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Opportunity


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Opportunity (englisch für Gelegenheit ) ( Mars Exploration Rover B MER-B ) ist eine im Juli 2003 gestartete US-amerikanische Raumsonde der neuesten Generation zur geologischen Erforschung Mars . Opportunity landete am 25. Januar 2004 erfolgreich in einem kleinen Krater den die NASA später 'Eagle Crater' taufte.

Mars Rover Artwork

Opportunity hüpfte nach dem ersten Aufschlagen zufällig einen kleinen Krater

Am Horizont sind die Abstiegsstufe (schwarz) und Fallschirm (weiß) von Opportunity erkennbar.

Inhaltsverzeichnis

Ziele der Mission

Ziel der Sonde Opportunity ( MER-B ) und ihrer Schwestersonde Spirit ( MER-A ) war die Landung und geologische Erkundung in Gebieten die zuvor von früheren Orbitern der NASA nach deren Strategie follow the water (folge dem Wasser) als mögliche ehemals Bereiche erkannt worden waren. Sie wiesen Strukturen Mineralien auf die auf den Einfluss von Wasser oder vielleicht sogar auf ehemals offene schließen ließen.

Für Opportunity war eine Landestelle nahe planetaren Äquators auf der Tiefebene Meridiani Planum ausgewählt worden weil dort ausgedehnte Vorkommen Hämatit an der Oberfläche erkannt worden waren. kann unter anderem in offenem Wasser oder hydrothermal entstehen. Ein weiterer sehr interessanter Aspekt die Auswahl dieses Bereiches wird die Entdeckung nahezu plan liegenden offenbar sehr fein geschichteten Gesteinsformation aus dem Orbit gewesen sein wenn dieses Ziel öffentlich vorab nicht genannt worden war. Ob diese Gesteine äolische (windabgelagerte) oder aquatische (wasserabgelagerte) Sedimente Tuffite (Vulkanaschen) helle Vulkanitdecken ( Lava ) oder auch besondere Impaktite (geschichtete Ablagerungen so genannten 'Gesteinswolken' aus Meteoriteneinschlägen ) darstellten war vor der Untersuchung am noch völlig offen.

Technik der Sonde

Im Gegensatz zu Mars Pathfinder ist "Opportunity" keine feststehende Bodenstation sondern fahrbarer Roboter Rover genannt. Dieser ist 185 kg er sollte laut Spezifikation in der Lage je nach Oberflächenbeschaffenheit am Tag etwa 100 insgesamt etwa 3 km zurückzulegen und bis 6 Monate auf der Planetenoberfläche zu überleben. übertrifft die Fähigkeiten des Vorgängers "Sojourner" (Mars-Pathfinder-Mission 1997 ) etwa um den Faktor 60. Der wird von der NASA selbst als 'Robot-Geologe' robotic geologist ) bezeichnet und besitzt 6 unabhängig voneinander Räder an stelzenförmigen Teleskopbeinen. Er trägt neben Panorama - ( pancam ) Navigations - ( navcam ) und Gefahrenerkennungs-Kameras ( 'hazcams' - hazard recognition cameras ) einen schwenkbaren Arm mit einem Gesteinsmikroskop mit Kamera) mehreren Spektrometern ( Mößbauer Alpha-Partikel Infrarot ) und einem mechanischen Werkzeug das in Lage ist Gesteinsoberflächen abzubürsten und auf einigen mehrere Millimeter tief anzubohren um auch das erreichbarer Gesteine untersuchen zu können ( 'rat' - rock-abrasion-tool ). Die Räder werden einzeln bewegt und nicht nur zur Fortbewegung sondern können auch Schürfgeräte eingesetzt werden um den Untergrund aufzuwühlen damit einige Zentimeter des Bodenprofils mechanisch und fotografisch zu untersuchen. Der besitzt über Solarpaneele aufladbare Batterien und wird zur Energieeinsparung Sonnenuntergang in einen Ruhezustand versetzt und nach durch ein Funksignal wieder 'geweckt'. Mit Hilfe Antennen kann das Gerät Bilder und Messergebnisse an die als Zwischenstationen zur Erde verwendeten Orbiter der NASA und der ESA oder direkt zur Erde senden sowie von dort empfangen. Wegen der relativ hohen der Signale von der Erde (je nach bis zu 20 Minuten) muss der Rover seinen Bordcomputern in gewissem Umfang autonom agieren

Verlauf der Mission

"Opportunity" startete am 8. Juli 2003 erfolgreich mit einer " Delta II "-Trägerrakete und landete am frühen Morgen des 25. Januar 2004 (6.05 Uhr MEZ ) in der Meridiani Planum -Tiefebene des Mars. Im Gegensatz zu früheren wurde der Lander nicht aus einer Umlaufbahn sondern direkt aus seiner Flugbahn heraus mit Fehlertoleranz von wenigen Kilometern auf den Planeten was äußerste Zielgenauigkeit im Anflug erforderte. Die wurde durch ein Hitzeschild geschützt zunächst in der Atmosphäre bis Schallgeschwindigkeit abgebremst. Dann entfaltete sich ein Fallschirm an dessen Leinen ein Raketensystem oberhalb Sonde angebracht war das horizontale Bewegungen in Atmosphäre ausgleichen sollte. Kurz vor dem Aufsetzen schlagartig schützend um die Sonde gelegte Airbags aufgeblasen. Nach dem Aufsetzen hüpfte das auf den Airbags noch etliche Male über Oberfläche bis es in einem kleinen Krater Stillstand kam. Nach Entleeren der Airbags und der Kapsel des Schiffes offenbarten die ersten des Rovers nie gesehene Strukturen am Rand kleinen Kraters die eine der wichtigsten Beobachtungsobjekte Opportunity werden sollten. Sie zeigten dass die ihr Ziel über alles Erwarten genau getroffen und in denkbar günstigster Position nur wenige neben einem offen zutage liegenden Anschnitt der hellen Gesteinsformation gelandet war. Nach mehreren Tagen der Rover auf seiner Landeplattform entfaltet und diese über eine heruntergeklappte Rampe verlassen um Fahrt aufzunehmen.

Wissenschaftliche Ergebnisse

Belege für ehemals flüssiges Wasser auf Mars

Hinweise vom Boden auf ehemals flüssiges Wasser auf dem Mars konnte die NASA am 2. März 2004 vermelden:

Opportunitys Instrumente entdeckten hohe Schwefelkonzentrationen im Gestein wie sie unter irdischen meist nur in aus eingedampftem mineralhaltigen Wässern Gesteinen den Evaporiten zum Beispiel Gips oder Anhydrit zu finden sind.

Des weiteren fanden die Instrumente des Jarosit ein Eisen-Schwefel-Mineral das auf der Erde nur unter Mitwirkung von Wasser entsteht. Auf Erde ist das Vorkommen dieser Salze in den vorliegenden Konzentrationen ein eindeutiges dafür dass das Gestein entweder in offen Wasser ausgefällt wurde bzw. Grundwässern über einen längeren Zeitraum hinweg ausgesetzt

Diese Entdeckungen waren mit den beiden Deutschland entwickelten nur faustgroßen und damit extrem Instrumenten APXS und MIMOS II möglich geworden. APXS ( Alpha Particle X-Ray Spectrometer ) wurde vom MPI für Chemie in und das MIMOS II (Miniaturisiertes Mössbauer Spektrometer ) an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz entwickelt. .

Hochauflösende Nahaufnahmen der feingeschichteten Sedimente zeigten zentimetergroße tafelförmige Hohlräume wie sie entstehen wenn Kristalle etwa von Gips anderen Sulfaten oder Dolomit wieder aus dem Gesteinsverband herausgelöst werden.

Darüber hinaus wurden regelmäßig verteilte millimetergroße kugelrunde Mineralaggregate zunächst unbestimmter Zusammensetzung in großer im Gestein entdeckt die bald als Konkretionen werden konnten wie sie in wässrigem Milieu Dass die Kügelchen im Gestein selbst entstanden konnte an den Lagerungsverhältnissen erkannt werden: sie im Gestein ohne die millimeterfeine Schichtung irgendwie zu stören was der Fall sein müsste sie etwa als Gerölle oder vulkanischer oder Niederschlag von außen eingetragen worden. Etwas später spektroskopisch hohe Hämatitkonzentrationen in diesen Konkretionen erkannt was die obige Interpretation weiter erhärtete.

Angesichts dieser Entdeckungen konnte die NASA der Formation als ehemals soaking wet ('tropfnass') sprechen. Zunächst war unklar ob Wasser an der ursprünglichen Entstehung der Schichten beteiligt war also am Ort offen an Oberfläche stehend vorhanden gewesen war oder ob beobachteten Gesteinseigenschaften auf die nachträgliche Einwirkung unterirdischer (Grundwasser oder hydrothermale Lösungen) zurückzuführen waren.

Belege für ehemals offenstehendes bewegtes Wasser

Am 23. März 2004 gab die bekannt dass als sicher gelten kann dass der Landestelle früher ein offener flacher Salzsee oder Ozean bestanden hat. Der Rover konnte in Serie von über 200 Mikrofotos an einem der anstehenden Gesteinsschichten Sedimentstrukturen räumlich erfassen deren irdische Äquivalente nur bewegtes Wasser entstehen ( cross-bedding Schrägschichtung). Die Wissenschaftler interpretieren diese Gesteine als Reste einer ehemaligen Küstenlinie und darauf hin dass genau solche Ablagerungen wie hier angetroffen wurden eventuelle (Mikro) Fossilien oder andere Spuren biologischer Aktivität hervorragend konservieren würden. Ein Rückkehr die Gegend zum Zwecke einer automatisierten oder konventionellen Probennahme wäre damit sehr wünschenswert und wahrscheinlich. Opportunity hat einen der bisher interessantesten im Sonnensystem entdeckt. Auf Satellitenbildern ist zu dass die in Frage stehenden Schichten ein feingeschichtetes Gesteinspaket offenbar über mindestens mehrere tausend verbreitet sind. Opportunity ist nach einigen Anfangsschwierigkeiten aus dem kleinen Krater am Landeplatz gefahren soll nun die weitere Umgebung nach den blueberries bezeichneten hämatit -haltigen Konkretionen die das Gestein kennzeichnen absuchen in einem nahe gelegenen größeren Krater einen Aufschluss des Sedimentpakets untersuchen.

Links: Der Pfeil zeigt den Landekrater. Rechts größeren Krater dem nächsten Ziel der Sonde etwa 1 km Entfernung ist die helle schon von oben deutlich zu sehen. Auf Ebene ist sie durch eine dünne Schicht Staub und Geröll bedeckt. . Rechts: Die Formation aus fein geschichteten hellen am inneren Kraterrand. Der Bildausschnitt ist etwa m breit.

Links: Eine der kugeligen Hämatitkonkretionen blueberries genannt die durch Ausfällung von Mineralien dem Wasser wuchsen. Die Kugel misst ca. mm. Mitte: Typische Hohlräume im Gestein entstanden durch von tafeligen Sulfatkristallen. Bildausschnitt etwa 5 cm. Rechts: Kleinräumige Schrägschichtung belegt die Entstehung der in offenstehendem bewegten Wasser. Bildausschnitt etwa 5

Diskussion bisheriger Entdeckungen

(Da die Mission derzeit andauert wird dieser ständig erweitert.) Die Doppelmission der Mars Exploration Rovers darf bereits jetzt noch vor ihrem als in technischer und wissenschaftlicher Hinsicht außerordentlich gelten. Sie knüpft damit an die größten Erfolge der NASA an und steht in Reihe mit den bemannten Mondlandungen den Pioneer - Voyager und Viking -Sonden und stellt damit eine technische Höchstleistung

Es ist zum ersten Mal der direkt vor Ort gelungen dass auch auf Planeten flüssige Wasservorkommen und damit die Voraussetzungen die mögliche Entstehung von Leben existieren oder haben. Es ist das erste Mal dass eines fremden Planeten untersucht werden konnten. Es das erste Mal dass Datenmaterial aus der eines fremden Himmelskörpers über das Internet annähernd Echtzeit öffentlich zugänglich gemacht werden noch bevor Projektbeteiligten selbst es auswerten können.

Offene Fragen

Weitgehend offen ist wie alt die sein mögen die im Wasser abgelagert wurden. des Grades der Verkraterung der Oberfläche auf Meridiani Planum ist ein gewisses Mindestalter von mehreren Millionen Jahren wahrscheinlich. Welche Zeiträume wir in untersuchten Schichten vor uns haben ist ebenfalls offen. Einige Hinweise legen immerhin nahe dass vielleicht nicht ganz kurz gewesen sein könnten. Ausbildung der beobachteten Hämatitkonkretionen wäre auf der ein Prozess der zwischen mindestens mehreren Jahrzehnten vielleicht mehreren Jahrtausenden andauern müsste. Auch sind schon in dem kleinen beobachteten Aufschluss im Eagle Crater mehrere Phasen der Ablagerung mit immer unterschiedlichen Korngrößen und Sulfatgehalten zu erkennen die wiederholte Überflutung mit nachfolgender Austrocknung und Ausfällung Evaporiten in der Art irdischer Salzpfannen ( Playas ) insinuieren.

Auf Bildern aus dem Orbit ist weiteren zu sehen dass diese oder ähnliche in der weiteren Umgebung des Untersuchungsgebietes mehrere oder noch mächtiger sein müssen. Daraus wäre folgern dass das wässrige Milieu tatsächlich über Zeit hinweg bestanden hat aus den bisherigen allein ließen sich bereits zwanglos Zeiten von tausend bis mehreren hunderttausend Jahren ableiten. Hier sich dann im weiteren die Frage über Zeiträume hinweg die Existenz offener Wasserflächen auf Planeten überhaupt möglich gewesen sein könnte immerhin sie unter heutigen Umständen ausgeschlossen dafür ist Atmosphäre heute ganz wesentlich zu dünn und Oberflächentemperatur viel zu niedrig. Offensichtlich müssen in planetaren Geschichte Verhältnisse geherrscht haben die ganz von den heutigen abwichen. Die Gründe dafür nicht bekannt diskutiert werden unter anderem Bahnverschiebungen Sonnensystem Veränderungen des Neigungswinkels der planetaren Rotationsachse. Wissenschaftler sind bereits der Meinung der heutige des Planeten entspräche einer Sonderphase in dessen der Mars befände sich in einer tiefen

Weitere Marsmissionen

Siehe auch: Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen Spirit

Weblinks

  



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