muß - üblich sind sonst mindestens 1.5 Meter - wird mit besonderer Spannung vor allem die zweite EVA an Tag 6 geschaut: Die Stromversorgung der halben Raumstation muß dabei herunter- und in neuer Konfiguration wieder hochgefahren werden; zahlreiche Lösungen für mögliche Probleme sind vorsichtshalber entwickelt worden. EVA #3 an Flugtag 8 wiederholt dann dieselbe Prozedur für die andere Hälfte von Stromversorgung und Kühlsystem.

STS-116 wird auch der erste Nachtstart seit vier Jahren (und der 29. insgesamt) - und trotzdem dürften genau so gute Informationen über abfallende Shuttleteile wie bei den letzten drei Missionen gewonnen werden: Nicht nur die beährten Radaranlagen, die alles erfassen, was größer als wenige Zentimeter ist, werden den Start überwachen, auch viele der seit 2005 eingesetzten Kameras dürften sinnvoll eingesetzt werden. Um ihr Verhalten im Dunkeln bei gleichzeitig grell brennenden Feststoffboostern zu ergründen, wurde ein nächtlicher Boostertest in Utah am 16. November (der auch im Hinblick auf die Weiterverwendung des Designs bei der Ares-1-Rakete erfolgte), intensiv beobachtet, um die Kameraeinstellungen zu optimieren. Als Starttermin von STS-116 galt eine Weile der 14.12., aber er konnte vorgezogen werden, weil die Arbeiten an der Discovery Orbiter nach STS-121 im Juli nur 105 statt 110 Tage gedauert hatten.

Gestartet werden soll nach Möglichkeit bis zum 17.12. (und wird diese Deadline verpaßt, dann beginnt das nächste mögliche Intervall erst am 14.1.2007): weil die 30 Jahre alte Shuttle-Software einen riskanten Neustart erfordern würde, wenn eine Mission über den Jahreswechsel hinaus dauern sollte (!), was noch nie vorkam. und auch weil die Shuttle-Teams an den Feiertagen frei haben sollen. Nächstes Jahr folgen dann (nach der derzeit gültigen Planung - vom November - am 16.3.) Flug 13A = STS-117 mit dem dritten Paar Solarzellen und 13A.1 = STS-118 (28.6.) mit weiterer Neuverkabelung und Gerüsten - und dann wird die Station mit der Ankunft des Modules »Node 2« (mit STS-120 am 7.9.; einen klangvolleren Namen für das Bauteil sollen US-Schulkinder in einem Wettbewerb finden) auch physisch umgebaut. Die Solarzellen P6 müssen dazu komplett eingerollt und auf P5 verpflanzt und wieder entfaltet und anschließend der nur temporär an Node 1 geparkte Node 2 ebenfalls versetzt werden.

Erst dann ist der Weg frei für die Module Columbus der ESA und Kibo aus Japan: Ursprünglich wollte man erst den vierten Satz Solarzellen starten, hat aber bemerkt, daß der Strom der ersten drei bereits für die Module der ISS-Partner genügen wird. So ist Columbus nun schon für den ersten Shuttle nach der Lieferung von Node 2 gebucht (17.10.; begleitet wird es übrigens vom deutschen Astronauten Hans Schlegel, der seit der D-2-Mission 1993 auf einen neuen Flug wartete), gefolgt von zwei Missionen für die diversen Teile Kibos (8.12.2007 + 29.2.2008). Es folgen der Rest der ISS-Struktur und das letzte Paar Solarzellen (19.6.2008) und noch fünf Logistikflüge mit Einrichtungsgegenständen sowie einem dritten Node, der auch eine Aussichtskuppel von der ESA besitzt (Anfang 2010). Um das Jahr 2009 sollte die Besatzungszahl auch auf sechs steigen können - die dann freilich bald ohne den Shuttle als Transporter für Tonnen von Material nach oben wie nach unten auskommen müssen. Und die Lebensdauer der seit 1998 im Bau befindlichen Raumstation nähert sich dann auch schon wieder ihrem Ende ... [10.12.2006]

[C51] Links: der Status von STS-116, ein Update der ESA, Artikel von Spacefl. Now, BBC, Fla. Today und New Sci. zum 2. Versuch, von ABC, New Sci. und Space Today zur Startverschiebung und vom New Sci. zur Nachtstart-Problematik sowie eine ausführliche Vorschau der Mission. Außerdem ein Transkript der PK vom 4. und eine Rede einer NASA-Managerin vom 5.12. zu den nun offiziellen Plänen zum Bau einer Mondbasis. Zusätzliche Quelle: AW&ST vom 27.11.2006 S. 74-6.