Freue mich sehr über den ersten Mars-Hubschaurber (Technikdemonstration). Das wird spannend und interessant werden, fliegende Hubschauber auf den Mars könnte die Erforschung des Mars. anderer Planeten und Monde revolutionieren.
Zum Beispiel „Dragonfly“, eine zukünftige Nasa-Mission zum Saturn-Mond Titan. Dabei soll eine fliegende Drohne dem Titan erkunden.
Technikdemonstrationen dienen dem Test unter realen Bedingungen, Deshalb ist der Hubschrauber erstmal ganz einfach aufgebaut um das zu testen was man schon Im Labor und anhand von Computersimulation gemacht hat. Bevor zum Beispiel einen Hubschrauber zum Mars bringt der eine tonne wiegt und mit allen möglichen Experimenten usw. ausgestattet ist.
Wenn der Test des ersten Mars-Hubschrauber gut läuft, können Entwickler und Forscher mehr Geld für zukünftige Hubschaauber-Projekte beantragen. Technikdemonstrationen sind so eine art Werbung für die Geldgeber, es ist somit einfacher Finanzmittel zu bekommen.
Neben der suche nach Leben auf den Mars freue ich mich auch über neue Kameraaufnahmen (Fallschirm-Öffnung usw.) und erstmals sogar Mikrofone die am Rover sind, mit der wir die Landung hören werden und später auch die Marsumgebung Akustisch wahrnehmen (Wetter usw.) können. Gute Öffentlichkeitsarbeit bzw. Werbung ist schließlich auch sehr wichtig – Besonder für Raumfahrtmuffel.
Solche Tonaufnahmen vom Mars können für Filmemacher, Gameentwickler, Softwareentwickler oder der Schaffung von Virtueller Realität interessant sein. Anwendungen gibt es dafür schon. Moderne Flugsimulationen am PC und Konsole setzen schon heute auf Satellitenbilder um dem Heimanwender das bemögliche Erlebnis an zu bieten. Gerade die Gamebranche ist darin bestrebt ihren Kunden zu begeistern.
Christian Dauck
Foto: Johns Hopkins APL
NASA sucht mit Rover Perseverance nach Spuren früheren Lebens
- Sieben wissenschaftliche Instrumente sind im Rover von der Größe eines Kleinwagens integriert.
- Kamera wird 360 Grad Panoramen in 3D und in Farbe mit DLR-Beteiligung bei der Datenauswertung liefern.
- 1,8-Kilogramm leichte Hubschrauberdrohne für erste Testflüge in der dünnen Marsatmosphäre an Bord.
- Missionsziel Krater Jezero beherbergte vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren einen See.
Künstlerische Darstellung des Marsrovers Perseverance der NASA-Mission Mars 2020. Die Mission wird nach ihrer Landung am 18. Februar 2021 im Krater Jezero nach Anzeichen von Lebensspuren (sogenannten Biosignaturen) suchen. Erstmals werden auch Boden- und Gesteinsproben gesammelt und auf der Marsoberfläche deponiert werden, um von einer späteren gemeinsamen Mission von NASA und ESA in den frühen 2030er-Jahren eingesammelt und zur Erde gebracht zu werden. Perseverance („Beharrlichkeit“) hat eine Masse von 1025 Kilogramm, die auf dem Mars eine Gewichtskraft von knapp 350 Kilogramm entfalten. Perseverance ist etwa 3 Meter lang, 2,7 Meter breit und hat einen Roboterarm mit einer Reichweite von 2,1 Metern. Aus etwa 2 Meter Höhe wird die Umgebung mit den Kameras auf dem Mast beobachtet werden.
Mit Perseverance (Beharrlichkeit), ihrem bisher komplexesten Marsrover, beginnt die NASA ein neues Kapitel bei der Suche nach Spuren von Leben auf dem Mars. Der Start des neuen Rovers soll am 30. Juli 2020 um 13:50 Uhr (MESZ) mit einer Atlas-V-Trägerrakete von Cape Canaveral in Florida stattfinden. Die Landung ist für den 18. Februar 2021 im Krater Jezero geplant. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist im Wissenschaftsteam der Mission Mars 2020 vertreten und an der Auswertung der Daten und Bilder beteiligt. Ziel der Mission ist es, anhand von Gesteins- und Sedimentanalysen genauer herauszufinden, wann der Mars ideale Bedingungen für Mikroorganismen gehabt haben könnte.
Erstmals in der Geschichte der Raumfahrt wird bei der Mission Mars 2020 ein Fluggerät mitgeführt: Der nur 1800 Gramm schwere Helikopter Ingenuity („Einfallsreichtum“) soll sich in der dünnen Marsatmosphäre autonom bis zu fünf Meter über die Landestelle von Perseverance erheben und Fotos der Umgebung machen. Tests auf der Erde haben gezeigt, dass dies mit der ultraleichten Hubschrauberdrohne auch in der im Vergleich zur Erde mehr als hundertmal dünneren Marsatmosphäre möglich sein wird. Die Spannweite der Rotorblätter beträgt 120 Zentimeter, sie werden mit 2400 Umdrehungen pro Minute rotieren. Die Energie von 350 Watt während der zunächst geplanten fünf Demonstrationsflüge wird durch Solarzellen und Lithiumionenbatterien geliefert.
Wenn der Rover Perseverance 2021 auf dem Mars landet, hat er erstmals in der Geschichte der Erkundung des Mars Behälter zum Einsammeln von Proben an Bord, die mit Bohrkernen aus einigen Zentimeter Tiefe gefüllt und für eine spätere Rücksendung zur Erde zunächst auf dem Mars deponiert werden sollen. Mittels mehrerer Folgemissionen sollen die Proben bis etwa Anfang der 2030er Jahre zur Erde transportiert werden. Insgesamt sieben wissenschaftliche Instrumente sind in den Rover von der Größe eines Kleinwagens und einer Masse von 1025 Kilogramm integriert, mit denen er die Geologie der Landestelle analysiert, nach Anzeichen früheren Lebens in Gestein und Sedimenten sucht und so die vielversprechendsten Proben für die spätere Analyse auf der Erde findet. Dazu hat die Mission Mars 2020 eine weitere Premiere im Gepäck: Eine kleine, 1,8-Kilogramm leichte Hubschrauberdrohne für erste Testflüge über der Landestelle in der dünnen Marsatmosphäre.
Marspanoramen in 3D und in Farbe
„Wir freuen uns sehr, bei dieser außergewöhnlichen Mission zum Mars im Wissenschaftsteam dabei zu sein“, sagt Nicole Schmitz vom DLR-Institut für Planetenforschung. „Besonders gespannt sind wir jetzt schon auf die ersten Bilder nach der Landung. Dann werden wir die Landestelle und das fast vier Milliarden Jahre alte Flussdelta das erste Mal aus der Perspektive der Roverkamera Mastcam-Z betrachten können.“ In die Prozessierung der Bilder der Stereokamera Mastcam-Z (Mast Camera, Zoom) fließt die langjährige Expertise der Berliner DLR-Planetenforscher ein, die sie bereits mit Kameratechnik bei den Missionen Mars Express, Dawn, MASCOT/Hayabusa2 und Philae/Rosetta gesammelt haben.
„Die beiden wissenschaftlichen Augen von Perseverance zur räumlichen Orientierung und mineralogischen Analyse befinden sich am ‚Kopf‘ des Rovers auf dem markanten Mast“, erklärt Frank Preusker vom DLR-Institut für Planetenforschung. „Zusammen werden sie in der Lage sein, 360-Grad-Panoramen in 3D und in Farbe zu liefern.“ Mit maximalem Zoom kann die Kamera sogar bei einzelnen Aufnahmen Objekte von gerade einmal der Größe einer Stubenfliege über die Länge eines Fußballfeldes hinweg sichtbar machen. Die wissenschaftliche Leitung der Mastcam-Z liegt bei der Arizona State University. Der Rover Perseverance verfügt insgesamt sogar über 23 Kameras, mehr als jede andere interplanetare Mission bisher.
Gesteinsanalyse unter dem Laserstrahl
In direkter Nachbarschaft zu den beiden Augen der Stereokamera befindet sich ebenfalls auf dem Mast des Rovers das Spektrometer SuperCam, ein Instrument, das kontaktlos eine Analyse der chemischen Zusammensetzung und Mineralogie in der Umgebung des Rovers erlaubt. „Wie der Vorgänger ‚ChemCam‘ auf dem Marsrover Curiosity nutzt das Spektrometer einen gepulsten Laser, um die Geochemie von Gestein und Boden zu untersuchen. Darüber hinaus setzt es drei weitere spektroskopische Techniken und ein Mikrofon ein, um den Mineralgehalt und die Härte des Gesteins zu untersuchen“, erklärt Susanne Schröder vom Berliner DLR-Institut für Optische Sensorsysteme, die sich im Wissenschaftsteam vor allem mit der der Datenanalyse der Laser-Spektroskopie befasst. Die wissenschaftliche Leitung der SuperCam liegt beim Los Alamos National Laboratory in New Mexico und bei IRAP/CNES in Toulouse, Frankreich.
Ein Flussdelta und ein See in einem Krater
Perseverance wird im Krater Jezero landen, der sich am westlichen Rand von Isidis Planitia befindet, einem der größten Einschlagsbecken auf dem Mars, nördlich des Marsäquators bei etwa 18 Grad Breite und 77 Grad Länge gelegen. Westlich von Isidis finden sich einige der ältesten und wissenschaftlich interessantesten Landschaften, die der Mars zu bieten hat. Hochauflösende digitale Geländemodelle, die aus Daten der DLR-Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Mission Mars Express gewonnen wurden, haben einen bedeutenden Betrag bei der Auswahl und Erforschung der Landestelle geleistet. Aus ihnen lassen sich wertvolle geologische Daten berechnen, wie das Volumen des Katers und des Deltas sowie Breite, Tiefe und Gefälle des Flusses, aber auch die Geländeneigung innerhalb der Landeellipse – eine der wichtigsten Faktoren für die Landestellenauswahl.
Dieses Bild zeigt den Nordwesten des Kraters Jezero, dem Landeplatz für die Mars 2020-Mission der NASA. Die Bilddaten wurden mit dem Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA aufgenommen. Vor Milliarden von Jahren erodierten Flüsse Täler in die Marsoberfläche, die häufig in Krater mündeten, wie in dieser Region ein Fluss im Neretva Vallis, der den Kraterrand von Jezero durchbrochen und seine mitgeführten Sedimente dort in Form eines Flussdeltas abgelagert hat. Die Untersuchung von Spektraldaten aus der Umlaufbahn zeigt, dass einige dieser Sedimente Mineralien enthalten, die auf eine chemische Veränderung durch Wasser hinweisen. Hier im Delta des Jezero-Kraters enthalten die Sedimente Tonminerale und Karbonate: Grüne Farbtöne deuten auf Magnesiumkarbonat (Kieserit) hin, blaue Töne auf Tonminerale mit hohem Eisen- und Magnesiumanteil, und braunrote Töne auf das Eisen-Magnesium-Mineral Olivin. Das Bild kombiniert Informationen des Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer für Mars (CRISM) und der Context Camera (CTX) auf MRO.
Sehr wahrscheinlich beherbergte der 45 Kilometer große Krater Jezero vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren einen See. Deutliche Anzeichen dafür liefert ein altes Flussdelta im Westen des Kraters, das wasserhaltige Minerale wie beispielsweise Tonminerale enthält. Daher stammt auch der Name des Kraters „Jezero“, der in mehreren slawischen Sprachen „See“ bedeutet. Wissenschaftler halten es für möglich, dass Flüsse, die in Jezero mündeten und durch ihn gespeist wurden organische Moleküle oder andere potenzielle Anzeichen mikrobiellen Lebens, vielleicht sogar Mikroorganismen, mit sich führten. Spuren dieses früheren Lebens könnte in den Ablagerungen des Flussdeltas oder den Seesedimenten von Jezero konserviert sein und sich heute dort finden lassen. Heute ist das flüssige Wasser auf der Oberfläche des Mars verschwunden und seine Atmosphäre auf weniger als ein Prozent des Erdatmosphärendrucks ausgedünnt.
Reger Besuch auf dem Mars
Perseverance ist mittlerweile der fünfte Rover, den die NASA zum Mars schickt. 1997 landete Sojourner im Rahmen der Mission Mars Pathfinder und sendete rund drei Monate lang Daten und Bilder vom Roten Planeten zur Erde. 2004 folgten die Zwillingsrover Spirit und Opportunity, die erstmals größere Strecken zurücklegten, bis der Marswinter 2007 die Kommunikation mit Spirit und ein Staubsturm 2018 schließlich mit Opportunity beendeten. 2012 landete der bis heute im Krater Gale aktive Rover Curiosity, der in vielerlei Hinsicht baugleich mit Perseverance ist. 2018 setzte zuletzt die Landeplattform InSight auf dem Mars auf, ein geophysikalisches Labor, das das Innere des Planeten unter anderem mit der selbsthämmernden Thermalsonde HP³ des DLR, dem „Marsmaulwurf“, erkundet. Der NASA-Rover Perseverance ist zunächst für eine Missionsdauer von einem Marsjahr (zwei Erdjahren) ausgelegt mit der Option auf eine Verlängerung der Mission.
Auch im nächsten Startfenster zum Mars im Jahr 2022 ist geplant, einen Rover von der Erde zum Roten Planeten zu schicken, der nach Spuren früheren Lebens suchen soll: Im Rahmen des ExoMars-Programms der ESA und der russischen Raumfahrtagentur Roscosmos wird der Rover Rosalind Franklin dabei unter anderem Proben aus bis zu zwei Metern Tiefe an die Marsoberfläche befördern und in seinem Inneren hochgenau nach Biosignaturen analysieren. In der Tiefe sind organische Verbindungen vor der Zerstörung durch kosmische Strahlung besser geschützt. Das DLR steuert einen wesentlichen Teil der wissenschaftlichen Nutzlast zu Rosalind Franklin bei: Eine hochauflösende Kamera auf dem Mast des Rovers wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, verschiedene Gesteine zu interpretieren und den bestmöglichen Platz für die Bohrungen festzulegen.
Plutonium-Stromquelle auf dem nächsten Marsrover der NASA installiert und Überprüfung der Startbereitschaft am Montag den 27.07.2020
Der Atomkraftgenerator für den Perseverance-Rover der NASA wurde auf dem Raumschiff auf einer Atlas 5-Rakete in Cape Canaveral installiert, und die Missionsmanager gaben am Mittwoch grünes Licht, um die Vorbereitungen für den Start des Rovers am 30. Juli in Richtung Mars fortzusetzen.
Der Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) des Rovers wurde von einem Vorbereitungsgebäude in die vertikale Integrationsanlage der Atlas 5-Rakete überführt und mit einem Kran auf eine Arbeitsplattform nahe der Spitze des 60 Meter hohen (197 Fuß hohen) Hubs gehoben ) Startprogramm.
Die Techniker steckten den Stromgenerator durch eine Zugangstür in die Nutzlastabdeckung des Atlas 5 und platzierten das Gerät am hinteren Ende des Perseverance-Rovers durch eine Öffnung auf der Rückschale des Raumfahrzeugs, die den Rover und sein Landesystem während der Fahrt von der Erde zur Erde umschließt Mars.
Laut Mary MacLaughlin, einer NASA-Sprecherin, wurde die 45-Kilogramm-Einheit am Montag auf dem Rover installiert.
Nach dem Anschließen der Befestigungsschrauben und der passenden elektrischen Leitungen versorgten die Bodenteams den Rover mit dem neu installierten MMRTG.
Die Stromquelle war die letzte Hauptkomponente, die dem Perseverance-Rover vor seinem geplanten Start nächste Woche hinzugefügt wurde. Der Rover ist das Herzstück der 2,4-Milliarden-Dollar-Mission Mars 2020 der NASA.
„Zu diesem Zeitpunkt wurde das Raumschiff eingeschaltet und wird es rund um die Uhr bleiben“, sagte Dave Gruel, Manager für Montage-, Test- und Startoperationen (ATLO) für die Mission Mars 2020. „Das Startbetriebsteam wird weiterhin den Zustand des Raumfahrzeugs überwachen, um sicherzustellen, dass es zum Start geht – nichts Glamouröses, aber ein wichtiger Teil der Arbeit.“
Das vom US-Energieministerium entwickelte MMRTG wandelt Wärme aus dem natürlichen radioaktiven Zerfall von Plutonium-238 – einem speziellen Isotop von Plutonium ohne Waffenqualität – in Elektrizität um. Der Generator enthält 4,8 kg Plutoniumdioxid-Kraftstoff.
Das Gerät erzeugt zu Beginn der Mission von Perseverance etwa 110 Watt Leistung, was in etwa der Leistungsaufnahme einer Glühbirne entspricht. Die Energieeffizienz des MMRTG sinkt um einige Prozent pro Jahr.
Das MMRTG lädt zwei Lithium-Ionen-Batterien auf dem Perseverance-Rover auf. Die Batterien werden den Roboter in Zeiten des Spitzenstromverbrauchs antreiben, wenn die NASA sagt, dass der Strombedarf während wissenschaftlicher Operationen auf dem Mars 900 Watt erreichen kann.
Fast 95 Prozent der vom MMRTG erzeugten Energie wird in Form von überschüssiger Wärme vorliegen. Dies wird dazu beitragen, die interne Elektronik des Perseverance Rovers bei den kalten Temperaturen auf der Marsoberfläche warm zu halten.
Die MMRTG ist die neueste in einer Reihe von Kernkraftquellen und Heizgeräten, die seit 1961 in mehr als 30 US-Weltraummissionen eingesetzt wurden.
Der 1-Tonnen-Perseverance-Rover ist ein Beinahe-Klon des Curiosity-Rovers der NASA, der 2011 gestartet und im August 2012 auf dem Mars gelandet ist. Perseverance verfügt über eine verbesserte Reihe wissenschaftlicher Instrumente, darunter verbesserte Kameras und eine Nutzlast, um die Erzeugung von Sauerstoff aus Kohlendioxid zu demonstrieren in der Marsatmosphäre eine Schlüsselfähigkeit für zukünftige menschliche Expeditionen.
Der Ingenuity Mars Helicopter der NASA begleitet den Perseverance Rover auch zum Roten Planeten. Nach der Landung auf dem Mars am 18. Februar 2021 wird der Rover die solarbetriebene Drohne für eine Reihe von Testflügen einsetzen. Der Ingenuity-Hubschrauber – mit sich drehenden Blättern mit einem Durchmesser von etwa 1,2 Metern – wird versuchen, das erste Drehflüglerflugzeug zu werden, das in der Atmosphäre eines anderen Planeten fliegt.
Ein Hauptziel für den neuen Marsrover der NASA ist die Sammlung von Gesteinsproben mit einem Bohrer. Die Proben werden in ultrareinen Röhrchen versiegelt, damit sie von einer zukünftigen Robotermission zur Erde zurückkehren können.
Das MMRTG für den Perseverance Rover enthält eine kleine Menge Plutonium-238, die in den letzten Jahren vom Energieministerium hergestellt wurde. Die Vereinigten Staaten stellten 1988 die Produktion von Plutonium-238 ein, und die US-Regierung kaufte das Material von 1992 bis Ende der 2000er Jahre von Russland.
Die NASA und das Energieministerium gaben 2013 bekannt, dass die Produktion von Plutonium-238 im Oak Ridge National Laboratory in Tennessee wieder aufgenommen wurde, um sicherzustellen, dass Atomkraftwerke für zukünftige Weltraummissionen verfügbar sind.
Die Dragonfly-Mission der NASA, die einen fliegenden Quadcopter zum Saturnmond Titan schicken wird, ist die nächste Sonde der Weltraumbehörde, die von einem MMRTG angetrieben wird. Der Start von Dragonfly ist für 2026 geplant.
Die NASA-Manager haben die Teams freigegeben, um die letzten Vorbereitungen für den Start des Perseverance-Rovers während einer Überprüfung der Flugbereitschaft am Mittwoch zu treffen.
„Wir freuen uns, mit dem Abschluss der Überprüfung der Flugbereitschaft einen weiteren Meilenstein zu erreichen“, sagte Matt Wallace, stellvertretender Projektmanager für die Mission im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Aber wir werden unsere Köpfe durch die letzten Vorbereitungsaktivitäten und das Öffnen des Startfensters nächste Woche gesenkt halten, bis wir sicher sind, dass dieses Raumschiff sicher auf dem Weg ist. Mars ist ein harter Kunde, und wir halten nichts für selbstverständlich.
„Gegenwärtig ist auf der ganzen Linie alles grün“, sagte Wallace in einer Erklärung. „Alle, die an diesem Unterfangen beteiligt sind, vom Raumfahrzeugteam über das Trägerraketenteam bis hin zu den Mitarbeitern der Reichweite, freuen sich darauf, dass Perseverance seinen lang erwarteten Flug zum Mars beginnt.“
Viele Mitglieder der NASA- und United Launch Alliance-Teams, die sich auf den Start in der nächsten Woche vorbereiten, werden an diesem Wochenende eine Auszeit nehmen. Ingenieure und Techniker des Kennedy Space Center haben in den letzten Wochen viele Stunden und Wochenenden gearbeitet, um die Mission Mars 2020 für den Start am 30. Juli auf Kurs zu halten.
Die Mission sollte am 17. Juli starten, aber Probleme mit einer Kranvorrichtung im ULA-Montagegebäude Atlas 5, ein Leck in einer Flüssigsauerstoffleitung an der Atlas 5-Rakete und Verlangsamungen aufgrund der Auswirkungen der Coronavirus-Pandemie führten zu einem Rückstoß das Startdatum um 13 Tage.
Die Startphase der Mars 2020-Mission erstreckt sich bis Mitte August. Eine Verzögerung über diesen Punkt hinaus könnte dazu führen, dass die Mission zwei Jahre lang auf dem Boden bleibt, bis Erde und Mars für einen direkten Start zum Roten Planeten wieder richtig ausgerichtet sind.
Eine Überprüfung der Startbereitschaft am Montag, dem 27. Juli, wird voraussichtlich der ULA die Genehmigung erteilen, die Atlas 5-Rakete am nächsten Tag von ihrem vertikalen Hangar auf Pad 41 der Cape Canaveral Air Force Station zu übertragen.
Dies wird die Voraussetzungen für Countdown-Vorbereitungen und das Befüllen der superkalten Raketentreibstoffe der Atlas 5-Rakete am frühen 30. Juli schaffen, wenn die Mission um 7:50 Uhr MEZ (1150 GMT) ein zweistündiges Startfenster öffnet.
Der Perseverance Rover ist die dritte von drei Mars-Missionen, die diesen Monat starten.
Der von den Vereinigten Arabischen Emiraten entwickelte Hope-Orbiter startete am Sonntag mit einer japanischen H-2A-Rakete, und der chinesische Orbiter, Lander und Rover Tianwen 1 ist am Donnerstag gestartet.
Alle drei Missionen sollen im Februar 2021 auf dem Mars eintreffen.
Quelle: https://spaceflightnow.com/2020/07/22/plutonium-power-source-installed-on-nasas-next-mars-rover/ Automatisch durch Google auf Deutsch übersetzt.
Christian Dauck 