Die Mission Juno geht weiter und wird Jupiters Monde untersuchen/Beginnend mit Ganymed am 7. Juni 2021

Die Daten, die Juno sammelt, werden zu den Zielen der nächsten Generation von Missionen im Jupiter-System beitragen – dem Europa Clipper der NASA und der JUpiter ICy Moons Explorer (JUICE) -Mission der ESA (Europäische Weltraumorganisation). 
Junos Untersuchung von Jupiters Vulkanmond Io befasst sich mit vielen wissenschaftlichen Zielen, die von der Nationalen Akademie der Wissenschaften für eine zukünftige Io-Entdeckungsmission identifiziert wurden. Endlich rücken die Eis-Monde in den Fokus der Wissenschaft/Astrobiologie, dank der vielen Studien. Bis zum umdenken (Die Eis-Monde von Jupiter und Saturn sind vielversprechender auf der suche nach leben als auf den uns bekannten Planeten) der Wissenschaftler und Geldgeber für eine Sonde, war es ein langer weg. Die beiden oben genannten Sonden sind ein Novum.

Die Mission von Juno geht weiter.
Erforschung des Jupiters wurde verlängert. Der am weitesten entfernte planetare Orbiter wird nun seine Untersuchung des größten Planeten des Sonnensystems bis September 2025 oder bis zum Ende der Lebensdauer der Sonde verlängern. Diese Verlängerung stellt Juno vor die Aufgabe, das gesamte Jupitersystem, Jupiter und seine Ringe und Monde zu erforschen, wobei mehrere Rendezvous mit drei der faszinierendsten Galileischen Monde des Jupiters geplant sind: Ganymed, Europa und Io. Die Hauptmissionen werden im Juli 2021 abgeschlossen sein.


Die erweiterte Mission umfasst 42 zusätzliche Umlaufbahnen und erweitert die Entdeckungen, die Juno bereits über die innere Struktur des Jupiters, das innere Magnetfeld, die Atmosphäre (einschließlich polarer Wirbelstürme, tiefer Atmosphäre und Aurora) und die Magnetosphäre gemacht hat. Dazu gehören auch nahe Vorbeiflüge an Jupiters Nordpolarwirbelstürmen, die erste umfassende Erkundung der schwachen Ringe, die den Planeten umgeben, sowie Vorbeiflüge an den Monden Ganymed, Europa und Io.


Die NASA hat beschlossen, die Juno-Mission bis September 2025 auf Jupiter auszudehnen und die Untersuchung des Raumfahrzeugs über den Riesenplaneten um mehrere Vorbeiflüge von drei galiläischen Monden – Ganymed, Europa und Io – und seinen dunklen Ringen zu erweitern.

„Seit seiner ersten Umlaufbahn im Jahr 2016 hat Juno eine Offenbarung nach der anderen über das Innenleben dieses riesigen Gasriesen geliefert“, sagte der leitende Ermittler Scott Bolton. „Mit der erweiterten Mission werden wir grundlegende Fragen beantworten, die sich während Junos Hauptmission stellten, während wir über den Planeten hinausgingen, um Jupiters Ringsystem und galiläische Satelliten zu erkunden.“

Juno wird am 7.Juni 2021 um 16:56 UTC den ersten nahen Fly-by in 1042 km Abstand an Ganymed absolvieren und damit die hier bereits aufgelistete Serie der Erkundungen der Jupiter-Monde einleiten

Die 2011 gestartete solarbetriebene Juno-Mission erreichte ihr Ziel im Juli 2016 und bremste in eine elliptische polare Umlaufbahn, die wiederholte enge Vorbeiflüge ermöglichte. Die Hauptmission des Raumfahrzeugs wird im Juli abgeschlossen sein, aber am 13. Januar kündigte die NASA an, dass die Mission um weitere 42 Umlaufbahnen verlängert werden soll, um Jupiters Nordpolarzyklone, das schwache Ringsystem Ganymede (zwei Vorbeiflüge) und Europa (drei Vorbeiflüge) zu untersuchen. und Io (11 Vorbeiflüge).

Eine grafische Darstellung der zusätzlichen Umlaufbahnen, die für die Juno-Mission geplant sind, mit Pässen von drei ihrer galiläischen Monde: Ganymed, Europa und Io.  Die Satellitenbegegnungen beginnen mit einem Vorbeiflug in geringer Höhe von Ganymed am 7. Juni 2021 (PJ34), der die Umlaufzeit von etwa 53 Tagen auf 43 Tage verkürzt. 
Dieser Vorbeiflug führt am 29. September 2022 (PJ45) zu einem engen Vorbeiflug an Europa, wodurch die Umlaufzeit weiter auf 38 Tage verkürzt wird. Ein Paar enger Io-Vorbeiflüge am 30. Dezember 2023 (PJ57) und am 3. Februar 2024 (PJ58) verkürzt zusammen die Umlaufzeit auf 33 Tage.Bild: NASA / JPL-Caltech / SwRI

Das Raumschiff wird auch wiederholt ringförmige Wolken elektrisch geladener Ionen passieren, die mit Europa und Io assoziiert sind, um die Strahlungsumgebung in der Nähe beider Monde besser zu verstehen. Sechs der 42 zusätzlichen Vorbeiflüge konzentrieren sich auf Jupiters „Great Blue Spot“, eine Region mit intensiver magnetischer Aktivität in der Nähe des Äquators des Planeten.

„Mit dieser Erweiterung wird Juno zu einer eigenen Folgemission“, sagte Steve Levin, Juno-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA. „Nahaufnahmen des Pols, Funkbedeckungen, Satelliten-Vorbeiflüge und fokussierte Magnetfeldstudien ergeben zusammen eine neue Mission, den nächsten logischen Schritt bei unserer Erforschung des Jupiter-Systems.“

Die während der erweiterten Mission von Juno gesammelten Daten fließen direkt in die Planung des Europa Clipper der NASA und des JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) der Europäischen Weltraumorganisation ein.


Die vorgeschlagene erweiterte Mission soll bis September 2025 dauern.

In einer erweiterten Mission könnte Juno zusätzlich herausfinden, wie viel Wasser in Jupiters Atmosphäre gebunden ist und auch dessen Ringe näher untersuchen. Die Vorbeiflüge an den Monden würden Mitte 2021 mit Ganymed in einer Entfernung von etwa 1.000 Kilometern beginnen. Nach einigen weiter entfernten Vorbeiflügen soll es dann Ende 2022 einen Hochgeschwindigkeits-Vorbeiflug nur 320 km über Europa geben. 2024 sind zwei Vorbeiflüge an Io in ca. 1.500 km Entfernung vorgesehen.

Juno könnte die Oberflächenzusammensetzung von Ganymed abbilden und die 3D-Struktur der Magnetosphäre untersuchen.

Mit dem Mikrowellenradiometer könnte die Dicke der Eiskruste Europas untersucht werden, das Spektrometer würde die Konzentration von Wassereis, Kohlendioxid und organischen Molekülen auf 40 Prozent der Mondoberfläche bestimmen. Die JunoCam kann Bilder von Europa mit einer Auflösung von immerhin 1 – 2 km aufnehmen. Zusammen mit der Star-Tracker Kamera würde sie nach Hinweisen auf von der Oberfläche ausgehenden Wasserfontänen suchen. Die anderen Instrumente sollen nach Partikeln fahnden, die in den möglichen Fontänen aus Europa herausgeschleudert werden.

Während der Io- Vorbeiflüge könnte Juno nach Beweisen für einen globalen Magma-Ozean suchen und auch aktive Vulkane in den Polarregionen beobachten.

Die rätselhafte, faszinierende Oberfläche von Jupiters eisigem Mond Europa ragt in dieser neu aufbereiteten Farbansicht hervor, die aus Bildern stammt, die Ende der 90er Jahre vom Galileo-Raumschiff der NASA aufgenommen wurden. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / SETI Institute

Das Juno-Raumschiff der NASA könnte die ersten engen Vorbeiflüge seit Anfang der 2000er Jahre von drei der größten Monde Jupiters, einschließlich Europa, durchführen, wenn die Weltraumbehörde der Mission eine Verlängerung gewährt, sagte Junos führender Wissenschaftler kürzlich.

Seit dem Eintritt in die Umlaufbahn um Jupiter im Juli 2016 hat die Reihe wissenschaftlicher Instrumente des Juno-Raumschiffs die Atmosphäre und die innere Struktur des Riesenplaneten untersucht, neue Erkenntnisse über Jupiters Zyklonstürme gewonnen und Hinweise auf einen großen, möglicherweise gelösten Kern in seinem Zentrum gefunden.

„Wir gingen hinaus, um einen Kern zu entdecken, ob es einen kompakten Kern in Jupiter gab oder nicht“, sagte Scott Bolton, Junos Hauptforscher am Southwest Research Institute. „Wir waren überrascht, weil es ein großer, verdünnter Kern ist.“

Junos fünfjährige primäre Missionsphase endet im Juli 2021, und Missionsmanager haben eine Verlängerung vorgeschlagen, die den Betrieb bis September 2025 fortsetzen soll. Die zusätzlichen Umlaufbahnen des Raumfahrzeugs um Jupiter werden Juno näher an die Monde des Planeten bringen und eine breitere Palette wissenschaftlicher Erkenntnisse ermöglichen Ziele.

„Eines der aufregenden Dinge an der Mission (Erweiterung) ist, dass wir die Satelliten und Ringe besuchen“, sagte Bolton letzten Monat bei einem Treffen der NASA-Beratergruppe für äußere Planeten. „Es wird wirklich zu einem vollständigen Systemforscher, der nicht so fokussiert ist wie die Hauptaufgabe, und daher eine potenziell vielfältigere (wissenschaftliche) Community versorgt, da die Satellitengeologen und die Ringleute alle Daten erhalten, die ich für sehr interessant und einzigartig halte. ”

Das solarbetriebene Juno-Raumschiff startete im August 2011 und startete eine fünfjährige Kreuzfahrt zum Jupiter. Juno war das zweite Raumschiff, das Jupiter umkreiste, als es am 4. Juli 2016 eintraf.

Zu den neun wissenschaftlichen Instrumenten von Juno gehören ein Mikrowellenradiometer für atmosphärische Messungen, Ultraviolett- und Infrarotspektrometer, Partikeldetektoren, ein Magnetometer sowie ein Radio- und Plasmawellenexperiment. Der Jupiter-Orbiter verfügt auch über eine Farbkamera namens JunoCam, die Bilddaten zur Verarbeitung und Analyse durch eine Armee von Bürgerwissenschaftlern auf der ganzen Welt sammelt.

Das Wissenschaftsteam von Juno legte der NASA im vergangenen Monat einen Vorschlag für eine erweiterte Mission vor, die den Betrieb von Raumfahrzeugen noch vier Jahre bis 2025 fortsetzen soll. Bolton sagte, die erweiterte Mission würde es Juno ermöglichen, zusätzliche wissenschaftliche Ziele zu erreichen.

„Wir haben mehrere Vorbeiflüge von Io, Europa und Ganymed“, sagte Bolton.

Diese Abbildung zeigt das Juno-Raumschiff der NASA, das über Jupiters Südpol schwebt. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech

Es wird erwartet, dass die NASA-Beamten bis Ende des Jahres entscheiden, ob sie Mittel für den erweiterten Missionsvorschlag des Juno-Teams bereitstellen. Es ist Teil eines regulären Prozesses, der als Senior Review bezeichnet wird und bei dem unabhängige Wissenschaftler die Vorzüge einer weiteren Durchführung der Roboter-Wissenschaftsmissionen der NASA über ihre ursprünglich geplanten Lebensdauern hinaus bewerten.

Bei der Prüfung der Empfehlungen für die Überprüfung der Senioren gleicht die NASA die wissenschaftliche Produktivität älterer Missionen mit den Prioritäten für die Entwicklung und den Start neuer Raumfahrzeuge aus.

Die Vorbeiflüge von Jupiters Monden werden durch Junos wechselnde Umlaufbahn ermöglicht. Jupiters asymmetrisches Schwerefeld stört Junos Flugbahn allmählich und zieht laut Bolton im Laufe der Zeit den nächstgelegenen Punkt der elliptischen oder eiförmigen Umlaufbahn des Raumfahrzeugs nach Norden.

Die Nordwanderung von Junos Perijove oder die nächste Annäherung an Jupiter ermöglicht es dem Raumschiff, den Nordpol des Planeten genauer zu betrachten. Juno war die erste Mission, die Jupiters Pole erblickte, und jetzt konnte das Raumschiff den Nordpol und seine Zyklonstürme genauer sehen.

„Dies gibt uns die Nähe zu den nördlichen Teilen des Jupiter, der eine neue Grenze darstellt“, sagte Bolton. „Wir haben dort viel Aktivität gesehen, so dass wir es aus nächster Nähe erkunden können, während wir uns in der Hauptmission auf die unteren Breiten beschränkt haben.“

In einer erweiterten Mission wird das Raumschiff auch in der Lage sein zu quantifizieren, wie viel Wasser in Jupiters Atmosphäre gebunden ist, sagte Bolton.

Seit Juno vor mehr als vier Jahren in Jupiter angekommen ist, fliegt er in einer 53-tägigen elliptischen Umlaufbahn. Am Ende seiner Hauptmission im nächsten Jahr wird das Raumschiff 34 Runden um Jupiter gefahren sein.

Das von Lockheed Martin gebaute Raumschiff sollte ursprünglich Ende 2016 in eine engere 14-Tage-Umlaufbahn manövrieren, doch die Missionsmanager entschieden sich aufgrund eines Problems mit Junos Haupttriebwerk, die Raketenverbrennung nicht durchzuführen.

Diese Entscheidung bedeutete, dass Juno mehr Zeit benötigte, um die erforderlichen wissenschaftlichen Daten der Mission zu sammeln. Die Instrumente des Raumfahrzeugs sammeln die meisten ihrer Daten, während sie alle 53 Tage in der Nähe des Planeten vorbeifahren, nicht die ursprünglich geplante 14-Tage-Trittfrequenz.

Wissenschaftler planten, Juno 32 der 14-tägigen wissenschaftlichen Umlaufbahnen bis Februar 2018 fertigstellen zu lassen, als die Hauptmission beendet sein sollte. Zu dieser Zeit planten Bodenkontroller, das Raumschiff absichtlich in Jupiters Atmosphäre zu stürzen, um die Möglichkeit zu vermeiden, einen der potenziell bewohnbaren Monde Jupiters zu kontaminieren.

Die 53-tägige Umlaufbahn bedeutete, dass Juno mit einer langsameren wissenschaftlichen Trittfrequenz operierte, aber die längere Umlaufbahn ermöglicht es der Mission, sich in den 2020er Jahren in die Nähe von Jupiters Monden zu wagen, sagte Bolton. Ein weiterer Vorteil der längeren Umlaufbahn war, dass Juno weniger starker Strahlung um Jupiter ausgesetzt war, sodass die 1,1-Milliarden-Dollar-Mission länger als ursprünglich geplant betrieben werden konnte.

„Es ist eine rettende Gnade“, sagte Bolton. „Ich denke, die Lehre ist, dass wir flexibel waren, und das ist gut in Missionen. Wenn Sie also eine Mission entwerfen, versuchen Sie, flexibel zu sein, weil Sie nicht wissen, welchen Curveball Sie werfen werden. “

Dieses Bild der südlichen Hemisphäre von Jupiter wurde am 23. Mai 2018 von der Juno-Raumsonde der NASA auf dem ausgehenden Abschnitt eines Vorbeiflugs des Gasriesenplaneten aufgenommen. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / SWRI / MSSS / Kevin M. Gill

Junos sich natürlich entwickelnde Umlaufbahn ermöglicht es dem Raumschiff auch, in der Nähe von Jupiters Monden und Ringen vorbeizukommen.

Die Mondvorbeiflüge würden Mitte 2021 mit einer Begegnung mit Ganymed, Jupiters größtem Mond, in einer Entfernung von etwa 1.000 Kilometern beginnen, so Bolton.

Nach einer Reihe entfernter Pässe würde Juno Ende 2022 nur noch 320 Kilometer über Europa fliegen, um einen Hochgeschwindigkeits-Vorbeiflug zu unternehmen. Nur das Galileo-Raumschiff der NASA, das seine Mission 2003 beendete, ist Europa näher gekommen.

Es gibt zwei Begegnungen mit Jupiters Vulkanmond Io, die 2024 in Entfernungen von etwa 1.500 Kilometern geplant sind. Dies geht aus dem Flugplan hervor, den Bolton im letzten Monat vorgelegt hat.

Vorausgesetzt, die NASA genehmigt die Missionserweiterung, kann Juno nach Veränderungen auf den Oberflächen von Jupiters Monden suchen, seit sie zuletzt von den NASA-Sonden Voyager und Galileo aus der Nähe gesehen wurden.

In Ganymed konnte Juno die Oberflächenzusammensetzung des Mondes abbilden und die 3D-Struktur der Magnetosphäre von Ganymed untersuchen. Ganymed ist der einzige Mond im Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er ein eigenes Magnetfeld hat.

• Untersuchen Sie die 3-D-Struktur von Ganymed Magnetosphäre • Oberflächenzusammensetzung, Rolle radiolytischer Prozesse bei Oberflächenverwitterung • Untersuchen Sie Oberflächenveränderungen seit Voyager und Galileo

Das Mikrowellenradiometer von Juno könnte die Dicke der globalen Eisschale Europas untersuchen, die einen Ozean aus flüssigem Wasser bedeckt. „Wir werden sehen, wo das Eis dünn und wo es dick ist“, sagte Bolton.

Charakterisierung der Eisschale: – Identifizieren Sie Regionen, in denen Eis dick, dünn oder dünn ist unterirdische Flüssigkeit – Kartenoberfläche mit MWR ∼120-200 km Auflösung

Der Besuch in Europa würde Wissenschaftlern einen Vorgeschmack auf die künftige Mission Europa Clipper der NASA geben, die bereits 2024 starten könnte. Europa Clipper wird unter anderem ein leistungsfähigeres Radar tragen, um die Eisschale des Mondes durch eine Reihe von Instrumenten zu messen gezielte Vorbeiflüge.

Junos Spektrometer würden auch Konzentrationen von Wassereis, Kohlendioxid und organischen Molekülen auf 40 Prozent der europäischen Oberfläche abbilden, sagte Bolton.

– Karte Wassereis, CO2 und organische Stoffe (10 km res) – Ionen / Ionenzyklotronwellen schließen auf Chlor – F & P schränkt das Sputtern auf der Oberfläche ein – Junos Plasmainstrument ist von Bedeutung Fortschritt zur Einschränkung des Sputterns

Der JunoCam-Imager könnte Bilder von Europa mit einer Oberflächenauflösung von 1 bis 2 Kilometern aufnehmen, die weit hinter den Details zurückbleiben, die auf den Europa-Karten des Galileo-Raumfahrzeugs zu sehen sind. Aber JunoCam würde die schärfsten Ansichten von Europa seit mehr als 20 Jahren zurückgeben.


Federsuche: – Suche nach Oberflächenveränderungen (1-2 km Auflösung) – JunoCam, SRU (Hochphasen-Vorwärtsstreuung) – In-situ-F & P zur Charakterisierung des Magnetfelds und der Welle Emissionen, Elektronendichten und Staub Umgebung

Bilder von JunoCam und Junos Star-Tracker-Kameras würden nach Hinweisen auf Federn suchen, die von Europas Oberfläche ausbrechen. Die anderen Instrumente des Raumfahrzeugs würden so abgestimmt, dass sie nach Partikeln suchen, die in den möglichen Federn aus Europa geschleudert werden. Das Hubble-Weltraumteleskop erkannte Anzeichen wiederkehrender Ausbrüche aus Europa.

Während seiner Vorbeiflüge mit Io konnte Juno nach Beweisen für einen globalen Magma-Ozean suchen, der Ios Vulkane speist. Juno könnte auch aktive Vulkane in den Polarregionen von Io beobachten.

• Juno wird k2 einschränken, um zu helfen Klären Sie den physischen Ursprung von Ios Vulkanismus • Juno überwacht Io-Vulkane Aktivität, einschließlich der polaren Region. Globale Zuordnung Adressen wo intern Ableitung der Gezeitenerwärmung tritt ein.

Juno fotografierte auch Jupiters dünne Ringe während einer möglichen erweiterten Mission. Der Staubdetektor des Raumfahrzeugs könnte auch Stöße von Ringpartikeln registrieren, sagte Bolton.

„Wir werden wirklich in der Lage sein, die Ringe mit Fernerkundung und In-situ-Instrumenten viel besser zu betrachten“, sagte Bolton.

Quellen: https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno-mission-expands-into-the-future

https://astronomynow.com/2021/02/26/juno-mission-extended-will-now-study-jupiters-moons-and-rings/

https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=14415.250

https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=14415.275

https://spaceflightnow.com/2020/10/12/juno-team-planning-close-flybys-of-jupiters-moons/

https://www.lpi.usra.edu/opag/meetings/opag2020fall/presentations/Bolton_6011.pdf

Das Innere Europas ist möglicherweise heiß genug, um Meeresbodenvulkane zu befeuern/Was ist Astrobiologie

Künstlerkonzept des NASA Europa Clipper

Diese Abbildung, die ab Dezember 2020 aktualisiert wurde, zeigt das Raumschiff Europa Clipper der NASA. Die Mission, die auf einen Start im Jahr 2024 abzielt, wird untersuchen, ob Jupiters Mond Europa und sein innerer Ozean lebensfähige Bedingungen haben.Credits: NASA / JPL-Caltech

Jupiters Mond Europa hat eine eisige Kruste, die einen riesigen globalen Ozean bedeckt. Die darunter liegende Felsschicht kann heiß genug sein, um zu schmelzen, was zu Unterwasservulkanen führt.

Neue Forschungen und Computermodelle zeigen, dass in der jüngeren Vergangenheit möglicherweise vulkanische Aktivitäten auf dem Meeresboden von Jupiters Mond Europa stattgefunden haben – und möglicherweise immer noch stattfinden. Die bevorstehende Europa Clipper- Mission der NASA , die auf den Start im Jahr 2024 abzielt, wird sich dem eisigen Mond nähern und Messungen sammeln, die Aufschluss über die jüngsten Ergebnisse geben könnten.

Wissenschaftler haben starke Beweise dafür, dass Europa einen riesigen Ozean zwischen seiner eisigen Kruste und dem felsigen Inneren beherbergt. Die neue Arbeit zeigt, wie der Mond möglicherweise genug innere Wärme hat, um diese felsige Schicht teilweise zu schmelzen, ein Prozess, der Vulkane auf dem Meeresboden speisen könnte. Die jüngste 3D-Modellierung, wie diese innere Wärme erzeugt und übertragen wird, ist die bislang detaillierteste und gründlichste Untersuchung der Auswirkungen dieser Innenheizung auf den Mond.

Der Schlüssel zu Europas felsigem Mantel, der heiß genug ist, um zu schmelzen, liegt in der massiven Anziehungskraft, die Jupiter auf seine Monde hat. Während sich Europa um den Gasriesen dreht, biegt sich das Innere des eisigen Mondes. Durch das Biegen wird Energie in das Innere des Mondes gedrückt, die dann als Wärme austritt (denken Sie daran, wie durch wiederholtes Biegen einer Büroklammer Wärme erzeugt wird). Je mehr sich das Innere des Mondes biegt, desto mehr Wärme wird erzeugt.

Die kürzlich in Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie modelliert detailliert, wie sich der felsige Teil Europas unter der Schwerkraft des Jupiter biegen und erwärmen kann. Es zeigt, wo Wärme abgeführt wird und wie sie diesen felsigen Mantel schmilzt, was die Wahrscheinlichkeit von Vulkanen auf dem Meeresboden erhöht.

Die vulkanische Aktivität auf Europa ist seit Jahrzehnten ein Thema der Spekulation. Zum Vergleich: Jupiters Mond  Io  ist offensichtlich vulkanisch. Hunderte von Vulkanen brechen dort Lavafontänen aus und stoßen Vulkangas und Staub mit einer Höhe von bis zu 400 Kilometern aus – eine Aktivität, die auf die gleiche Art der inneren Erwärmung zurückzuführen ist, die durch Jupiters Zug verursacht wird. Da Europa jedoch weiter entfernt ist als Io von seinem Wirtsplaneten, haben sich Wissenschaftler gefragt, ob der Effekt unter der eisigen Oberfläche ähnlich wäre.

Illustration von Jupiters Mond Europa, der einen Eisenkern zeigt, umgeben von einem felsigen Mantel in direktem Kontakt mit einem Ozean unter der eisigen Kruste

Die Ergebnisse der Wissenschaftler legen nahe, dass das Innere von Jupiters Mond Europa aus einem Eisenkern bestehen könnte, der von einem felsigen Mantel umgeben ist, der in direktem Kontakt mit einem Ozean unter der eisigen Kruste steht. Neue Forschungsmodelle, wie innere Wärme Vulkane auf dem Meeresboden befeuern kann.Credits: NASA / JPL-Caltech / Michael Carroll

Unter der Leitung von Marie Běhounková von der Karlsuniversität in der Tschechischen Republik sagten die Autoren ferner voraus, dass die vulkanische Aktivität am wahrscheinlichsten in der Nähe der Pole Europas auftritt – den Breiten, in denen die meiste Wärme erzeugt wird. Sie untersuchten auch, wie sich die vulkanische Aktivität im Laufe der Zeit entwickelt haben könnte. Langlebige Energiequellen bieten mehr Möglichkeiten für die Entwicklung eines potenziellen Lebens.

Unterwasservulkane könnten, falls vorhanden, hydrothermale Systeme antreiben, wie sie das Leben am Boden der Ozeane der Erde befeuern. Wenn Meerwasser auf der Erde mit heißem Magma in Kontakt kommt, führt die Wechselwirkung zu chemischer Energie. Und es ist chemische Energie aus diesen hydrothermalen Systemen und nicht aus Sonnenlicht, die dazu beiträgt, das Leben tief in unseren eigenen Ozeanen zu unterstützen. Vulkanische Aktivitäten auf dem Meeresboden Europas wären eine Möglichkeit, eine potenzielle bewohnbare Umgebung im Ozean dieses Mondes zu unterstützen.

„Unsere Ergebnisse liefern zusätzliche Beweise dafür, dass der unterirdische Ozean Europas eine Umgebung sein kann, die für die Entstehung von Leben geeignet ist“, sagte Běhounková. „Europa ist einer der seltenen Planetenkörper, die möglicherweise über Milliarden von Jahren hinweg vulkanische Aktivität aufrechterhalten haben, und möglicherweise der einzige jenseits der Erde, der über große Wasserreservoirs und eine langlebige Energiequelle verfügt.“

Direkte Beobachtungen

Wissenschaftler der NASA werden die Möglichkeit haben, die neuen Vorhersagen zu testen, wenn Europa Clipper 2030 sein Ziel erreicht. Das Raumschiff wird den Jupiter umkreisen und Dutzende von Vorbeiflügen an Europa durchführen, um den Mond zu kartieren und seine Zusammensetzung zu untersuchen. Unter den wissenschaftlichen Daten, die es sammelt, wird das Raumschiff die Oberfläche im Detail untersuchen und die dünne Atmosphäre des Mondes untersuchen.

Die Oberflächen- und Atmosphärenbeobachtungen geben Wissenschaftlern die Möglichkeit, mehr über den inneren Ozean des Mondes zu erfahren, wenn das Wasser durch die eisige Kruste sickert. Wissenschaftler glauben, dass der Materialaustausch zwischen dem Ozean und der Kruste Spuren von Meerwasser an der Oberfläche hinterlassen würde. Sie glauben auch, dass der Austausch Gas und möglicherweise sogar Wasserdampfwolken mit ausgestoßenen Partikeln abgeben kann, die Materialien enthalten könnten, die vom Meeresboden kommen.

Da Europa Clipper die Schwerkraft und das Magnetfeld des Mondes misst, könnten Anomalien in diesen Gebieten, insbesondere in Richtung der Pole, dazu beitragen, die von der neuen Forschung vorhergesagte vulkanische Aktivität zu bestätigen.

„Die Aussicht auf ein heißes, felsiges Inneres und Vulkane auf dem Meeresboden Europas erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass der Ozean Europas eine bewohnbare Umgebung sein könnte“, sagte der Wissenschaftler des Europa Clipper-Projekts, Robert Pappalardo, vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Wir können dies möglicherweise mit den geplanten Schwerkraft- und Zusammensetzungsmessungen von Europa Clipper testen, was eine aufregende Aussicht ist.“

Mehr über die Mission

Missionen wie Europa Clipper tragen zum Bereich der Astrobiologie bei , der interdisziplinären Erforschung der Variablen und Bedingungen ferner Welten, die das Leben beherbergen könnten, wie wir es kennen. Während Europa Clipper keine Lebenserkennungsmission ist, wird es eine detaillierte Aufklärung Europas durchführen und untersuchen, ob der eisige Mond mit seinem unterirdischen Ozean die Fähigkeit hat, das Leben zu unterstützen. Das Verständnis der Bewohnbarkeit Europas wird Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat und welches Potenzial besteht, Leben jenseits unseres Planeten zu finden.

JPL wird von Caltech in Pasadena, Kalifornien, verwaltet und leitet die Entwicklung der Europa Clipper-Mission in Zusammenarbeit mit dem Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) in Maryland für das Science Mission Directorate der Agentur in Washington. Das Programmbüro für Planetenmissionen im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, führt das Programmmanagement der Europa Clipper-Mission durch. 

Quelle: https://www.nasa.gov/feature/jpl/europa-s-interior-may-be-hot-enough-to-fuel-seafloor-volcanoes


Astrobiologe / Astrobiologin

Astrobiologen/Astrobiologinnen erforschen Formen möglichen Lebens außerhalb des Planeten Erde. Zu diesem Zweck studieren sie die Entstehung und Entwicklung von Organismen (Bakterien, Pilze usw.) auf der Erde, die unter extremen Bedingungen, wie z. B. in der Wüste, im Meer/Tiefsee oder in der Antarktis, lebensfähig sind. Diese Organismen werden in der Fachsprache „Extremophile“ genannt. Die sich extremen Umweltbedingungen angepasst haben, die im Allgemeinen als lebensfeindlich betrachtet werden.

Astrobiologen/Astrobiologinnen studieren den Ursprung, die Entwicklung, Funktion und Verbreitung vor allem von extremophilen Lebensformen auf der Erde und im Weltall.

Sie befassen sich mit astrobiologischen Fragestellungen und führen Feldstudien in Wüsten, Hydrothermale Tiefseequellen im Hochgebirge und an den Erdpolen (Arktis, Antarktis) durch. Sie werten ihre Ergebnisse aus und publizieren sie in Fachjournalen. Ihre Ergebnisse sind für andere naturwissenschaftlichen Forschungsbereiche, wie z. B. Chemie oder Astrophysik von großer Bedeutung.


Astrobiologen/Astrobiologinnen arbeiten in der Natur sowie in Laboratorien von Universitäten und wissenschaftlichen Instituten. Sie arbeiten im Team mit Forschungskolleginnen und -kollegen, mit Expertinnen und Experten aus verwandten Fachbereichen und Forschungsassistentinnen und -assistenten.

Der Begriff „Astrobiologie“ wurde in den frühen 1960er-Jahren von Otto Struve (1897–1963), einem damals sehr bekannten russisch-amerikanischen Astronomen, geprägt, um auf interdisziplinäre Weise alle Forschungsgebiete begrifflich zusammenzufassen, die sich irgendwie mit der Frage nach der Existenz extraterrestrischen Lebens beschäftigen. Richtig durchsetzen konnte sich dieser Begriff in seiner Zeit jedoch noch nicht. Man sprach vielmehr von „Exobiologie“ oder „Xenobiologie“, die zum einen den Begriff „außen“ und zum anderen den Begriff „fremd“ in ihrem Wortstamm tragen. Damit wurde ihr Fachgebiet bereits begrifflich auf das (mögliche und wahrscheinliche) Leben außerhalb der Erde eingeengt.

Da man bis heute keine Anzeichen für extraterrestrische Lebensformen gefunden hat, handelt es sich bei der Exo- bzw. Xenobiologie quasi um eine Wissenschaft, die noch auf der Suche nach ihrem eigentlichen Gegenstand, dem außerirdischen Leben, ist. Deshalb wurde sie irgendwann auch nicht mehr richtig ernst genommen.

China: Rover Zhurong absolviert erste Mars-Fahrt

Zwei Vehikel aus einem metallähnlichen Material stehen hintereinander auf einer rötlichen, strukturierten Oberfläche, auf der ihre jeweiligen Schatten zu sehen sind. (Imago /JinxLiwang)Simulation des chinesischen Raumfahrtcenters zum Manöver des Rovers „Zhurong“ auf der Marsoberfläche (Imago /JinxLiwang)

Auf dem Mars hat der chinesische Rover Zhurong seine erste Fahrt absolviert.

Bilder davon sind auf dem Social-Media-Account des Rovers verbreitet worden. Das ferngesteuerte Gefährt fuhr die Rampe der Ladekapsel hinunter und rollte auf die Marsoberfläche.

Der Rover ist 240 Kilogramm schwer und wird mit Solarenergie betrieben. Er war vor einer Woche mit dem Landemodul des Raumschiffes „Tianwen-1“ auf dem Mars gelandet. Er soll Boden und Atmosphäre des Planeten insbesondere auf Spuren von Wasser und möglichem früheren Leben untersuchen.

Für Chinas Raumfahrtprogramm ist das ein großer Erfolg, denn vorher hatte es noch kein Land geschafft, gleich bei seiner ersten Mars-Mission auch einen Rover zu landen und losfahren zu lassen. Ein Video zeigt, wie er funktioniert.

Zhurong ist nach einem chinesischen Feuergott benannt und soll mindestens drei Monate lang den Mars erkunden. Vom US-Rover Perseverance bzw. der Nasa kamen schon Glückwünsche. Begegnen werden sich die beiden Rover auf dem Mars aber nicht, sie sind mehr als 2.000 Kilometer voneinander entfernt unterwegs – Zhurong in der Utopia-Planitia-Tiefebene und Perseverance im Jezero-Krater. Außerdem ist seit 2012 auch der Nasa-Rover Curiosity auf dem Mars. Er ist aber noch weiter weg, im Gale-Krater.

Quelle: https://www.deutschlandfunk.de/china-rover-zhurong-absolviert-erste-mars-fahrt.2850.de.html?drn:news_id=1262356

Der Ingenuity Mars Helicopter der NASA soll diese Woche seinen sechsten Flug auf dem Roten Planeten absolvieren

STATUS-UPDATES | 19. Mai 2021

Der Mars-Hubschrauber machte ein Farbbild der Marsoberfläche in einer Höhe von 10 Metern.

Der Ingenuity Mars Helicopter der NASA hat dieses Farbbild während seines fünften Fluges am 7. Mai 2021 aus einer Höhe von 10 Metern aufgenommen. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech. Bild herunterladen >

Der Ingenuity Mars Helicopter der NASA soll diese Woche seinen sechsten Flug auf dem Roten Planeten absolvieren. Der Flug ist der erste, der während der Demonstrationsphase des Hubschrauberbetriebs durchgeführt wird. Er   umfasst das Aufspüren mehrerer Oberflächenmerkmale aus der Luft und die Landung auf einem anderen Flugplatz. In dieser neuen Phase werden Daten und Bilder vom Flug in den Tagen nach dem Flug zur Erde zurückgebracht. Der Perseverance-Rover zeichnet keine Bilder des Hubschraubers im Flug auf, da er sich auf den Beginn der wissenschaftlichen Operationen der Mission vorbereitet.

Der Flugplan von Ingenuity beginnt damit, dass der Hubschrauber auf 10 Meter aufsteigt und dann 150 Meter nach Südwesten fliegt. Wenn diese Entfernung erreicht ist, beginnt das Drehflügler mit der Erfassung von Farbbildern eines interessierenden Gebiets, wenn es nach Süden etwa 15 bis 20 Meter (50 bis 66 Fuß) übersetzt. Stereobilder der Sandwellen und Aufschlüsse heller Felsen am Standort werden dazu beitragen, den Wert einer Luftperspektive für zukünftige Missionen zu demonstrieren. Nach Abschluss der Bildersammlung wird Ingenuity etwa 50 Meter nordöstlich fliegen und dort an der neuen Einsatzbasis (bekannt als „Feld C“) landen.

Ingenuity plant, seinen Leistungsumfang während des sechsten Fluges weiter auszubauen. Die höchste Geschwindigkeit, die Ingenuity auf diesem Flug erreichen wird, beträgt 4 Meter pro Sekunde und die Zeit in der Luft beträgt etwa 140 Sekunden. Es ist auch das erste Mal, dass der Hubschrauber auf einem Flugplatz landet, den er während einer früheren Mission nicht  aus der Luft überwacht hat . Stattdessen stützt sich das Ingenuity-Team auf Bilder, die von der HiRISE-Kamera an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter der NASA gesammelt wurden, was darauf hindeutet, dass diese neue Operationsbasis relativ flach ist und nur wenige Oberflächenhindernisse aufweist.

Quelle: https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/302/plans-underway-for-ingenuitys-sixth-flight/

Chinas Rover Zhurong: Erste Fotos von der Mars-Oberfläche-Bald soll er losfahren

Mehr als vier Tage nach der Landung hat der chinesische Mars-Rover Zhurong Fotos seiner Umgebung zur Erde geschickt. Bald soll er losfahren.

Chinas Weltraumagentur hat die ersten Fotos veröffentlicht, die der am Wochenende auf dem Mars gelandete Rover Zhurong gemacht hat. Eines in Schwarz-Weiß zeigt die flache Landschaft der Tiefebene Utopia Planitia, wie wir sie so ähnlich bereits von zahllosen Fotos der NASA-Gefährte kennen. Ein weiteres in Farbe zeigt Teile des Rovers selbst, darunter die Antenne, über die er mit der Erde kommuniziert. Zu sehen ist auch die Rampe, über die Zhurong bald den Boden erreichen soll. Veröffentlicht wurden außerdem zwei kurze Videoclips, die einen Teil des Landemanövers zeigen – die Trennung vom Orbiter Tianwen-1. Die Übertragung der Bilder zur Erde hatte vorher vergleichsweise lange gedauert.

22. Mai 2021: Chinas Marsrover Zhurong rollt vom Abstiegsmodul auf den Marsboden (Sol 7).

27. Mai 2021: China mag Selfies. Wie die Fotosessions von Yutu-1 & 2 mit den Chang’e-3 & 4- Landern auf dem Mond wird auch Zhurong eine Fotosession zwischen Rover und dem Abstiegsmodul durchführen (Sol 13).

28. Mai 2021: Das Wissenschaftsprogramm beginnt am 28. Mai an der Oberfläche (Sol 14). Zhurong wird 90 Tage Wissenschaft auf dem Mars durchführen. Nach 90 Tagen werden sie die Mission des Marsrovers verlangsamen oder stoppen. Der Tianwen-1- Orbiter ändert seine Umlaufbahn erneut. Der Orbiter betritt eine Wissenschafts- und Kartierungsbahn, um den Planeten Mars zu inspizieren und zu kartieren.

https://www.shymkent.info/space/chinese-spaceflight/tianwen-1-1st-flagship-mission-to-mars/

Der 240 Kilogramm schwere Zhurong (祝融) war in der Nacht zum Samstag als erster chinesischer Rover auf dem Mars gelandet. Vorher hatte es nur die US-Weltraumagentur NASA geschafft, Erkundungsfahrzeuge auf dem Mars zum Einsatz zu bringen. Der Sowjetunion war in den 70er-Jahren zwar eine Landung gelungen, der Kontakt zu der Sonde war aber sofort danach verlorengegangen. Außerdem hat China mit der geglückten Landung gleich mehrere Zwischenschritte übersprungen, mit denen sich etwa die NASA an die Erfolge auf dem Mars herangetastet hatte: So ist die Sonde Tianwen-1 gleichzeitig auch Chinas erster Orbiter um den Roten Planeten.

Vor der Veröffentlichung der ersten Bilder und Videoclips hatten chinesischen Staatsmedien bereits berichtet, dass Zhurong Daten zur Erde sendet, Tianwen-1 dient dabei als Relais. Inzwischen hat der die dafür günstigste Position erreicht. „Alle Systeme arbeiten normal“, hieß es demnach, berichtet die Nachrichtenagentur dpa. Seit der Landung ist Zhurong demnach damit beschäftigt, „wie geplant“ zunächste seine Umgebung zu erfassen. Bald soll er sich dann auf den Weg machen und für mindestens drei Monate auch Untersuchungen vornehmen. Aus technischer Sicht könnte er aber auch viel länger durchhalten.

Quelle: https://www.heise.de/news/Chinas-Rover-Zhurong-Erste-Fotos-von-der-Mars-Oberflaeche-6049662.html

SpaceX: Sternbasis-Startturmsegment auf dem Weg zum Startort

Der zweite Abschnitt des Integrationsturms für die Orbital-Startrampe befindet sich auf dem Weg zum Startort. Besser kann das Wochenende hier nicht beginnen.

Immer wieder total Beeindruckend wie die Bauarbeiter das alles aufbauen – Hut ab. Wie Pilze die nur so aus dem Boden sprießen – super, eine tolle Leistung.

Und erst die SpaceX Fans in den USA, total klasse wie die alles Dokumentieren und festhalten. SpaceX rockt die Raumfahrt!

SpaceX: Bauarbeiten auf der Sternbasis

In den letzten Tagen hat der Weltraumbahnhof von SpaceX den Namen „Sternbasis“ erhalten.

Die Kranmontage bzw. Bauarbeiten auf der Sternbasis laufen auf Hochtouren.

Im Hintergrund: Fertigstellung der Segmente 2,3 und 4 für den Startturm (Orbital Launch Integration Tower).
Ist der Kran fertig montiert werden damit die einzelnen Startturm-Segmente (siehe oben) angehoben und verbunden. Rechts im Bild der im Bau befindliche Startturm (Orbital Launch Integration Tower). Das erste Segment hat man noch einzeln an Ort und stelle zusammengebaut, mit einem leistungsschwächeren Kran. Jetzt ist man dazu übergegangen die Segmente am Boden zusammenzubauen und die Fertigteile anzuheben um sie zusammen zubauen.

Laut Musk wird der Boca Chica-Startturm (Orbital Launch Integration Tower) von SpaceX eine „Hakenhöhe“ (der Abstand vom Kranhaken zum Boden) von mindestens 140 m (~ 460 ft) haben, was bedeutet, dass die Spitze des Turmkrans wahrscheinlich 150 m betragen wird. 160 m hoch, wenn konfiguriert, um Starship mit Super Heavy zu verbinden.

China plant Frachtflug zu künftiger Raumstation

Wenige Tage nach dem Baubeginn an der eigenen Raumstation bereitet China den nächsten Flug vor. Damit soll Fracht und Treibstoff zur Station gebracht werden.

China bereitet einen Frachtflug zum Kernmodul seiner künftigen Raumstation vor. Die Rakete vom Typ Langer Marsch 7 wurde auf die Startrampe des Raumfahrtbahnhofs Wenchang auf der Insel Hainan in Südchina gebracht. Die Zeitung China Daily berichtete am Montag, der Start des Raumschiffes Tianzhou 2 (Himmlisches Schiff) werde „in den nächsten Tagen“ erfolgen. US-Experten rechnen am Donnerstag Ortszeit (Mittwochabend MEZ) damit.

Der Cargoflug ist der zweite von insgesamt elf Flügen, mit denen China seine eigene Raumstation bis Ende 2022 fertigstellen will. Tianzhou 2 soll Versorgungsgüter und Treibstoff zu dem Kernmodul Tianhe (Himmlische Harmonie) bringen, das am 29. April ins All gebracht worden war. Das 10,5 Meter lange und 3,35 Meter breite Raumschiff kann 6,5 Tonnen transportieren.

Die Mission ist eine Vorbereitung für den Flug von drei Astronauten im Juni an Bord von Shenzhou 12. Sie sollen vom Raumfahrtbahnhof Jiuquan in der Wüste Gobi starten und drei Monate an Bord von Tianhe bleiben. Das Flugprogramm ist eng getaktet: Im September soll ein weiterer Versorgungsflug starten und im Oktober werden drei weitere Astronauten folgen, wie das Raumfahrtprogramm mitteilte.

Um die Raumstation fertig zu bauen, werden noch zwei jeweils gut 20 Tonnen schwere Labormodule ins All gebracht, die t-förmig an das Kernmodul anmontiert werden. Im nächsten Jahr sind zusätzlich noch zwei weitere Frachtflüge sowie zwei bemannte Missionen geplant.

Wenn die internationale Raumstation ISS in den nächsten Jahren wie geplant seinen Dienst einstellen wird, wäre China damit das einzige Land, das noch einen ständigen Außenposten im All betreibt. Die junge Raumfahrtnation verfolgt ehrgeizige Ziele im All: Erst am Samstag war China erstmals eine Landung auf dem Mars gelungen.

Quelle: https://www.heise.de/news/China-plant-Frachtflug-zu-kuenftiger-Raumstation-6047451.html

Chinas Mars-Rover Zhurong: Glückwünsche zur Landung und das Warten auf Fotos/Welche Wissenschaft steht dem Zhurong Rover in Utopia Planitia bevor

Seit zwei Tagen steht der chinesische Rover Zhurong auf dem Mars, aber noch immer gibt es keine Fotos von der Oberfläche. Noch etwas Geduld wird nötig sein.

Auch mehr als zwei Tage nach der Landung des Rovers Zhurong auf dem Mars hat Chinas Raumfahrtagentur noch keine Bilder von der Oberfläche des Roten Planeten veröffentlicht. Während die Verantwortlichen und Chinas Medien vor dem Landeversuch aber traditionell verschwiegen waren, gibt es inzwischen immer mehr Stellungnahmen, die auch die vergleichsweise lange Wartezeit zu erklären versuchen. So hat China etwa – anders als die USA – mit Tianwen-1 nur einen Orbiter am Mars, der Signale zur Erde schicken kann und der war nach der Landung zuerst einmal damit beschäftigt, eine neue Umlaufbahn einzunehmen. Außerdem wird Zhurong nur von Solarpaneelen angetrieben und kann deshalb nicht durchgehend arbeiten. Gleichzeitig zeigt auch die Wartezeit, wie schwer die Erforschung des Mars und wie groß der Abstand zur NASA noch ist.

In der Nacht zum Samstag war es China gelungen, beim ersten Versuch einen Lander und Rover auf dem Mars abzusetzen. Der 240 Kilogramm schwere Rover Zhurong (祝融) war laut chinesischen Angaben gegen kurz nach Mitternacht MESZ im Süden der riesigen Tiefebene Utopia Planitia aufgesetzt. Die Volksrepublik hat damit mit der ersten Sonde zum Roten Planeten geschafft, wofür etwa die NASA Jahrzehnte brauchte. Glückwünsche kamen danach von der US-Weltraumagentur, von der ESA und der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos. Doch während es schon wenige Stunden nach der jüngst geglückten Landung des NASA-Rovers Perseverance Fotos und bald ein beeindruckendes Video gab, schweigt Zhurong noch.

Zhurong wurde auf dem namenlosen Lander zum Mars gebracht und sollte nach der Landung zuerst Fotos der Umgebung machen. Bis sich der Rover in Bewegung setzt, würde es mehrere Tage dauern, hatte Chinas Raumfahrtagentur vorab erklärt. Einer Mitteilung der CNSA (China National Space Administration) zufolge könnte es sogar bis Ende des Monats dauern, bis Fotos davon zur Erde geschickt werden. Dass das vergleichsweise lange dauert, liegt beispielsweise daran, dass China als Relais zur Erde mit Tianwen-1 nur eine Sonde zur Verfügung steht und auch an den beschränkten Arbeitszeiten des Rovers. Dessen Solarmodule müssen jeden Morgen erst einmal genug Strom generieren. Außerdem hat Tianwen-1 zwar den Orbit geändert, um öfter über Zhurong zu kreisen, ist aber trotzdem nicht immer in der idealen Höhe über dem Rover. Schließlich ist auch die geringe Datenrate ein Flaschenhals.

Wann mit Zhurongs ersten Bildern von der Marsoberfläche zu rechnen ist, ist deswegen gegenwärtig noch unklar. Es dürfte aber wohl noch Tage dauern. Hat sich Zhurong einmal in Bewegung gesetzt, soll er die Oberfläche mindestens drei Monate lang erkunden. Aus technischer Sicht könnte er aber Jahre durchhalten. Sollte das gelingen, würde er an erfolgreiche NASA-Missionen anknüpfen, die ebenfalls nur für einige Monate ausgelegt waren und letztlich jahrelang Daten sammelten.

Quelle: https://www.heise.de/news/Chinas-Mars-Rover-Zhurong-Glueckwuensche-zur-Landung-und-das-Warten-auf-Fotos-6047057.html


Welche Wissenschaft steht dem Zhurong Rover in Utopia Planitia bevor?

China schrieb Geschichte und wurde die zweite Nation, die einen Rover auf der Marsoberfläche landete. Das roboterwissenschaftliche Labor wird die Ebenen von Utopia Planitia während einer 90-tägigen Hauptmission erkunden. Welche geologischen Beobachtungen und überprüfbaren Hypothesen stehen Missionswissenschaftlern bevor?

Nach einer Reihe von Erfolgen bei der Monderkundung hat die chinesische Raumfahrtbehörde (CNSA ) mit einer ehrgeizigen Orbiter-Rover-Mission den “ Feuerplaneten “ (火星) ins Visier genommen . Fast drei Monate nach seiner Ankunft auf dem Mars ließ der Orbiter Tianwen-1 den Rover Zhurong frei, der am 14. Mai 2021 Geschichte schrieb, indem er sicher in den Ebenen von Utopia Plantia landete. 

Die genaue Position des Rovers wird später unter Verwendung verschiedener Techniken bestimmt. Bilder, die Zhurong selbst während seiner anständigen Zeit aufgenommen hat, werden mit Bildern verglichen, die aus der Umlaufbahn aufgenommen wurden und die Landschaft des Ortes zeigen. Außerdem kann das NASA-Instrument HiRISE möglicherweise bald den Rover auf der Oberfläche abbilden und die genaue Position der Hardware auf der Oberfläche anzeigen. Bis dahin verlassen sich die Ingenieure auf Funkdaten, um den Standort abzuschätzen, und verwenden diese Daten. Der Rover scheint sich in der Nähe von 109,9 E, 25,1 N zu befinden – nahe der Mitte der Bilder unten.

Abbildung 1 zeigt einige interessante Merkmale des Landeplatzes. Die derzeit besten verfügbaren Bilder des Landeplatzes stammen vom Mars Context Imager (CTX) der NASA mit einer räumlichen Auflösung von etwa 6 Metern pro Pixel. CTX-Daten der Landeregion zeigen eine Reihe interessanter Merkmale, einschließlich glatter Ebenen, die von flachen Klippen und Tälern (auf der Westseite dieses Bildes) geschnitten wurden und die Umrisse des „polygonalen Geländes“ definieren, das sich in Verbindung mit Eis bilden soll. Der kleine Hügel oben links im Bild hat einen unbekannten Ursprung, aber es ist sehr wahrscheinlich, dass es sich entweder um einen kleinen Vulkan oder einen Schlammvulkan handelt. Utopia Planitia hat viele mögliche Schlammvulkane und die außergewöhnliche Möglichkeit, einen mit dieser Mission zu erkunden, ist zweifellos eines der aufregendsten Szenarien.

Abbildung 1: Ein Mosaik aus CTX-Bildern zeigt die ungefähre Position des Landeplatzes des Zhurong-Rovers. Der Standort ist im Allgemeinen durch glatte Ebenen gekennzeichnet, die von Hunderten kleiner Krater gekennzeichnet sind. Es gibt jedoch einige außergewöhnliche geologische Merkmale in der Region, die möglicherweise in Schlagdistanz zum Rover liegen. Dazu gehören Tröge, die die Grenzen von polygonalem Gelände definieren, und Zapfen, die entweder vulkanische Schlackenkegel oder wahrscheinlich eher eine spezielle Art von Schlammvulkan sind. Diese geologischen Ziele würden weitere Möglichkeiten für Entdeckungsstufen bieten. 

Tianwen-1 ist mit einem hochauflösenden Imager ausgestattet, der eine räumliche Auflösung von ~ 2 Metern / Pixel bietet. Die Bilder der hochauflösenden Kamera (HRC) von Tianwen sind jedoch noch nicht öffentlich verfügbar, da sie sich noch in einem frühen Stadium der Mission befinden. Die Bilder mit der höchsten Auflösung der Marsoberfläche stammen vom HiRISE-Instrument, das sich seit 2005 im Orbit befindet und Bilder mit ca. 30 cm / Pixel erzeugen kann. Diese Bilder müssen jedoch zielgerichtet sein und nur einen kleinen Teil des Planeten abdecken. Daher gibt es derzeit keine HiRISE-Bilder des Landeplatzes, da das Raumschiff erst vor Tagen gelandet ist. Wir haben jedoch Daten von HiRISE, die dem Gelände entsprechen, das sich im selben geologischen Material befindet, wenn auch 10 km südöstlich (Abbildung 2).

Abbildung 2 zeigt eine relativ glatte Oberfläche aus körnigen Materialien und Staub mit einigen markanten Yardangs, bei denen es sich um lineare Grate aus schlecht verfestigtem, vom Wind geblasenem Material handelt. Solche Landformen finden sich in windgepeitschten Wüsten auf der Erde. Das Bild zeigt auch Grundgestein, das in sanften, erodierten und topografisch gedämpften Klippen freigelegt ist, die Grenzen des sogenannten polygonalen Geländes bilden, das für die Utopia-Region charakteristisch ist. Die äolischen Landformen, flachen Klippen und glatten Oberflächen mit gelegentlichen Felsblöcken in diesem Bild sind wahrscheinlich repräsentativ für die Landschaft, der der Rover begegnen wird.

Abbildung 2: Dieses HiRISE-Bild zeigt nicht den tatsächlichen Landeplatz, sondern das vergleichbare Gelände 10 km südöstlich. Dies ist das Bild mit der höchsten verfügbaren Auflösung von einem Gelände, das mit dem des Rovers vergleichbar ist. Für den Maßstab sind die NW-SE-Trendkämme im Durchschnitt ungefähr 100 m lang. Diese Grate bilden wahrscheinlich windgeformte Merkmale, die als Yardangs bezeichnet werden und aus schlecht verfestigten körnigen Materialien bestehen, die parallel zur Windrichtung geformt sind. Im nördlichen (oberen) Teil des Bildes befinden sich einige flache, gedämpfte Klippen, die die Ränder der Tröge definieren. Solche Merkmale würden den Zugang zu flachen Materialien unter der Oberfläche ermöglichen.

Einige andere Fernerkundungsdaten von Raumfahrzeugen, die derzeit den Mars umkreisen, bieten zusätzliche Einblicke in die Art des Landebereichs. Abbildung 3 zeigt Infrarotemissionsdaten des THEMIS-Instruments (Thermal Emission Imaging System) an Bord des Mars Odyssey-Raumfahrzeugs der NASA. THEMIS messen die von der Oberfläche emittierte Strahlung und bieten sowohl Temperaturkarten als auch eine Möglichkeit zur Untersuchung der Mineralogie mithilfe von Schwingungsabsorptionen, die im Wesentlichen in allen Mineralien und natürlichen Gläsern auftreten.

Durch die Messung, wie sich die Oberflächentemperatur zwischen Nacht und Tag ändert, können Wissenschaftler einen Wert für die thermische Trägheit berechnen – oder die natürliche Beständigkeit gegen Temperaturänderungen in einem Material. Stellen Sie sich das Szenario der „städtischen Wärmeinsel“ vor, in dem immer mehr Beton die Wärme besser speichert als natürlicher Boden und Grünflächen. Der Beton hat eine höhere thermische Trägheit und speichert Tag für Tag Wärme. Er bleibt nachts warm und macht städtische Gebiete unnatürlich heiß. Auf dem Mars haben staubige und sandige Gebiete aus feinkörnigen Materialien niedrige thermische Trägheitswerte (~ 200-300) und felsige Oberflächen hohe Werte (~ 600-800) im Maßstab der THEMIS-Messungen (Fergason et al. , 2006). Materialien in der Landeregion von Zhurong haben thermische Trägheitswerte von ~ 300-400, Dies deutet darauf hin, dass der Rover wahrscheinlich auf Ebenen aus körnigem Material stoßen wird, in denen einige Felsblöcke von den Hunderten kleiner Einschlagkrater in der Region exhumiert und ausgeworfen werden. In Abbildung 3 zeige ich Nachttemperaturwerte anstelle der thermischen Trägheit, aber die Nachttemperatur ist tatsächlich ein guter Ersatz für die thermische Trägheit.

Das Bild rechts in Abbildung 3 stammt ebenfalls von THEMIS. Dies ist jedoch ein multispektrales Tagesinfrarotbild, das Unterschiede in der Zusammensetzung als Farbvariation zeigt. In dieser Spektralkombination sind basaltische Vulkanmaterialien im Allgemeinen blau-lila und durch Wasser gebildete Alterationsmineralien erscheinen gelb. Aus diesen Daten ist es nicht möglich, die genauen vorhandenen Mineralien zu bestimmen, aber es ist ermutigend zu sehen, dass es wahrscheinlich mehrere Zusammensetzungseinheiten in der Landeregion gibt.

Figur 3:Auf der linken Seite befindet sich ein THEMIS-Nachtinfrarotbild, das auf CTX-Daten drapiert ist. Wärmere Farben entsprechen tatsächlich wärmeren Oberflächen, und höhere Nachttemperaturen entsprechen im Allgemeinen felsigeren Materialien. Kühlere Oberflächen bestehen wahrscheinlich aus körnigen Materialien und / oder enthalten mehr Staub. Auf der rechten Seite befindet sich ein THEMIS-Dekorrelations-Streckbild, das die Bänder 9-6-4 als RGB zeigt. In dieser Farbkombination erscheinen mafische vulkanische Materialien als bläulich und mehr felsische Materialien oder sulfathaltige Materialien können gelb-rot erscheinen. Während die Technik verwendet wird, um Temperatureffekte zu entfernen oder zu minimieren und Zusammensetzungseffekte hervorzuheben, bleiben in der Realität einige Resttemperatureffekte bestehen. Zusamenfassend,

Warum das Raumschiff in Utopia Planitia landen?

Die Utopia Planitia wurde aus mehreren Gründen als Landeregion ausgewählt. Ein offensichtlicher Grund hängt mit dem Engineering zusammen. Das Gelände ist relativ sicher und flach, was wünschenswert war, um eine sichere Landung zu ermöglichen. Die Leute sagen, es gibt keine „kleine Operation“ und eine ähnliche Wahrheit gilt für die Erforschung des Weltraums: Es gibt keine routinemäßige Weltraummission. Ohne eine sichere Landung gibt es keine wissenschaftlichen Fragen zu beantworten. Diese Website wurde ausgewählt, um den Erfolg zu maximieren, und diese Strategie hat sich als klug erwiesen.

Die anderen Gründe, warum Utopia Planitia als Landeplatz gewählt wurde, sind wissenschaftlichen Ursprungs. Zum einen liegt die gesamte Utopie topografisch unter den hypothetischen Küstenlinien eines alten Ozeans (Citron et al., 2018). Die Frage, ob die nördlichen Ebenen des Mars einen alten Ozean enthielten, ist komplex und weist verschiedene Beweise auf, die in gewissem Widerspruch zueinander stehen. Die Geschichte ist interessant, geht aber über den Rahmen dieses Artikels hinaus. Vor allem ist es wichtig darauf hinzuweisen, dass Wissenschaftler im Allgemeinen nicht damit rechnen, Meeresbodenablagerungen an diesem Landeplatz zu finden, da unabhängig davon, ob ein uralter Ozean dieses Gebiet bedeckte oder nicht, mit Sicherheit eine deutlich jugendlichere geologische Aktivität stattgefunden hat es auf.

Jüngere geologische Prozesse haben sicherlich den Vulkanismus eingeschlossen. Tatsächlich ist der Mars ein vulkanischer Planet, und der größte Teil der Oberfläche wurde von Lava und Asche bedeckt, deren Masse dem der in Hawaii oder Island vorkommenden Basaltgesteine ​​ähnelt. Es ist auch wahr, dass die meisten vulkanischen Materialien, die den Mars bedecken, durch andere geologische Prozesse modifiziert wurden, und das gilt auch in diesem Fall. In Utopia Planitia scheint die Oberfläche durch eine breite Kategorie von Prozessen aufgewühlt worden zu sein, die zusammengefasst und als periglaziale Prozesse bezeichnet werden können. Mit anderen Worten, die Oberfläche wurde durch eisbedingte Prozesse verändert, die denen in Nordkanada oder Sibirien ähneln.

Ein auffälliges Element der periglazialen Natur dieses Geländes ist das Vorhandensein von gemustertem Boden mit polygonalen Brüchen (siehe das oberste „Poster“ dieses Artikels, das von der hochauflösenden Stereokamera oder HRSC der ESA mit Polygonen in Utopia Planitia zurückgegeben wurde). Diese Muster sollen sich jedoch durch Sublimation von unterirdischem Wassereis bilden.

Tatsächlich gibt es in Utopia Planitia starke Hinweise auf unterirdisches Eis. Abgesehen davon, dass wir aus der Geomorphologie oder dem Vorhandensein bestimmter Landformen auf seine frühere Existenz schließen können, können wir auch mithilfe von Radar nach seiner Gegenwart in der Gegenwart suchen. In der Tat zeigen Radarmessungen Hinweise auf reichlich vorhandenes unterirdisches Eis in ganz Utopia, möglicherweise> 14.000 km 3 (Sturman et al., 2016). Die Bedeutung des derzeit im Untergrund vorhandenen Wassereises geht weit über die rein wissenschaftliche Neugier hinaus. In der Tat ist zugängliches Wassereis auf dem Mars wie das Auffinden einer Art Goldmine auf der Erde, obwohl die Wirtschaft völlig anders ist. Der Punkt ist, dass alle zukünftigen menschlichen Erkundungen oder der Mars von unserer Fähigkeit abhängen werden, Wasserressourcen vor einer menschlichen Landung roboterhaft abzubauen. H 2O wird nicht nur zur Unterstützung von Astronauten und hoffentlich einer zukünftigen Weltraumkolonie verwendet, sondern das Wasser wird in seine grundlegenden Komponenten aufgeteilt, die dann als Raketentreibstoff rekombiniert werden können. Raketentreibstoff für eine Rückkehr zur Erde ist viel zu schwer, daher muss er auf dem Mars hergestellt werden.

Ein weiteres wissenschaftliches Rätsel der Region Utopia Plantia ist die Möglichkeit des Schlammvulkanismus. Das Konzept ist, wie es sich anhört … Flüsse und Zapfen werden eher durch Schlammausbruch als durch Lava gebildet – tatsächlich muss es keine Art von Magma geben. Schlammvulkanismus wird durch den diapirischen Anstieg von weniger dichtem Schlammschlamm verursacht, der durch eine Reihe von Prozessen entstehen kann. Wenn es in Utopia auftrat, wurde es möglicherweise durch Druckausübung im Untergrund aufgrund des Einfrierens verursacht. Auf diese Weise könnten alle bekannten geologischen Prozesse in der Region miteinander verbunden werden: a) Die Region könnte ein uralter Ozean gewesen sein oder nicht, aber sie war b) durch Vulkanismus wieder aufgetaucht und c) hat viel Eis im Untergrund gebunden, was zur Folge hatte in d) Veränderung und Extrusion von schlammigen, veränderten Materialien. Auch bei niedrigen Temperaturen Kleine Mengen von Flüssigkeiten im Eis können Mineralien dramatisch verändern (Niles et al., 2017). Die veränderten Sedimente können sich aufgrund von Hydratation ausdehnen oder auf andere Weise unter Druck gesetzt werden und schließlich an die Oberfläche ausgestoßen werden.

Eine spekulative, aber nicht undenkbare Hypothese bezieht sich auf das mikrobielle Leben. Auf der Erde ist Schlammvulkanismus häufig mit Methanausgasung verbunden, und die Produktion von Methan ist manchmal mit der mikrobiellen Aktivität im Untergrund verbunden (z. B. Niemann et al., 2006). Obwohl die Idee des modernen Lebens auf dem Mars umstritten ist, bleiben die Tatsachen bestehen, dass: 1) Methan in unerklärlicher Weise periodisch in der Marsatmosphäre auftritt, 2) Schlammvulkanismus, der häufig mit Methanausgasung verbunden ist, im Landeplatzbereich aufgetreten zu sein scheint, und 3) Der moderne Untergrund des Mars ist unter dem Gesichtspunkt der Energie-Wasser-Porosität bewohnbar (Tarnas et al., 2021). Es ist unwahrscheinlich, dass heute Schlammvulkanismus auftritt, aber dennoch

Was sind die großen wissenschaftlichen Fragen und wie wird Zhurong helfen, sie zu beantworten?

Der Zhurong Rover bringt eine wissenschaftliche Nutzlast mit sich, mit der einige der oben beschriebenen großen wissenschaftlichen Fragen getestet werden können. Eine der direktesten Möglichkeiten, wie sich seine Beobachtungen auf die Planetenforschung auswirken könnten, ist die Suche nach unterirdischem Eis in situ mit einem Bodenradar. Dieses Instrument wird in der Lage sein, Grenzen in grundlegend unterschiedlichen Arten von Materialien wie Eis, leerem Porenraum und Gestein / Boden aufzulösen. Der Mars Surface Compound Detector (MCSD) kann die Oberflächenchemie quantifizieren und spektrale Absorptionen in Mineralien charakterisieren. Eine große Frage, die beantwortet werden kann, ist, ob die eisvermittelten periglazialen Prozesse zu einer wässrigen Veränderung vulkanischer Protolithen geführt haben. Viele Menschen gehen davon aus, dass periglaziale Prozesse nur zu physikalischen Rissen und zur Zerkleinerung von Gesteinen führen (keine chemische Veränderung). Wenn wir uns jedoch die im antarktischen Eis veränderten Mineralien genau ansehen, sehen wir Hinweise auf eine intensive Veränderung (Baccolo et al., 2021). Sehen wir veränderte Mineralien in den periglazialen Vulkanebenen von Utopia Planitia? Wenn der Rover weit genug fahren kann, kann er möglicherweise den Rand von Klippen und Tälern besuchen, die mit polygonalem Gelände verbunden sind, und grundlegende neue Erkenntnisse darüber gewinnen, wie periglaziale Prozesse auf dem Mars ablaufen. Eines der kühnsten Ziele und eines, das eine paradigmenwechselnde Wissenschaft hervorbringen würde, wäre es, mögliche Schlammströme zu besuchen, die aus dem Untergrund ausbrechen. Durch die Untersuchung der Textur, Chemie und Mineralogie dieser Lagerstätten konnten wir grundlegend neue Informationen über einige der tiefgreifendsten wissenschaftlichen Fragen erhalten, mit denen Planetenwissenschaftler konfrontiert sind. Wir sehen Hinweise auf eine intensive Veränderung (Baccolo et al., 2021). Sehen wir veränderte Mineralien in den periglazialen Vulkanebenen von Utopia Planitia? Wenn der Rover weit genug fahren kann, kann er möglicherweise den Rand von Klippen und Tälern besuchen, die mit polygonalem Gelände verbunden sind, und grundlegende neue Erkenntnisse darüber gewinnen, wie periglaziale Prozesse auf dem Mars ablaufen. Eines der kühnsten Ziele und eines, das eine paradigmenwechselnde Wissenschaft hervorbringen würde, wäre es, mögliche Schlammströme zu besuchen, die aus dem Untergrund ausbrechen. Durch die Untersuchung der Textur, Chemie und Mineralogie dieser Lagerstätten konnten wir grundlegend neue Informationen über einige der tiefgreifendsten wissenschaftlichen Fragen erhalten, mit denen Planetenwissenschaftler konfrontiert sind. Wir sehen Hinweise auf eine intensive Veränderung (Baccolo et al., 2021). Sehen wir veränderte Mineralien in den periglazialen Vulkanebenen von Utopia Planitia? Wenn der Rover weit genug fahren kann, kann er möglicherweise den Rand von Klippen und Tälern besuchen, die mit polygonalem Gelände verbunden sind, und grundlegende neue Erkenntnisse darüber gewinnen, wie periglaziale Prozesse auf dem Mars ablaufen. Eines der kühnsten Ziele und eines, das eine paradigmenwechselnde Wissenschaft hervorbringen würde, wäre es, mögliche Schlammströme zu besuchen, die aus dem Untergrund ausbrechen. Durch die Untersuchung der Textur, Chemie und Mineralogie dieser Lagerstätten konnten wir grundlegend neue Informationen über einige der tiefgreifendsten wissenschaftlichen Fragen erhalten, mit denen Planetenwissenschaftler konfrontiert sind. Es könnte in der Lage sein, den Rand von Klippen und Tälern zu besuchen, die mit polygonalem Gelände verbunden sind, und grundlegende neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie periglaziale Prozesse auf dem Mars ablaufen. Eines der kühnsten Ziele und eines, das eine paradigmenwechselnde Wissenschaft hervorbringen würde, wäre es, mögliche Schlammströme zu besuchen, die aus dem Untergrund ausbrechen. Durch die Untersuchung der Textur, Chemie und Mineralogie dieser Lagerstätten konnten wir grundlegend neue Informationen über einige der tiefgreifendsten wissenschaftlichen Fragen erhalten, mit denen Planetenwissenschaftler konfrontiert sind. Es könnte in der Lage sein, den Rand von Klippen und Tälern zu besuchen, die mit polygonalem Gelände verbunden sind, und grundlegende neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie periglaziale Prozesse auf dem Mars ablaufen. Eines der kühnsten Ziele und eines, das eine paradigmenwechselnde Wissenschaft hervorbringen würde, wäre es, mögliche Schlammströme zu besuchen, die aus dem Untergrund ausbrechen. Durch die Untersuchung der Textur, Chemie und Mineralogie dieser Lagerstätten konnten wir grundlegend neue Informationen über einige der tiefgreifendsten wissenschaftlichen Fragen erhalten, mit denen Planetenwissenschaftler konfrontiert sind.

Quelle (Googel-Übersetzung): https://astronomycommunity.nature.com/posts/what-might-the-z