Es folgt Teil 2 eines Auszugs aus meinem neuen Buch „Unglaubliche Geschichten aus dem Weltraum: Ein Blick hinter die Kulissen der Missionen, die unsere Sicht auf den Kosmos verändern“. Das Buch bietet einen Einblick in mehrere aktuelle NASA-Robotermissionen. Dieser Auszug ist Teil 2 von 3, der hier im Space Magazine in Kapitel 2, „Roving Mars with Curiosity“, veröffentlicht wird. Sie können Teil 1 hier lesen. Das Buch ist in gedruckter Form oder als E-Book (Kindle oder Nook) bei Amazon und Barnes & Noble erhältlich.
Leben auf dem Mars Zeit
Die Landung erfolgte um 22:30 Uhr in Kalifornien. Das MSL-Team hatte wenig Zeit zum Feiern, wechselte sofort zum Missionsbetrieb und plante den ersten Aktivitätstag des Rovers. Das erste Planungstreffen des Teams begann um 1 Uhr morgens und endete gegen 8 Uhr morgens. Sie waren die ganze Nacht wach und hatten einen fast 40-Stunden-Tag.
Dies war ein schwieriger Beginn der Mission für die Wissenschaftler und Ingenieure, die von der „Marszeit“ leben mussten.
Ein Tag am Mars ist 40 Minuten länger als der Tag der Erde, und während der ersten 90 Mars-Tage - Sols genannt - der Mission arbeitete das gesamte Team in Schichten rund um die Uhr, um den neu gelandeten Rover ständig zu überwachen. Nach dem gleichen Tagesplan wie der Rover zu arbeiten, bedeutete einen sich ständig verändernden Schlaf- / Wachzyklus, bei dem das MSL-Team seine Zeitpläne täglich um 40 Minuten änderte, um mit den Tages- und Nachtplänen auf dem Mars synchron zu bleiben. Wenn Teammitglieder am nächsten Tag um 9:00 Uhr zur Arbeit kamen, kamen sie um 9:40 Uhr und am nächsten Tag um 10:20 Uhr und so weiter.
Diejenigen, die die Marszeit durchlebt haben, sagen, dass sich ihre Körper ständig Jetlag fühlen. Einige Leute schliefen bei JPL, um den Zeitplan ihrer Familie nicht zu stören, andere trugen zwei Uhren, damit sie wussten, wie spät es auf zwei Planeten war.
Ungefähr 350 Wissenschaftler aus der ganzen Welt waren an MSL beteiligt, und viele von ihnen blieben während der ersten 90 Sols der Mission bei JPL und lebten auf der Marszeit.
Es dauerte jedoch weniger als 60 Tage, bis das Team die erste große Entdeckung von Curiosity bekannt gab.
Wasser Wasser …
Ashwin Vasavada ist in Kalifornien aufgewachsen und hat gute Kindheitserinnerungen daran, wie er mit seiner Familie Staats- und Nationalparks im Südwesten der USA besucht, zwischen Sanddünen spielt und in den Bergen wandert. Er ist jetzt in der Lage, beides auf einem anderen Planeten zu tun, stellvertretend durch Neugier. An dem Tag, als ich Vasavada Anfang 2016 in seinem Büro bei JPL besuchte, navigierte der Rover durch ein Feld riesiger Sanddünen am Fuße des Mount Sharp, wobei einige Dünen 9 Meter über dem Rover aufragten.
"Es ist einfach faszinierend, Dünen auf einem anderen Planeten zu sehen", sagte Vasavada. „Und je näher wir dem Berg kommen, desto fantastischer wird die Geologie. Dort ist so viel passiert, und wir haben so wenig Verständnis dafür… bis jetzt. “
Zu der Zeit, als wir uns unterhielten, näherte sich Curiosity vier Erdjahren auf dem Mars. Der Rover untersucht jetzt diese verlockenden Sedimentschichten auf dem Berg. Im Detail scharf. Aber zuerst musste es durch die „Bagnold Dunes“ navigieren, die eine Barriere entlang der nordwestlichen Flanke des Berges bilden. Hier macht Curiosity das, was Vasavada "Flyby Science" nennt, und hält kurz an, um die Sandkörner der Dünen zu untersuchen und zu untersuchen, während sie sich so schnell wie möglich durch das Gebiet bewegen.
Vasavada arbeitet jetzt als leitender Projektwissenschaftler für die Mission und spielt eine noch größere Rolle bei der Koordinierung der Mission.
"Es ist ein ständiges Gleichgewicht, Dinge schnell, sorgfältig und effizient zu erledigen und die Instrumente in vollen Zügen zu nutzen", sagte er.
Seit der erfolgreichen Landung im August 2012 hat Curiosity Zehntausende von Bildern vom Mars zurückgesendet - von weitläufigen Panoramen bis hin zu extremen Nahaufnahmen von Felsen und Sandkörnern, die alle dazu beitragen, die Geschichte der Marsvergangenheit zu erzählen.
Die Bilder, die das Publikum am meisten zu lieben scheint, sind die „Selfies“, die Fotos, die der Rover von sich selbst auf dem Mars macht. Die Selfies sind nicht nur ein einzelnes Bild wie das, das wir mit unseren Handys aufnehmen, sondern ein Mosaik, das aus Dutzenden von separaten Bildern erstellt wurde, die mit der MAHLI-Kamera (Mars Hand Lens Imager) am Ende des Roboterarms des Rovers aufgenommen wurden. Weitere Fanfavoriten sind die Bilder, die Curiosity von der herrlichen Marslandschaft macht, wie ein Tourist, der seine Reise dokumentiert.
Vasavada hat einen einzigartigen persönlichen Favoriten.
"Für mich ist das aussagekräftigste Bild von Curiosity wirklich kein so tolles Bild", sagte er, "aber es war eine unserer ersten Entdeckungen, daher hat es eine emotionale Bindung dazu."
Innerhalb der ersten 50 Sols fotografierte Curiosity das, was Geologen Konglomerate nennen: einen Stein aus zusammengeklebten Kieselsteinen. Aber dies waren keine gewöhnlichen Kieselsteine - es waren Kieselsteine, die von fließendem Wasser getragen wurden. Zufällig hatte der Rover ein uraltes Flussbett gefunden, in dem einst heftig Wasser floss. Anhand der Größe der Kieselsteine konnte das Wissenschaftsteam interpretieren, dass sich das Wasser etwa 1 Meter pro Sekunde bewegte, mit einer Tiefe zwischen einigen Zoll und mehreren Fuß.
"Wenn Sie dieses Bild sehen und ob Sie ein Gärtner oder ein Geologe sind, wissen Sie, was dies bedeutet", sagte Vasasvada aufgeregt. „Bei Home Depot werden die abgerundeten Felsen für die Landschaftsgestaltung Flusskiesel genannt! Es war umwerfend für mich zu glauben, dass der Rover durch ein Bachbett fuhr. Das Bild, das wirklich nach Hause gebracht wurde, dort floss vor langer Zeit tatsächlich Wasser, wahrscheinlich knöcheltief bis hüfthoch. “
Vasavada sah nach unten. "Es lässt mich immer noch erschauern, wenn ich nur daran denke", sagte er, und seine Leidenschaft für Erforschung und Entdeckung war sichtbar.
Von dieser frühen Entdeckung an fand Curiosity immer mehr wasserbezogene Beweise. Das Team nahm ein kalkuliertes Glücksspiel und fuhr nicht direkt in Richtung Mt. Sharp machte einen kleinen Abstecher nach Osten in ein Gebiet namens "Yellowknife Bay".
"Yellowknife Bay war etwas, was wir bei den Orbitern gesehen haben", erklärte Vasavada, "und es schien einen Trümmerfächer zu geben, der von einem Fluss gespeist wurde - ein Beweis für fließendes Wasser in der alten Vergangenheit."
Hier erfüllte Curiosity eines seiner Hauptziele: festzustellen, ob der Gale Crater jemals für einfache Lebensformen bewohnbar war. Die Antwort war ein klares Ja. Der Rover nahm zwei Steinplatten mit dem Bohrer und fütterte SAM, das Bordlabor, mit Portionen in der Größe eines halben Babys. SAM identifizierte Spuren von Elementen wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und mehr - die Grundbausteine des Lebens. Es wurden auch Schwefelverbindungen in verschiedenen chemischen Formen gefunden, eine mögliche Energiequelle für Mikroben.
Die von den anderen Instrumenten von Curiosity gesammelten Daten erstellten ein Porträt, in dem detailliert dargestellt wurde, wie dieser Ort einst ein schlammiger See mit mildem - nicht saurem - Wasser war. Fügen Sie die wesentlichen elementaren Zutaten für das Leben hinzu, und vor langer Zeit wäre Yellowknife Bay der perfekte Ort für lebende Organismen gewesen, um sich auszuruhen. Während dieser Befund nicht unbedingt bedeutet, dass es auf dem Mars vergangene oder gegenwärtige Leben gibt, zeigt er, dass die Rohstoffe vorhanden waren, damit das Leben dort auf einmal in einer gutartigen Umgebung beginnen kann.
"Die bewohnbare Umgebung in Yellowknife Bay zu finden war wunderbar, weil sie wirklich die Fähigkeit zeigte, dass unsere Mission so viele verschiedene Dinge messen kann", sagte Vasavada. „Es entstand ein wundervolles Bild von Bächen, die in eine Seeumgebung flossen. Genau das haben wir dorthin geschickt, um es zu finden, aber wir dachten nicht, dass wir es so früh in der Mission finden würden. "
Dennoch könnte dieses Seeufer durch ein einmaliges Ereignis in nur Hunderten von Jahren entstanden sein. Der „Jackpot“ wäre, Hinweise auf langfristiges Wasser und Wärme zu finden.
Diese Entdeckung dauerte etwas länger. Aber persönlich bedeutet es Vasavada mehr.
Das Marsklima war eines von Vasavadas frühen Interessen in seiner Karriere und er verbrachte Jahre damit, Modelle zu entwickeln, um die alte Geschichte des Mars zu verstehen.
„Ich bin mit Bildern des Mars von der Wikinger-Mission aufgewachsen“, sagte er, „und dachte an einen kargen Ort mit gezacktem Vulkangestein und einem Haufen Sand. Dann hatte ich all diese theoretischen Arbeiten über das Marsklima durchgeführt, dass Flüsse und Ozeane vielleicht einmal auf dem Mars existierten, aber wir hatten keine wirklichen Beweise. “
Deshalb ist die Entdeckung, die Curiosity Ende 2015 gemacht hat, für Vasavada und sein Team so aufregend.
"Wir haben nicht nur die abgerundeten Kieselsteine und Überreste des schlammigen Seebodens in der Yellowknife Bay gesehen, sondern entlang der gesamten Strecke", sagte Vasavada. „Wir haben zuerst Flusskiesel gesehen und dann Sandsteine gekippt, wo der Fluss in Seen mündete. Dann, als wir zum Berg kamen. Scharf, wir haben riesige Felsflächen aus dem Schlamm gesehen, der sich aus den Seen abgesetzt hat. “
Die Erklärung, die am besten zur „Morphologie“ in dieser Region passt - dh zur Konfiguration und Entwicklung von Gesteinen und Landformen - sind Flüsse, die Deltas bilden, wenn sie in einen See münden. Dies geschah wahrscheinlich vor 3,8 bis 3,3 Milliarden Jahren. Und die Flüsse lieferten Sedimente, die langsam die unteren Schichten des Berges aufbauten. Scharf.
„Meine Güte, wir haben jetzt dieses vollständige System gesehen“, erklärte Vasavada, „und gezeigt, wie wahrscheinlich die gesamten unteren paar hundert Meter des Mount Sharp von diesen Fluss- und Seesedimenten niedergelegt wurden. Das bedeutet, dass dieses Ereignis nicht Hunderte oder Tausende von Jahren gedauert hat. Es dauerte Millionen von Jahren, bis Seen und Flüsse vorhanden waren, um den Grund des Berges Millimeter für Millimeter langsam aufzubauen. “
Dafür brauchte der Mars auch eine dickere Atmosphäre als jetzt und eine Treibhausgaszusammensetzung, die Vasavada laut eigenen Angaben noch nicht ganz herausgefunden hat.
Aber dann, irgendwie dramatischer Klimawandel, ließ das Wasser verschwinden und Winde im Krater schnitzten den Berg in seine aktuelle Form.
Der Rover war genau an der richtigen Stelle gelandet, denn hier in einem Gebiet wurde ein Großteil der Umweltgeschichte des Mars aufgezeichnet, einschließlich der Hinweise auf eine wesentliche Veränderung des Klimas auf dem Planeten, als das Wasser, das einst den Gale Crater mit Sedimenten bedeckte, austrocknete.
"Dies alles ist jetzt ein wesentlicher Treiber für das, was wir über das frühe Klima des Mars erklären müssen", sagte Vasavada. "Mit einem einzigen Ereignis wie einem Meteoritenschlag bekommt man nicht Millionen von Jahren Klimawandel. Diese Entdeckung hat weitreichende Auswirkungen auf den gesamten Planeten, nicht nur auf den Gale Crater. “
Andere Entdeckungen
• Silica: Der Rover machte eine völlig unerwartete Entdeckung von hochgradigen Silica-Gesteinen, als er sich dem Berg näherte. Scharf. "Dies bedeutet, dass der Rest der normalen Elemente, die Steine bilden, entfernt wurde oder dass irgendwie viel zusätzliches Siliciumdioxid hinzugefügt wurde", sagte Vasavada. "Beide sind sehr interessant und unterscheiden sich sehr von den Gesteinen, die wir zuvor gesehen hatten. Es ist eine so facettenreiche und merkwürdige Entdeckung, dass wir eine Weile brauchen werden, um es herauszufinden. "
• Methan auf dem Mars: Methan ist normalerweise ein Zeichen für Aktivitäten mit organischer Substanz - möglicherweise sogar für Leben. Auf der Erde entstehen etwa 90 Prozent des atmosphärischen Methans aus dem Abbau organischer Stoffe. Auf dem Mars wurde Methan im Laufe der Jahre von anderen Missionen und Teleskopen entdeckt, aber es war schwach - die Messwerte schienen zu kommen und zu gehen und sind schwer zu überprüfen. Im Jahr 2014 beobachtete das abstimmbare Laserspektrometer innerhalb des SAM-Instruments über einen Zeitraum von zwei Monaten einen zehnfachen Anstieg des Methans. Was hat den kurzen und plötzlichen Anstieg verursacht? Die Neugier wird weiterhin die Methanwerte überwachen und hoffentlich eine Antwort auf die jahrzehntelange Debatte geben.
• Strahlungsrisiken für menschliche Entdecker: Sowohl während ihrer Reise zum Mars als auch an der Oberfläche hat Curiosity die energiereiche Strahlung der Sonne und des Weltraums gemessen, die ein Risiko für Astronauten darstellt. Die NASA wird Daten aus den Daten des Radiation Assessment Detector (RAD) -Instruments Curiosity verwenden, um zukünftige Missionen so zu gestalten, dass sie für menschliche Entdecker sicher sind.
Morgen: Der Abschluss dieses Kapitels, einschließlich "Wie man einen Marsrover fährt" und "Das Biest". Teil 1 ist hier verfügbar.
"Unglaubliche Geschichten aus dem Weltraum: Ein Blick hinter die Kulissen der Missionen, die unsere Sicht auf den Kosmos verändern" wird von Page Street Publishing, einer Tochtergesellschaft von Macmillan, veröffentlicht.
