Nach fast sieben Monaten Flugzeit der amerikanische Perseverance-Rover und die Ingenuity-Drohne gelandet auf dem Mars Welche interessanten Dinge werden sie auf der Oberfläche des Roten Planeten tun?
Die ersten Emotionen, die mit der Landung des Rovers Perseverance verbunden sind, sind bereits da abgeklungen Es ist an der Zeit, sich mit dem Plan seines Aufenthalts für die kommenden Monate und langfristig, vielleicht für mehrere Jahre, vertraut zu machen. Werfen wir also einen genaueren Blick auf den Landeplatz und die Route, der der Rover auf der Suche nach Spuren des Marslebens folgen wird, und finden Sie heraus, welche Aufgaben er erfüllen wird.
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Ausdauer-Rover
Während es den Anschein haben mag, dass Rover nichts Neues sind, ist Perseverance tatsächlich erst der fünfte Rover in der Geschichte des Roten Planeten. Sojourn pflegte dort zu landen, Opportunity, Geist und Neugier. Das ist es.
Bisher waren die Vereinigten Staaten das einzige Land, dem es gelang, einen funktionsfähigen Rover zum Mars zu liefern. Dies kann sich jedoch schnell ändern, denn am 10. Februar ist Chinas erste Marssonde Tianwen-1 in eine Umlaufbahn um den Roten Planeten eingetreten. An Bord ist (natürlich) der erste chinesische Rover, der sich in etwa drei Monaten davon lösen und versuchen wird, auf der Oberfläche des Planeten zu landen. Wenn ihm das gelingt, wird China erst das zweite Land in der Geschichte sein, das einen Roboter auf die Marsoberfläche schickt.
Aber heute geht es in unserer Geschichte um den Rover Perseverance, das größte (3 x 3 x 2 m) und fortschrittlichste Gerät, das jemals die Marsoberfläche erreicht hat. In vielerlei Hinsicht ähnelt das Gerät seinem Vorgänger – Curiosity. Es ist jedoch massiver und viel besser ausgestattet. An Bord ist Platz für bis zu 23 Kameras, zwei Mikrofone, einen zwei Meter langen Roboter-Manipulatorarm und sieben wissenschaftliche Instrumente. Das gesamte Gerät wiegt etwa 1 Tonne. Der Rover wird vom MMRTG-Generator angetrieben, dessen Energiequelle 5 kg Plutonium-238 sind.
Das Gerät wird mit einer Geschwindigkeit von bis zu 152 Metern pro Stunde fahren können. Während dieses Tempo auf der Erde nicht beeindruckend ist, wäre es auf dem Mars das schnellste Fahrzeug der Geschichte. Dank dessen wird der Rover in den nächsten Jahren in der Lage sein, das ehemalige Delta des Flusses, dann den Grund des Kraters und schließlich seinen Rand zu erkunden. Mehr dazu weiter unten.
Perseverance hat auch einen fortschrittlichen Bohrer an Bord, der nicht nur in eine Vielzahl von Gesteinen bohrt, sondern auch in der Lage sein wird, Proben daraus zu entnehmen, sie in spezielle Titanfläschchen zu verpacken, sie dicht zu verschließen und sie auf der Oberfläche des Planeten zu belassen. An Bord befinden sich 43 solcher Fläschchen.
Im Rahmen der nächsten Mission, deren Start für 2026 geplant ist, wird ein weiterer Rover alle insgesamt etwa 0,5 kg schweren Proben, die von Perseverance übrig geblieben sind, in einen Container einer kleinen Rakete bringen, die wiederum in einen Container überführt wird , wird sie in eine Umlaufbahn um den Mars bringen . Dort wartet die europäische Raumsonde auf den Container und bringt ihn nach Abholung des Probenpakets zur Erde. Dies wird die erste Mission sein, die Bodenproben von einem anderen Planeten zur Erde bringt. Auf dieses Ereignis werden wir jedoch noch lange warten müssen. Wissenschaftler vermuten, dass die Proben bis etwa 2031 zur Erde zurückgebracht werden könnten.
Aufgrund der Möglichkeit, Spuren eines vergangenen Lebens nachzuweisen, sind die Probenfläschchen absolut steril und aus reinen Bestandteilen hergestellt. Nur so können Wissenschaftler sicher sein, dass die potenziellen Lebensspuren in dem Fläschchen tatsächlich vom Mars stammen und der Rover sie nicht von der Erde eingefangen hat. Perseverance ist ein automatisierter Astrobiologe, der von der Erde zum Mars geschickt wird, sagen die Ingenieure des Missionsteams.
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Weitere Details zum Landeplatz von Perseverance
Hier gibt es von Anfang an viel Interessantes. Marsrover in seinen Tiefschlaf Opportunity hat ein Marstal namens … Perseverance überwunden. Die Ähnlichkeit der Namen bedeutet jedoch nicht, dass der Perseverance-Rover dieses spezielle Gebiet erkunden wird. In der Praxis landeten Rover auf dem Mars an sehr unterschiedlichen Orten. Perseverance ist dem Landeplatz des europäischen Beagle-2-Moduls am nächsten, das 2003 die Marsoberfläche erreichte, aber eine Fehlfunktion hatte und nie Kontakt hatte. Es ist jedoch zweifelhaft, dass in naher Zukunft ein neuer Rover die Überreste der europäischen Landegruppe erreichen und untersuchen kann. Immerhin sind es mehrere hundert Kilometer.
Die Karte unten, die Ihnen vielleicht schon bekannt ist, zeigt die Landeplätze aller Mars-Missionen. Sie können sehen, dass dies Orte entlang des Äquators des Planeten sind, die leicht nördlich oder südlich sind. Der für die Perseverance-Mission ausgewählte Landeplatz gilt als einer der interessantesten der Welt.
Der Rover landete im prähistorischen Delta (fast 3-4 Millionen Jahre alt) des Flusses, der in den See mündete und den Krater des Sees füllte. Es ist diese "Mündung", und tatsächlich ihre Überreste, die von Perseverance erforscht werden, die gewissermaßen eine Reise "stromaufwärts" antreten wird.
Betrachten wir den Landeplatz aus einer breiteren Perspektive. Crater Lake liegt an der Kreuzung mehrerer Regionen. Ein großes Schockbecken, ein bergiges Gebiet und ein Ort, der einst vulkanisch aktiv war. Maßstab und Bildunterschriften sind auf einem Foto dargestellt, das von der europäischen Raumsonde Mars Express aufgenommen wurde. Der Einschub zeigt eine Nahaufnahme des Kraters und den ungefähren Landeplatz des Rovers.
Das zweite Foto des Kraters ist gegenüber den anderen Fotos, die wir Ihnen zeigen, um 90 Grad gedreht, aber es ist ein Anaglyph in 3D. Wenn Sie also eine solche Brille haben, können Sie auf dem Mars zumindest ein bisschen die dritte Dimension erleben.
Basierend auf NASA- und ESA-Fotografien wurde in Zusammenarbeit mit JPL und DLR erstellt Interaktive Karte, die uns den Jezero-Krater, seine Umgebung und die interessantesten Orte in Form von dreidimensionalen Bildern zeigt.
Die Karte hat mehrere Informationsebenen. Beispielsweise können Sie den Pegel eines Sees zu einem Zeitpunkt anzeigen, an dem er bis zu 250 Meter tief sein könnte. Höhenlinien erleichtern die Orientierung in der Höhe, aber Sie können sie deaktivieren, wenn sie Sie stören. Bilder können vergrößert und verkleinert werden.
"Balloons" zeigen die interessantesten Orte aus Sicht der Forschung, aber nicht alle werden von Perseverance besucht. Die Karte zeigt sowohl das Delta, durch das das Wasser in den See floss, als auch die Entwässerungsrinne (rechts). Die Schlussfolgerung ist, dass dies kein Stausee war, daher ist die Gegend ein guter Ort, um nach Spuren des vergangenen Lebens zu suchen.
Die geplante Route der Beharrlichkeit
Die Route des Rovers selbst kann sich je nach den Ergebnissen früherer Studien ändern. Wenn sich die Analyse von Sedimenten im Krater selbst als besonders interessant herausstellt, wird der Rover länger dort bleiben. Die geplante Reiseroute, die auf der Grundlage einer sorgfältigen Analyse von aus dem Orbit aufgenommenen Fotos ausgewählt wurde, ist jedoch in der folgenden Abbildung dargestellt.
Das Fotomosaik wurde mit den MRO-Sondenkameras erstellt. Der Belva-Krater, der in der Nähe der Mitte sichtbar ist, hat einen Durchmesser von 1 Kilometer. Es ist bereits bekannt, dass der Rover das Delta des prähistorischen Flusses Neretva erkunden wird, einer der beiden, die wahrscheinlich in den Kratersee mündeten. Wie Sie vielleicht bemerkt haben, beziehen sich die Namen der Orte in diesem Bereich des Mars auf die Orte auf der Erde in Europa, in Bosnien und Herzegowina (Jezero, der gleichnamige Fluss).
Die geplante Route von Perseverance (grün hervorgehoben) zielt darauf ab, eine Vielzahl von Überresten eines alten Sees sowie Spuren des vergangenen Lebens, zumindest eines in mikrobieller Form, zu erkunden. Diese Mikroben können in einer sehr feindlichen Umgebung überleben, so dass selbst wenn der Mars nie ein Paradies war, zumindest diese Lebensform ihn bewohnen könnte.
Wie wir bereits wissen, wird Perseverance unabhängiger von der Bodenkontrolle sein als Opportunity. Der Rover kann auch tagsüber längere Strecken zurücklegen. Die Höhe des Abhangs des Kraters, der das Ufer des ehemaligen Sees markiert, beträgt etwa 610 Meter. Allerdings kann man diese Höhe mit der Höhe des Mount Sharp vergleichen, der bestiegen wurde Opportunity, lassen Sie sich nicht täuschen - der Bereich, in dem die Räder von Perseverance rollen werden, wird noch schwieriger sein als im Fall seines großen Bruders.
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Warum genau nach oben und nicht umgekehrt?
Auf den ersten Blick mag es überraschen, warum der Rover tiefer gelandet ist, und jetzt wird er aufsteigen, wie Opportunity. Warum war es nicht möglich, auf der gegenüberliegenden Seite oben zu landen? Für diese Entscheidung gab es mehrere Gründe. Einerseits wäre die Landung in den Hügeln deutlich gefährlicher als im Tal, und die Fahrt nach unten wäre riskant.
Darüber hinaus hat der Rover beim Aufwärtsbewegen die Möglichkeit, auf Orte zu stoßen, die für die Forschung in der Regel älter sind, als wenn er sich von oben nach unten bewegen würde. Die NASA sagt, dass die Reise von Perseverance zum Mars und sein Aufstieg eine Reise durch die Zeit sein werden. Das heißt, viele Entdeckungen und Funde erwarten uns.
Eine Drohne über der Marsoberfläche
Dieses Mal flog ein weiteres Gerät – der Helikopter Ingenuity – zusammen mit dem Rover zum Mars. Seine einzige Aufgabe ist es, herauszufinden, ob es überhaupt möglich ist, in der extrem verdünnten Atmosphäre des Mars zu fliegen. Der Körper der Drohne hat die Form eines Parallelepipeds, nicht größer als ein Volleyball, endet mit zwei Rotoren, und diese Struktur ruht auf vier dünnen Beinen. Das ganze Gerät wiegt etwas mehr als 2 kg. Die Rotoren drehen sich mit atemberaubenden 2400 U / min in entgegengesetzte Richtungen, was es ihm ermöglichen wird, in einer sehr dünnen Atmosphäre über der Marsoberfläche zu schweben.
Nachdem es auf der Marsoberfläche platziert und der Rover in eine sichere Entfernung gebracht wurde, planen die Ingenieure fünf kurze Flüge. Der längste der geplanten Flüge dauert etwa 90 Sekunden. Die maximale Flughöhe beträgt etwa 5 Meter, und die maximale Entfernung, die die Drohne zurücklegt, beträgt etwa 50 Meter. Alle Tests werden aus sicherer Entfernung mit Perseverance-Kameras aufgezeichnet und fotografiert.
Obwohl, wie die Ingenieure zugeben, die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, dass die Mission von Ingenuity sehr schnell enden wird. Niemand hat bisher versucht, irgendein Gerät über die Oberfläche eines anderen Planeten zu fliegen. Die Schwierigkeit besteht außerdem darin, dass aufgrund der Entfernung und der damit verbundenen Verzögerungen beim Erreichen der Erde alle Flüge völlig autonom sein werden. Das bedeutet, dass die Drohne selbstständig starten, fliegen, einen Landeplatz wählen und sicher landen muss. Daher laufen die Dinge möglicherweise nicht wie geplant.
Wenn der erste Flug fehlschlägt, ist es schade. Allerdings kann das Scheitern der Hubschraubermission die Hauptmission des Rovers nicht negativ beeinflussen. Wenn jedoch ein, zwei oder drei Vorbeiflüge an der Marsoberfläche erfolgreich sind, könnten die potenziellen Vorteile für zukünftige Missionen enorm sein. Die Bestätigung der Fähigkeit, über der Marsoberfläche zu fliegen, könnte bedeuten, dass zukünftige Marsmissionen fortschrittlichere Drohnen fliegen werden, die Orte erreichen können, die kein Rover erreichen kann. Solche Geräte können zum Beispiel zur Orientierung und Auswahl von Orten verwendet werden, an die man den Rover am besten schickt. Ein Blick aus der Vogelperspektive über den Rand einer Klippe oder die andere Seite eines Hügels kann es Wissenschaftlern ermöglichen, zu überprüfen, ob ein Rover oder andere Forschungsgeräte wirklich dorthin fahren sollten, oder ob sie einen anderen Standort wählen sollten.
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Aktionsplan für Rover und Drohne
In den nächsten 30 Tagen (ca. Mitte März) wird Perseverance umfangreichen Tests und Zustandsprüfungen unterzogen, um sich auf die Landreise vorzubereiten. Nachdem wir alle Kameras freigeschaltet haben, erhalten wir schließlich die ersten echten Fotos des Jezero-Kraters.
Der Frühling hat auf der Nordhalbkugel des Mars begonnen, aber das bedeutet nicht, dass die Temperatur angenehm sein wird. Nachts kann es auf -90 Grad Celsius sinken. Die NASA-Ingenieure müssen dies berücksichtigen und ihre Maßnahmen je nach Situation koordinieren.
Die erste Phase der Mission wird die Freigabe der Ingenuity-Drohne sein, über die wir oben gesprochen haben. Es ist bereits bekannt, dass seine Batterien und Elektronik nach der Landung auf der Oberfläche normal funktionieren.
Dies wird in den ersten paar Dutzend Tagen nach der Landung des Rovers auf dem Mars (März-April) geschehen. Vielleicht je früher, desto besser, da der Helikopter am Boden des Rovers aufgehängt ist. Dies wird jedoch keine schnelle Operation sein, sondern eher so etwas wie das Erstellen eines Zeitlupenfilms mit sorgfältiger Vorbereitung jeder Aufnahme. Daher kann es nach Erreichen des vorgesehenen Flugortes mehrere Tage dauern, bis die Drohne einsatzbereit ist.
Die Mission von Ingenuity dauert 31 Tage. In dieser Zeit soll die Möglichkeit demonstriert werden, Flugzeuge auf dem Mars zu betreiben, was sowohl für wissenschaftliche Missionen als auch für den zukünftigen Aufenthalt von Menschen auf dem Roten Planeten sehr wichtig ist. Außerdem werden die allerersten Fotos vom Mars aus geringer Höhe aufgenommen, dh aus etwa 3-5 Metern über der Oberfläche und in einer Entfernung von 50 Metern vom vorgesehenen Landeplatz. Jeder Flug sollte nicht länger als 90 Sekunden dauern.
Perseverance wird sich dann auf die Hauptphase seiner Mission konzentrieren, die mindestens ein Marsjahr oder etwa zwei Erdenjahre (687 Tage) dauern wird. Während dieser Zeit wird der Rover die Mündung des Flusses und die Oberfläche im Inneren des Kraters erkunden. Danach beginnt eine lange Aufstiegsphase. Die Dauer dieses Teils der Mission hängt vollständig von der Ausdauer und Leistung des Rovers sowie von der Verfügbarkeit angemessener Mittel ab, die die NASA auf der Erde erhält, um die Mission fortzusetzen.
Sauerstoffproduktion auf dem Mars
Im Rahmen des MOXIE-Experiments wollen Wissenschaftler die Technologie testen, Sauerstoff aus Kohlendioxid im Prozess der Elektrolyse zu gewinnen. Es wird davon ausgegangen, dass das MOXIE-Gerät in der Lage sein sollte, 10 Gramm Sauerstoff pro Stunde zu produzieren.
Die Ergebnisse dieses Experiments werden uns viel über die Möglichkeit bemannter Missionen zum Mars in der Zukunft sagen können. MOXIE wird in den ersten dreißig Tagen dreimal aktiviert. Zehn verschiedene Sauerstoffproduktionstests sind während der gesamten Mission zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten geplant.
Die Probenentnahme ist Teil des Mars Sample Return-Programms
Die Hauptaufgabe der Expedition zum Mars bleibt jedoch die Sammlung von Proben von der Oberfläche des Planeten. Wie sein Vorgänger Curiosity wird unser Marsforscher nach einer Vielzahl von Gesteinen suchen, aus denen er Proben nehmen kann. Irgendwann werden die vom Rover gesammelten Proben zur Lagerung auf der Oberfläche deponiert. Dies erinnert an eine der Aufgaben, die während der ERC (European Rover Challenge) zu bewältigen sind: die an mehreren Stellen entlang der Strecke abgelegten Containerrohre der Perseverance aufzunehmen und dann zum Startpunkt zu transportieren.
Die Position dieser Proben wird von der Umlaufbahn des Mars aus mit einer Genauigkeit von einem Meter verfolgt. Die Proben werden ungefähr 15 g Material enthalten, das aus dem Gestein geschnitten oder von der Oberfläche entnommen wurde. Zukünftig werden im Rahmen eines noch konzeptionellen Musterrückgabeprogramms Fahrzeuge auf dem Roten Planeten ankommen, um sie abzuholen und zur Erde zurückzuschicken.
Wie Sie sehen können, haben die NASA-Ingenieure grandiose Pläne. Der Schritt in Form einer erfolgreichen Landung des Rovers ist getan, nun warten wir gespannt auf weitere Ergebnisse. Alles wird vom Erfolg des Perseverance-Entwicklungsteams abhängen. Und in Zukunft werden wir Sie auf unserer Website auf jeden Fall ausführlich darüber informieren.
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So ist es... Aber ich dachte, sie sind nur dorthin geflogen, um Bilder und Videos in sozialen Netzwerken zu posten :)