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06.08.2012: Neugierig auf Mars - Der amerikanische Rover Curiosity ist erfolgreich auf unserem roten Nachbar-Planeten gelandet.

Neugierig auf Mars

Meine Meinung
am
06.08.2012
Der amerikanische Rover Curiosity ("Neugierde") ist erfolgreich auf unserem roten Nachbar-Planeten gelandet. Planet Mars
Astronomie
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Curiosity untersucht Mars-Gestein
Curiosity befriedigt seine Neugierde:
Ein Laserstrahl der ChemCam verdampft Mars-Gestein,
dessen Spektrum auf diese Weise untersucht werden kann
(künstlerische Darstellung)

Nachdem die systematische Erforschung des Planeten Mars in den letzten Jahren beinahe zur Routine geworden ist, gelang der NASA und dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) jetzt doch mal wieder eine sensationelle Mission, die auch in den Medien viel Beachtung fand. Am 06. August 2012 wurde mit der erfolgreichen Landung des Rovers Curiosity das Mars Science Laboratory (MSL) eingerichtet. Curiosity ist das bisher grösste mobile Untersuchungsgerät, das jemals auf dem Mars eingesetzt wurde, und seine Aufgabe besteht darin, die Lebensfreundlichkeit des roten Planeten in Gegenwart und Vergangenheit zu erforschen. Mit der Entdeckung ausserirdischer Lebensformen ist wohl nicht zu rechnen, aber Curiosity besitzt die für die Suche nach Leben notwendigen Instrumente und lotet jetzt schon die Möglichkeiten für eine Besiedelung des Mars in ferner Zukunft aus. Das MSL mit Curiosity war bereits am 26. November 2011 von der Erde gestartet und kostete bis dahin schon die stolze Summe von 2,5 Mrd. US-Dollar, die sich aus wissenschaftlicher Sicht jedoch bestimmt lohnen wird.

Der Himmels-Kran
Der Rover Curiosity wurde vom SkyCrane sanft auf der Mars-Oberfläche abgesetzt
(künstlerische Darstellung)

Da Curiosity für die seit 1997 von Pathfinder/Sojourner, sowie von Spirit und Opportunity bekannten Airbag-Landungen viel zu schwer ist, musste eine völlig neue, nicht weniger spektakuläre Methode entwickelt werden, um den Rover unbeschadet auf den Mars zu bringen. Nach der üblichen Abbremsung mit Hilfe eines Hitzeschilds und eines Fallschirms kam dicht über dem Marsboden der unkonventionelle SkyCrane ("Himmels-Kran") zum Einsatz. Dabei handelte es sich um eine düsengetriebene Abstiegsstufe, die Curiosity an 8 Meter langen Seilen vollautomatisch und so sanft absetzte, dass der Rover dafür keine speziellen Stossdämpfer benötigte. Die gesamte Einsatzdauer des aufwendigen SkyCrane betrug allerdings gerade einmal 13 Sekunden, denn nachdem er seine Aufgabe erfüllt hatte gab er noch einmal Gas, um in ca. 100 Meter Entfernung von der sicher gelandeten Curiosity geplant abzustürzen.
Die Landestelle von Curiosity befindet sich südlich von der Ebene Elysium Planitia im Gale-Krater, von dem man hofft, dass er einen besonders leichten Zugang zu verschiedenen Gesteinsschichten und Sedimenten ermöglicht. Trotz oder gerade wegen des komplizierten Lande-Verfahrens hat Curiosity übrigens genau ins Schwarze getroffen und praktisch punktgenau am vorgesehenen Zielort aufgesetzt. Aber der 6-rädrige Rover soll natürlich nicht einfach dort bleiben, wo er gelandet ist, denn er kann sich mit immerhin 4 cm pro Sekunde fortbewegen. Dabei kann er kleinere Hindernisse selbständig überwinden oder umfahren und ist nicht bei jeder Bewegung auf Steuerbefehle von der Erde angewiesen, die erst mit einer Verzögerung von bis zu 40 Minuten ankommen. Diese Agilität wird durch eine Software aus ca. 2,5 Millionen Zeilen C-Code auf dem Betriebssystem VxWorks ermöglicht, das bereits bei früheren Mars-Missionen eingesetzt wurde und z.B. auch von irdischen Digital-Kameras verwendet wird. Aus Sicherheitsgründen wird Curiosity allerdings deutlich unter seiner Höchstgeschwindigkeit bleiben und pro Tag nur 100 bis 300 Meter zurücklegen. Wenn auch nur im Schneckentempo, wird sich das Jet Propulsion Laboratory aber trotzdem im Marsboden verewigen, denn die Reifen von Curiosity hinterlassen eine Spur aus Morsezeichen, die kontinuierlich die Buchstaben "JPL" wiederholen (.--- .--. .-..).

Umgebung von Curiosity
Eine der ersten Farbaufnahmen von Curiosity zeigt die im Dunst liegenden Wände des Gale-Kraters nördlich der Landestelle.

Um seine Forschungsziele zu erreichen, ist Curiosity mit einer reichhaltigen Palette an Instrumenten ausgerüstet. Auf einem Mast sind nicht nur die üblichen Kameras angebracht, die auch 3D-Bilder liefern können, sondern zusätzlich noch eine ChemCam, deren Laser Gestein verdampfen kann und deren Spektrometer die Zusammensetzung dieses Dampfs untersucht. Ein sehr beweglicher Roboterarm kann mit einer Schaufel oder einem Bohrer Proben des Marsbodens entnehmen, die im Inneren des Rovers u.a. mit Röntgenstrahlen (Chemistry & Mineralogy, CheMin) oder mit einem Gaschromatographen chemisch analysiert werden können (Sample Analysis at Mars, SAM). Dabei würden auch organisches Material und Spuren von Leben erkannt. Zusätzlich verfügt Curiosity noch über einige weitere Messgeräte für z.B. meteorologische oder radiologische Untersuchungen, sowie über kleinere Kameras und Sensoren, die die Fahrt überwachen. Die Kommunikation mit der Erde, um die gewonnenen Daten zu versenden und neue Befehle zu empfangen, wird per Funk über den Mars Reconnaissance Orbiter abgewickelt, der den Mars schon seit 2006 umkreist und als Relais-Station dient. Im Notfall könnte diese Aufgabe aber auch von dem Orbiter Mars Odyssey oder sogar von der ESA-Sonde Mars Express übernommen werden.
Über eines verfügt Curiosity jedoch nicht, nämlich über Solarzellen zur Stromversorgung. Stattdessen wird der Rover von einer Radionuklidbatterie mit 4,8 kg hochgiftigem Plutoniumdioxid angetrieben. Dieses liegt zwar in Form einer extrem widerstandsfähigen Plutoniumkeramik vor, die zusätzlich noch mehrfach gegen den Austritt radioaktiven Staubs gesichert ist, aber die NASA gab die Wahrscheinlichkeit eines Unfalls beim Start mit Freisetzung von Radioaktivität auf der Erde mit noch immerhin 0,4 Prozent an. Das Risiko war also erheblich höher als das einer Kernschmelze in einem Atomkraftwerk, wenn auch die zu erwartenden Gesundheitsschäden sehr viel geringer wären. Trotz der sonstigen Vorteile einer Radionuklidbatterie als langlebiger, starker und unabhängiger Energiequelle hinterlassen solche Begleitumstände bei der MSL-Mission leider einen bitteren Beigeschmack. Da alles gut gegangen ist, darf man sich jetzt aber erst mal auf faszinierende Bilder und viele neue Erkenntnisse über unseren Nachbar-Planeten Mars freuen.

Curiosity im Grössenvergleich
Curiosity (rechts) ist erheblich grösser als der Mars-Rover Sojourner der Pathfinder-Mission von 1997 (vorne links) oder als die Mars Exploration Rover Spirit und Opportunity von 2004 (hinten links) und übertrifft an Gewicht sogar die stationären Viking-Sonden von 1976.
Links zu Curiosity und MSL
MSL-Logo MSL: Mars Science Laboratory (Jet Propulsion Laboratory)
MSL: Mars Science Laboratory (NASA)
Mars Science Laboratory / Curiosity (Wikipedia)
Marskrater Gale (Wikipedia)

 
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