Bildnachweis: NASA / JPL
Seit ihrer Ankunft auf dem Mars haben uns unsere beiden Roboterwanderer unglaubliche Bilder und Daten von einem unserer nächsten Nachbarn im Sonnensystem geschickt. Das primäre wissenschaftliche Ziel der Mars Exploration Rovers (MERs) besteht darin, festzustellen, inwieweit die Wirkung von flüssigem Wasser auf dem Mars in der Vergangenheit die Umwelt des Roten Planeten im Laufe der Zeit beeinflusst hat.
Während es heute keine direkten Hinweise auf flüssiges Wasser auf der Marsoberfläche gibt, kann die Aufzeichnung der früheren Wasseraktivität auf dem Mars in den Gesteinen, Mineralien und geologischen Landformen gefunden werden, insbesondere in einigen spezifischen diagnostischen Merkmalen, von denen wir glauben, dass sie nur in Form sind die Anwesenheit von Wasser. Aus diesem Grund sind beide MER mit speziellen Werkzeugen ausgestattet, mit denen sie eine vielfältige Sammlung von Gesteinen und Böden untersuchen können, die Hinweise auf vergangene Wasseraktivitäten auf dem Mars enthalten und feststellen können, ob der Planet jemals das Potenzial hatte, Leben in der fernen Vergangenheit zu beherbergen oder, viel weniger wahrscheinlich, heute.
Die Informationen, die die NASA in der kurzen Zeit, die Spirit and Opportunity auf der Oberfläche des Mars verbracht hat, gesammelt hat, war unglaublich aufschlussreich. Wir haben Bilder, die Felsen und Oberflächenstrukturen in beispiellosen Details zeigen. Wir sehen eine Seite des Mars, die sich stark von der unterscheidet, die wir bei früheren Missionen erlebt haben, weil wir diese speziellen Rover gezielt eingesetzt haben, um Orte zu erkunden, von denen wir wussten, dass sie überzeugend sind.
Obwohl wir mit den Daten und Bildern, die wir bisher erhalten haben, unglaublich zufrieden sind und uns auf viele weitere freuen, dürfen wir nicht vergessen, dass das Reisen zum und das Erkunden des Mars eine sehr herausfordernde Aufgabe ist. Wie ich schon oft gesagt habe - sowohl hier auf dem Capitol Hill als auch in der Presse - ist Mars ein äußerst aufregendes und überzeugendes Ziel für das Sonnensystem, aber es ist auch ein unglaublich schwieriges Ziel, wie die Geschichte oft bewiesen hat.
Die Landung und der anschließende Rollout der beiden Rover waren praktisch perfekt, was an und für sich schon eine gewaltige technische Leistung ist und mich stolz auf das talentierte und fähige Mars-Team der NASA macht. Damit wir uns jedoch nicht zu sicher über unsere Marseroberung wurden, wurden wir an die bedeutenden Herausforderungen erinnert, die der Einsatz auf dem Roten Planeten mit sich bringt, als der Spirit Rover das Mars-Team vor eine ernsthafte technische Herausforderung stellte.
Spirit landete am 4. Januar 2004 in einem Gebiet des Mars, das als Gusev-Krater bekannt ist. Nach achtzehn Tagen nahezu fehlerfreien Betriebs und nach Rückgabe bedeutender wissenschaftlicher Daten, einschließlich beeindruckender Bilder entfernter Hügel - und eines Felsens, der liebevoll als „Adirondack“ bezeichnet wurde - Spirit Rover entwickelte ein offensichtliches Kommunikationsproblem, das zunächst das gesamte Mars-Team verblüffte. In den folgenden Tagen sandte Spirit uns intermittierende Signale, und wir schickten dem Raumschiff zahlreiche Anfragen, um zu versuchen, die genaue Natur des Problems zu diagnostizieren.
Wir konnten feststellen, dass das Problem mit Software zusammenhängt, und das Team von JPL entwickelte die erforderlichen Verfahren und Protokolle, um Spirit wieder in Betrieb zu nehmen. Wäre das Kommunikationsproblem von Spirit ein Hardwareproblem gewesen, wären wir aus offensichtlichen Gründen in einer viel schlimmeren Lage. Spirit arbeitet jetzt wie beabsichtigt und erforscht weiterhin die Marsumgebung.
Die tatsächliche Datenübertragung vom Abstieg von Spirit auf die Marsoberfläche bot auch erhebliche Vorteile für das Team, das die Landung des zweiten Marsrovers, Opportunity, plante. Die tatsächlichen Abstiegsdaten des ersten Raumfahrzeugs wurden verwendet, um unsere Modelle des Verhaltens der Marsatmosphäre und des Marswetters zu bestätigen - Modelle, auf die wir uns bei der Planung des Abstiegs von Opportunity stützten. Die Daten von Spirit zeigten, dass der Abstieg zwar innerhalb der vorhergesagten Grenzen unseres Konstruktionsmodells lag, jedoch nahe am Rand der erwarteten Ränder lag.
Mit diesem neuen Wissen ausgestattet, entschied sich die NASA, den Fallschirm von Opportunity früher zu öffnen, um einen langsameren Abstieg und eine sanftere Ankunft auf dem Roten Planeten zu ermöglichen. Am 25. Januar 2004 prallte Opportunity auf die gegenüberliegende Seite des Mars - in einem Gebiet namens Meridiani Planum - von wo aus sein Zwilling gelandet war.
Der neue Landeplatz war in mehr als nur einer Entfernung „eine Welt entfernt“ vom Gusev-Krater. Die ersten Bilder, die später an diesem Tag übertragen wurden, faszinierten das Wissenschaftsteam und enthüllten einen Bereich mit dunklem Boden und möglichem Grundgestein - ein Merkmal, nach dem wir lange gesucht, aber noch nie zuvor auf der Oberfläche eines Planeten gesehen haben -, durchsetzt mit Flecken des bekannteren roten Marsbodens. Diese Marsregion interessierte Planetengeologen besonders, weil sie glaubten, dass sie reichlich Hämatit enthalten könnte, ein Mineral, das sich auf der Erde normalerweise in Gegenwart von hartnäckigem flüssigem Wasser gebildet hat. Wir wissen jetzt, dass ihr Verdacht richtig war.
Am 2. März 2004 gab die NASA bekannt, dass der Opportunity Rover starke Beweise dafür gefunden hat, dass das Gebiet namens Meridiani Planum einst klatschnass war. Hinweise, die in einem Felsvorsprung gefunden wurden, führten Wissenschaftler zu dieser wichtigen Schlussfolgerung. Hinweise auf die Zusammensetzung der Gesteine, wie das Vorhandensein von Sulfaten und Salzen, und die physikalischen Eigenschaften der Gesteine (z. B. Nischen, in denen einst Kristalle wuchsen), trugen dazu bei, eine wässrige Geschichte zu begründen. Dieses Gebiet ist wissenschaftlich überzeugend, und wir beabsichtigen, es genauer zu untersuchen und hoffentlich weitere Geheimnisse des Roten Planeten zu enthüllen.
Missionen zum Mars werden ungefähr alle zwei Jahre (26 Monate) gestartet, wenn die Orbitalausrichtung von Erde und Mars die Verwendung der Mindestmenge an Treibstoff auf der langen Reise ermöglicht. Bei jeder dieser Startmöglichkeiten plant die NASA, Roboter-Raumschiffe zum Mars zu schicken, um weiter nach Beweisen für Wasser zu suchen, die Felsen und den Boden des Planeten zu untersuchen und zu versuchen, die Frage zu beantworten: "Ist jemals Leben auf dem Mars entstanden?" Das Mars-Explorationsprogramm wird diese Frage angehen, indem es versucht, den aktuellen Zustand und die Entwicklung der Atmosphäre, Oberfläche und des Inneren des Mars, das Potenzial für das Leben auf dem Mars in der Vergangenheit oder Gegenwart systematisch zu verstehen und Wissen und Entwicklung zu entwickeln Technologie, die für die zukünftige Erforschung des Menschen notwendig ist.
Mars-Programm der NASA
Dieses Programm ist das Ergebnis eines intensiven Planungsprozesses, an dem die breite Wissenschafts- und Technologiegemeinschaft beteiligt ist. Das Programm beinhaltet die Lehren aus früheren Missionen und baut auf wissenschaftlichen Entdeckungen aus vergangenen und laufenden Missionen auf und reagiert darauf. Zusätzlich zu den MERs sind Missionen, die diesen systematischen Ansatz zur Marserkundung umfassen:
1. Mars Global Surveyor (MGS) - Diese Mission wurde 1996 gestartet und liefert weiterhin eine beispiellose Menge an Daten zu Oberflächenmerkmalen und -zusammensetzung, Atmosphäre, Wetter und magnetischen Eigenschaften des Mars. Wissenschaftler verwenden die aus dieser Mission gesammelten Daten, um die Erde durch Vergleich mit dem Mars kennenzulernen und einen umfassenden Datensatz zu erstellen, der bei der Planung künftiger Missionen hilft. MGS dient auch als Telekommunikationsrelais für die MER-Missionen sowie als Gerät zum Fotografieren von auf der Oberfläche gelandeten Raumfahrzeugen wie den Rovers.
2. Mars Odyssey - Der 2001 gestartete Odyssey-Orbiter kartiert derzeit die Mineralogie und Morphologie der Marsoberfläche und erreicht gleichzeitig eine globale Kartierung der Elementzusammensetzung der Oberfläche und der Häufigkeit von Wasserstoff im flachen Untergrund. Seine Wasserstoffkarten deuten auf große Mengen oberflächennahen Wassereises in den Polarregionen des Planeten hin. Es dient auch als Telekommunikationsrelais für die MER-Missionen.
3. Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) - MRO soll 2005 starten und sich darauf konzentrieren, die Oberfläche in beispiellosen neuen Maßstäben zu analysieren, um verlockenden Hinweisen auf Wasser zu folgen, die in Bildern des MGS- und Odyssey-Raumfahrzeugs entdeckt wurden, und um die Lücke zwischen diesen zu schließen Oberflächenbeobachtungen und Messungen aus der Umlaufbahn. Zum Beispiel wird MRO Tausende von Marslandschaften mit einer Auflösung von 20 bis 30 Zentimetern (8 bis 12 Zoll) messen, um Merkmale von der Größe von Strandbällen zu beobachten und gleichzeitig ihre Mineralogien abzubilden. Dies wird der NASA helfen, zukünftige gelandete Laboratorien auf die besten Standorte auszurichten, um nach Beweisen für das Leben zu suchen.
4. Phoenix - Der Start dieser Mission ist für 2007 geplant. Sie wird eine stationäre, oberflächenbasierte Untersuchung des in Marsböden enthaltenen Wassereises durchführen sowie nach organischen Molekülen suchen und die moderne Klimadynamik beobachten. Ziel ist es, dem Wasser zu folgen und Indikatormoleküle an Standorten mit hohen Breitengraden zu messen, an denen Mars Odyssey Hinweise auf große Wassereiskonzentrationen im Marsboden entdeckt hat. Phoenix wurde als erste der konkurrierenden Mars Scout-Missionen ausgewählt.
5. Mars Science Laboratory (MSL) - Der Start dieses Rovers der nächsten Generation ist für 2009 geplant und stellt einen großen Sprung bei den Oberflächenmessungen dar und ebnet den Weg für zukünftige Missionen zur Probenrückgabe und Astrobiologie. Eine langlebige Stromquelle ist geplant, damit das Wissenschaftslabor bis zu zwei Jahre lang Experimente durchführen kann. Instrumente für dieses Oberflächenlabor können direkte Hinweise auf organische Materialien liefern, sofern vorhanden, und können bis zu mehreren Fuß unter der Oberfläche suchen. MSL wird auch Technologien für eine genaue Landung und Vermeidung von Gefahren demonstrieren, um möglicherweise vielversprechende, aber schwer erreichbare wissenschaftliche Standorte zu erreichen. Der Landeplatz basiert auf Beobachtungen des Mars Reconnaissance Orbiter. In den folgenden zehn Jahren plant die NASA von 2011 bis 2018 weitere wissenschaftliche Orbiter, Rover und Lander sowie die erste Mission, bei der die vielversprechendsten Mars-Proben auf die Erde zurückgebracht werden.
Aktuelle Strategien sehen vor, dass die erste Probenrückführungsmission bis 2014 gestartet wird. Optionen, die die Anzahl der gestarteten Missionen erheblich erhöhen und / oder den Explorationsplan beschleunigen würden, werden derzeit geprüft. In diesem Zeitraum wird auch eine Technologieentwicklung für fortschrittliche Funktionen wie miniaturisierte oberflächenwissenschaftliche Instrumente und Tiefbohrungen bis zu mehreren hundert Fuß durchgeführt.
Die NASA hat eine Kampagne zur Erforschung des Mars entwickelt, die sich im Laufe der Zeit ändern und anpassen wird, je nachdem, was bei jeder Mission entdeckt und gelernt wird. Der Plan soll ein robustes, flexibles und langfristiges Programm sein, das die höchste Erfolgswahrscheinlichkeit bietet. Wir bewegen uns von der frühen Ära der globalen Kartierung und begrenzten Oberflächenerkundung zu einem viel intensiveren und auf Entdeckungen ansprechenden Ansatz. Wir werden eine dauerhafte Präsenz in der Umlaufbahn um den Mars und an der Oberfläche aufbauen und einige der wissenschaftlich vielversprechendsten und faszinierendsten Orte der Welt über einen längeren Zeitraum erkunden.
Wir planen, „dem Wasser zu folgen“, damit wir in nicht allzu ferner Zukunft endlich die Antworten auf die weitreichendsten Fragen über den Roten Planeten kennen, die wir Menschen über Generationen hinweg gestellt haben: Ist dort jemals Leben entstanden? und existiert dort jetzt Leben?
Was kommt als nächstes
Am 14. Januar 2003 kündigte Präsident Bush seine neue Vision für die NASA und das Weltraumprogramm der Nation an. Erst im vergangenen Monat wurde das Budget des Präsidenten für das Geschäftsjahr 2005 veröffentlicht. Beide Ereignisse unterstützen und stärken die Vision der NASA für die Erforschung des Mars im nächsten Jahrzehnt und darüber hinaus. Der umfassende, robotergestützte Ansatz der NASA zur Erforschung des Mars und zum Erlernen der Feinheiten seiner Umgebung wird nicht nur darauf abzielen, die in diesem Zeugnis dargelegten wissenschaftlichen Ziele zu erreichen, sondern auch als solide Grundlage für die Vision des Präsidenten dienen, schließlich eine menschliche Erkundungsmission zum Mars durchzuführen .
Originalquelle: Astrobiology Magazine
