Astrobiology: The Detective Aboard NASA’s Perseverance Rover

This artist's concept depicts NASA's Mars 2020 rover exploring Mars.
SHERLOC on Perseverance’s Robotic ArmSHERLOC, one of the instruments onboard NASA’s Perseverance Mars rover, sits on the end of the rover’s robotic arm. Credits: NASA/JPL-Caltech. Full image and caption ›

An instrument called SHERLOC will, with the help of its partner WATSON, hunt for signs of ancient life by detecting organic molecules and minerals.


Mars is a long way from 221B Baker Street, but one of fiction’s best-known detectives will be represented on the Red Planet after NASA’s Perseverance rover touches down on Feb. 18, 2021. SHERLOC, an instrument on the end of the rover’s robotic arm, will hunt for sand-grain-sized clues in Martian rocks while working in tandem with WATSON, a camera that will take close-up pictures of rock textures. Together, they will study rock surfaces, mapping out the presence of certain minerals and organic molecules, which are the carbon-based building blocks of life on Earth.

SHERLOC was built at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California, which leads the Perseverance mission; WATSON was built at Malin Space Science Systems in San Diego. For the most promising rocks, the Perseverance team will command the rover to take half-inch-wide core samples, store and seal them in metal tubes, and deposit them on the surface of Mars so that a future mission can return them to Earth for more detailed study.

SHERLOC will be working with six other instruments aboard Perseverance to give us a clearer understanding of Mars. It’s even helping the effort to create spacesuits that will hold up in the Martian environment when humans set foot on the Red Planet. Here’s a closer look.

Mars 2020's SHERLOC Instrument
Mars 2020’s SHERLOC Instrument: An engineering model of SHERLOC, one the instruments onboard NASA’s Perseverance Mars rover. Located on the end of the rover’s robotic arm, SHERLOC will help determine which samples to take so that they can be sealed in metal tubes and left on the Martian surface for future return to Earth. Credits: NASA/JPL-Caltech. Full image and caption ›

The Power of Raman

SHERLOC’s full name is a mouthful: Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals. „Raman“ refers to Raman spectroscopy, a scientific technique named after the Indian physicist C.V. Raman, who discovered the light-scattering effect in the 1920s.

„While traveling by ship, he was trying to discover why the color of the sea was blue,“ said Luther Beegle of JPL, SHERLOC’s principal investigator. „He realized if you shine a light beam on a surface, it can change the wavelength of scattered light depending on the materials in that surface. „

This effect is called Raman scattering. Scientists can identify different molecules based on the distinctive spectral „fingerprint“ visible in their emitted light. An ultraviolet laser that is part of SHERLOC will allow the team to classify organics and minerals present in a rock and understand the environment in which the rock formed. Salty water, for example, can result in the formation of different minerals than fresh water. The team will also be looking for astrobiology clues in the form of organic molecules, which among other things, serve as potential biosignatures, demonstrating the presence life in Mars‘ ancient past.

„Life is clumpy,“ Beegle said. „If we see organics clumping together on one part of a rock, it might be a sign that microbes thrived there in the past.“

Nonbiological processes can also form organics, so detecting the compounds isn’t a sure sign that life formed on Mars. But organics are crucial to understanding whether the ancient environment could have supported life.

A Martian Magnifying Glass

Mineral Map Created During a Test of SHERLOC
Mineral Map Created During a Test of SHERLOC: In this test image by SHERLOC, an instrument aboard NASA’s Perseverance rover, each color represents a different mineral detected on a rock’s surface. Credits: NASA/JPL-Caltech. Download image ›

When Beegle and his team spot an interesting rock, they’ll scan a quarter-sized area of it with SHERLOC’s laser to tease out the mineral composition and whether organic compounds are present. Then WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) will take close-up images of the sample. It can snap images of Perseverance, too, just as NASA’s Curiosity rover uses the same camera — called the Mars Hand Lens Imager on that vehicle — for science and for taking selfies.

But combined with SHERLOC, WATSON can do even more: The team can precisely map SHERLOC’s findings over WATSON’s images to help reveal how different mineral layers formed and overlap. They can also combine the mineral maps with data from other instruments — among them, PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) on Perseverance’s robotic arm — to see whether a rock could hold signs of fossilized microbial life.

Meteorites and Spacesuits

Any science instrument exposed to the Martian environment for long enough is bound to change, either from the extreme temperature swings or the radiation from the Sun and cosmic rays. Scientists occasionally have to calibrate these instruments, which they do by measuring their readings against calibration targets — essentially, objects with known properties selected in advance for cross-checking purposes. (For instance, a penny serves as one calibration target aboard Curiosity.) Since they know in advance what the readings should be when an instrument is working correctly, scientists can make adjustments accordingly.

About the size of a smartphone, SHERLOC’s calibration target includes 10 objects, including a sample of a Martian meteorite that traveled to Earth and was found in the Oman desert in 1999. Studying how this meteorite fragment changes over the course of the mission will help scientists understand the chemical interactions between the planet’s surface and its atmosphere. SuperCam, another instrument aboard Perseverance, has a piece of Martian meteorite on its calibration target as well.

While scientists are returning fragments of Mars back to the surface of the Red Planet to further their studies, they’re counting on Perserverance to gather dozens of rock and soil samples for future return to Earth. The samples the rover collects will be exhaustively studied, with data taken from the landscape in which they formed, and they’ll include different rock types than the meteorites.

Next to the Martian meteorite are five samples of spacesuit fabric and helmet material developed by NASA’s Johnson Space Center. SHERLOC will take readings of these materials as they change in the Martian landscape over time, giving spacesuit designers a better idea of how they degrade. When the first astronauts step on to Mars, they might have SHERLOC to thank for the suits that keep them safe.

About the Mission

Perseverance is a robotic scientist weighing about 2,260 pounds (1,025 kilograms). The rover’s astrobiology mission will search for signs of past microbial life. It will characterize the planet’s climate and geology, collect samples for future return to Earth, and pave the way for human exploration of the Red Planet. No matter what day Perseverance launches during its July 17-Aug. 11 launch period, it will land at Mars‘ Jezero Crater on Feb. 18, 2021.

The Mars 2020 Perseverance rover mission is part of a larger program that includes missions to the Moon as a way to prepare for human exploration of the Red Planet. Charged with returning astronauts to the Moon by 2024, NASA will establish a sustained human presence on and around the Moon by 2028 through the agency’s Artemis lunar exploration plans.

For more about Perseverance:

mars.nasa.gov/mars2020/

nasa.gov/perseverance

Marsmission Tianwen 1-Transportschiffe Yuanwang 21 und 22 verlassen Tianjin

Übersetzung: „In China verschwenden wir wirklich keine Zeit, die beiden Transportschiffe Yuanwang 21 und 22 verlassen Tianjin bereits in Richtung Wenchang, mit Long March 5 an Bord, um Tianwen 1 im März dieses Sommers zu starten! Sie sollten um den 20. Mai ankommen.“

Yuanwang 21 Richtung Hainan
Yuanwang 22 Richtung Hainan

Herrlich entspannend und schön anzusehen die Schiffsposition. Yuanwang 21 und 22 verlassen Tianjin in Richtung Wenchang, mit Long March 5 an Bord, für die Marsmission Tianwen 1.

Man kann ja über die China Politik streiten, aber die Arbeitsmoral ist enorm. Und nebenbei baut man einfach mal eine Parabolantenne mit 70 Metern Durchmesser in Tianjin zur Unterstützung der chinesischen Marsmission Tianwen-1, auf. Hier zulande würden sich die Politiker jahrelang streiten und Umwelt und Bau Genehmigungen genauso lange dauern. Die Chinesen machen das einfach und ziehen ihr ding durch. Das gefällt mir sehr. Verschwenden wirklich keine Zeit

NASA’s Perseverance Rover Mission Getting in Shape for Launch

The Perseverance rover’s astrobiology mission will search for signs of ancient microbial life. It will also characterize the planet’s climate and geology, collect samples for future return to Earth, and pave the way for human exploration of the Red Planet. The Perseverance rover mission is part of a larger program that includes missions to the Moon as a way to prepare for human exploration of the Red Planet. Charged with returning astronauts to the Moon by 2024, NASA will establish a sustained human presence on and around the Moon by 2028 through NASA’s Artemis lunar exploration plans.

Es ist schön den Rover seit der Ankündigung 12.2012 so zu sehen. Das sind die Bilder (sehr wichtiger Meilenstein) auf die ich jahrelang immer besonders warte, ca 7 Jahre Planung und Bau hat es bis hier gedauert. Die Nasa liegt mit Perseverance sehr gut im Zeitplan. Das baldige verstauen der Sonde in der Nutzlastvergleidung, der Zusammenbau der Rakete bzw. stapeln aller Komponente und der Start sind der schönste Abschnitt. Danach tritt wieder eine Wartephase ein (ca. 6 Monate) bis zur Ankunftszeit im Jahre 2021, wo es wieder interessant und spannend wird.

Christian Dauck
Image of the underside of the Mars 2020 rover
Perseverance from Below: The rover’s descent stage was recently stacked atop the rover at Kennedy Space Center, and the two were placed in the back shell that will help protect them on their journey to Mars. Credits: NASA/JPL-Caltech. Full image and caption ›​

Stacking spacecraft components on top of each other is one of the final assembly steps before a mission launches to the Red Planet.


Engineers working on NASA’s Perseverance rover mission at the Kennedy Space Center in Florida have begun the process of placing the Mars-bound rover and other spacecraft components into the configuration they’ll be in as they ride on top of the United Launch Alliance Atlas V rocket. The launch period for the mission opens on July 17 — just 70 days from now.

Called „vehicle stacking,“ the process began on April 23 with the integration of the rover and its rocket-powered descent stage. One of the first steps in the daylong operation was to lift the descent stage onto Perseverance so that engineers could connect the two with flight-separation bolts.

When it’s time for the rover to touch down on Mars, these three bolts will be released by small pyrotechnic charges, and the spacecraft will execute the sky crane maneuver: Nylon cords spool out through what are called bridle exit guides to lower the rover 25 feet (7.6 meters) below the descent stage. Once Perseverance senses it’s on the surface, pyrotechnically-fired blades will sever the cords, and the descent stage flies off. The sky crane maneuver ensures Perseverance will land on the Martian surface free of any other spacecraft components, eliminating the need for a complex deployment procedure.

The cone-shaped back shell for NASA's Perseverance rover
Protecting NASA’s Perseverance Mars Rover: The cone-shaped back shell for NASA’s Perseverance rover mission. Credits: NASA/JPL-Caltech. Full image and caption ›

„Attaching the rover to the descent stage is a major milestone for the team because these are the first spacecraft components to come together for launch, and they will be the last to separate when we reach Mars,“ said David Gruel, the Perseverance rover assembly, test, and launch operations manager at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California, which manages rover operations. „These two assemblies will remain firmly nestled together until they are about 65 feet [20 meters] over the surface of Mars.“

On April 29, the rover and descent stage were attached to the cone-shaped back shell, which contains the parachute and, along with the mission’s heat shield, provides protection for the rover and descent stage during Martian atmospheric entry.

Whether they are working on final assembly of the vehicle at Kennedy Space Center, testing software and subsystems at JPL or (as the majority of the team is doing) teleworking due to coronavirus safety precautions, the Perseverance team remains on track to meet the opening of the rover’s launch period. No matter what day Perseverance launches, it will land at Mars‘ Jezero Crater on Feb. 18, 2021.

Mars 2020's rocket-powered descent stage
Perseverance Rover Gets in Launch Shape: This image of the rocket-powered descent stage sitting on to of NASA’s Perseverance rover was taken in a clean room at Kennedy Space Center on April 29, 2020. Credits: NASA/JPL-Caltech. Full image and caption ›

Tanegashima Space Center: Mars Hope der VAE erreicht den Startort auf der japanischen Insel

Der Meilensteintransfer von Dubai unter Aufsicht von Ingenieuren aus den Emiraten dauert 83 Stunden

Dubai: Die Mars Hope Probe der VAE wurde erfolgreich vom Mohammad Bin Rashid Space Center in Dubai zum Startort auf der japanischen Insel Tanegashima gebracht.

Hope erreicht japanische Insel

Die Ankündigung wurde am Samstag von Scheich Mohammed Bin Rashid Al Maktoum, Vizepräsident und Premierminister der Vereinigten Arabischen Emirate und Herrscher von Dubai, getwittert.

Er lobte den Schritt „als eine der wichtigsten Endphasen des Starts der ersten arabisch-islamischen Sonde für den Mars“. Der Transfer erfolgte unter der Aufsicht eines Teams von Ingenieuren aus den Emiraten in einem Prozess, der 83 Stunden ununterbrochene Arbeit in Anspruch nahm, twitterte Sheikh Mohammed.

Trotz der weltweiten Reisebedingungen und der globalen Gesundheitsvorkehrungen arbeiten die Ingenieure der Emirate weiterhin nach dem genehmigten Zeitplan für die Fertigstellung des wichtigsten wissenschaftlichen Weltraumprojekts in der Region, sagte er.

Die Sonde wurde in weniger als dem weltweit üblichen Zeitraum entwickelt (nur sechs Jahre im Vergleich zu zehn) und zum halben Preis, fügte Sheikh Mohammed in einer Reihe von Tweets hinzu. Ein Video und Bilder, die den historischen Transfer dokumentieren, wurden ebenfalls geteilt.

Ziel ist es, die Sonde im Juli zu starten, wobei die unbemannten Menschen irgendwann im Jahr 2021 die Marsatmosphäre erreichen, um sie in beispiellosen Details zu untersuchen.

Scheich Mohammed sagte, die Errungenschaft sei ein Wendepunkt für die arabische und islamische Welt im Weltraum. Er fügte hinzu, dass das Erreichen des Mars nicht nur ein wissenschaftliches Ziel sei, sondern auch die Botschaft an die neue Generation in der arabischen Welt, dass „wir fähig sind und dass nichts unmöglich ist“.

Quelle: https://gulfnews.com/uae/science/uaes-mars-hope-probe-reaches-launch-site-on-japan-island-1.71172701

Tolle Eindrücke vom Transport der Raumsonde zum Tanegashima Space Center (Japan) :

Diese Teams wollen 2020 zum Mars starten

Gleich von 3 Raumfahrt-Teilnehmern bzw. Teams wird der rote Planet im diesem Jahr Besuch bekommen. Das sind:

  1. die US-Raumfahrtorganisation NASA mit dem Rover „Perseverance“ („Ausdauer“).
  2. die chinesische Raumfahrtbehörde CNSA mit der Sonde „Tianwen-1“. („Himmlische Fragen“ oder „Fragen an den Himmel“ bedeutet).
  3. die Raumfahrtorganisation der Vereinigten Arabischen Emirate mit der Sonde „al-Amal“ („Hoffnung“).
Planet Mars

1. NASA – Baut auf Erfahrungen und bewährte Technik

Die NASA hat bereits einige Erfahrung am Mars sammeln können und ist somit der erfahrenste Teilnehmer. Schon 1976 schaffte ihre „Viking 1“ die erste, weiche Mars-Landung und damit nicht genug: Es folgten weitere Mars-Missionen von „Pathfinder“ über „Opportunity“ bis zu den aktuellen Mars-Fahrzeugen Curiosity-Rover und Insight-Lander.

Der als „Perseverance“ bezeichnete neue Mars-Rover verwendet unter anderem denselben Typ Hitzeschild sowie in modifizierter Version Abstiegsstufe und Skycrane, der auch bei Curiosity zum Einsatz kam. Nur die Räder sind beim neuen Gerät robuster. Mit einer „Supercam“ soll das Fahrzeug chemische und mineralische Analysen durchführen, also das Marsgestein untersuchen. Ein bodendurchdringendes Radar soll zudem die Geologie des Mars-Untergrunds erkunden. Im Experiment „MOXIE“ soll dann Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Sauerstoff umgewandelt werden.

Mit an Bord des Rovers ist ein kleiner Helikopter, der demonstrieren soll, dass ein autonomer, kontrollierter Flug in der dünnen Mars-Atmosphäre möglich ist.

Gab es jemals Leben auf dem Mars? Darum geht es der NASA hauptsächlich mit ihrem Flug zum Mars. Nur der Nasa ist es gelungen erfolgreich auf den Mars zu landen.

2. Chinas CNSA – Erste interplanetare Mission

Die chinesische Raumfahrtbehörde China National Space Administration (CNSA) ist noch recht neu im Raumfahrt-Business. Dennoch macht China der NASA und ESA einige Konkurrenz, so konnte Anfang 2019 ein chinesisches Raumschiff als erstes auf der Rückseite des Mondes landen. Auch ist die Nation in den vergangen Jahren mehrmals erfolgreich mit einer Kombination aus Orbiter, Lander und Rover auf dem Mond gelandet. Eine Mars-Mission ist für China Neuland aber trotzdem ist sie ein ernstzunehmender Mars-Teilnehmer.

Eine Rakete vom Typ „Langer Marsch“ soll die Sonde „Tianwen-1“ zum roten Planeten schießen. Es handelt sich um eine Kombination aus Mars-Orbiter, -Lander und -Rover, wie bei den vorherigen erfolgreichen Mondmissionen. Sie soll Technologien erproben zum Abstieg durch die Atmosphäre des Mars und zur Mars-Landung. Und sie soll lernen sich autonom auf der Marsoberfläche zu bewegen.

Weitere Forschungsziele der Mars-Mission sind die geologische Zusammensetzung des Planeten und eine Kartografie dessen. Zudem soll die chinesische Sonde das Weltraumwetter messen, Marsgestein untersuchen und das Magnet- und das Schwerefeld untersuchen.

Für China wäre der Start zwar keine Premiere, die Sonde Yinghuo-1 („Leuchtkäfer-1“) war November 2011 Huckepack mit der russischen Mars-Sonde Fobos-Grunt gestartet, die scheiterte und nie den Erdorbit verlassen hat und somit im Januar 2012 in die Erdatmosphäre eintrat und über dem Pazifik verglühte. Im Alleingang soll es nun besser klappen und wäre wenn der Start klappt erstmals ein Flug zu einem Planeten für die aufstrebende und erfolgreiche Weltraumnation.

3. VAE – Der Newcomer

Die Überraschungsteilnehmer sind die Vereinigten Arabischen Emirate (VAE). Ihre Raumsonde „al-Amal“ („Hoffnung“) soll mit einer japanischen Trägerrakete ins All geschossen werden. Bei Erfolg würde es die erste Mars-Mission eines westasiatischen Landes werden mit muslimischer und arabischer Bevölkerungsmehrheit.

Pünktlich zum 50. Jahrestag der Gründung der Vereinigten Arabischen Emirate 2021 soll die Mars-Landung stattfinden.Die Sonde soll das tägliche Klima auf dem Mars messen und erforschen, warum der Planet große Teile seiner Atmosphäre verloren hat.

Der Mars 2020: Missionen im Überfluss

2021 sollen 2 von den 3 Mars-Missionen auf dem roten Planeten landen. Wenn sie es schaffen. Denn der Flug zum Mars und die Landung darauf sind kein Kinderspiel. So oder so dürfte es aber ein spannendes Jahr für die Raumfahrt und deren Geschichte werden. 2020 ist ein Jahr des Aufbruchs zum Mars.

Chinas erste Mars-Erkundungsmission bekommt Name und Logo

Chinas erste Mars-Erkundungsmission wurde Tianwen-1 genannt, teilte die chinesische

Raumfahrtbehörde (CNSA) am Freitag, dem chinesischen Weltraumtag (24 April), mit.

Planetenmissionen der Chinesen werden zukünftig unter dem Namen „Tianwen“ geführt. Diese Marsmission erhält daher den Namen Tianwen-1

Der Name stammt von dem Gedicht „Tianwen“, das „Himmlische Fragen“ oder „Fragen an den Himmel“ bedeutet und von Qu Yuan (ca. 340-278 v. Chr.), einem der größten Dichter des alten China, geschrieben wurde. In dem Gedicht stellt der Dichter Fragen zu den Sternen und anderen Himmelskörpern.

China: Staatsfernsehen

Das Logo für die Mars-Mission und zukünftigen Planeten-Missionen sieht so aus:

Marsmission: Vereinigte Arabische Emirate (VAE) liefern Raumsonde früher nach Japan

3 von 4 Raumsonden (China, USA und VAE) sind noch im Renne für einen Start im Juli zum Mars. So viele wie noch nie. Über Newcomer freue ich mich außerdem immer, egal aus welchen Land.

Christian Dauck
Sheikh Mohammed bin Rashid, Vice President and Ruler of Dubai, and Sheikh Hamdan bin Mohammed, Crown Prince of Dubai, witness the installation of the final piece of the Hope Probe which will be launched to Mars in Jul.

Ein von den Vereinigten Arabischen Emiraten entwickelter Mars-Orbiter wird diese Woche an seinen Startort in Japan geliefert. Die Startvorbereitungen sind von der Coronavirus-Pandemie betroffen.

Die Emirates Mars Mission, ein Orbiter, der auch als Hope bekannt ist, soll während eines dreiwöchigen Startfensters, das am 14. Juli geöffnet wird, mit einer H-2A-Rakete aus Japan starten. Das Raumschiff wird Anfang 2021 in die Umlaufbahn um den Mars fliegen, um die zu untersuchen Marsatmosphäre.

Die Vorbereitungen für den Start liefen gut, sagte Omran Sharaf, Projektleiter der Mission, in einer Präsentation am 17. April bei einem Online-Treffen der Mars Exploration Program Analysis Group (MEPAG) der NASA. Das Raumschiff absolvierte im vergangenen Dezember Umwelttests in den USA und wurde dann für eine letzte Reihe von Tests nach Dubai transportiert.

Ursprüngliche Pläne sahen vor, diese Tests im Mai abzuschließen und das Raumschiff dann zur endgültigen Startvorbereitung an das japanische Raumfahrtzentrum Tanegashima zu schicken. Die Pandemie veranlasste das Missionsmanagement jedoch, das Schiffsdatum auf den 20. April zu verschieben.

„Die Entscheidung wurde früh getroffen, dass wir das Raumschiff so schnell wie möglich zum Startort versenden müssen, da die Reisebeschränkungen gelten“, sagte er, beispielsweise die Anforderungen an internationale Reisende zur Selbstquarantäne. „Wir mussten im schlimmsten Fall den Betrieb aufnehmen.“

Zu diesen Vorbereitungen gehörte die Entsendung eines Voraus-Teams von Ingenieuren nach Japan, die sich bei Eintreffen des Raumfahrzeugs außerhalb der Quarantäne befinden und sofort mit der Arbeit am Raumfahrzeug beginnen können. Diejenigen, die mit dem Raumschiff nach Japan reisen, werden zwei Wochen lang unter Quarantäne gestellt, bevor sie an den Startvorbereitungen teilnehmen können.

„Dies fügte einer Mission, die bereits eine Herausforderung darstellte, eine weitere Komplexität hinzu“, sagte er. Die Mission ist die erste zum Mars durch die VAE und ein Eckpfeiler der wachsenden Weltraumambitionen des Landes.

Sharaf sagte, die Regierungen der Vereinigten Arabischen Emirate und Japans unterstützten die Pläne, das Raumschiff trotz der als Reaktion auf die Pandemie verhängten Sperren zu versenden. „Wir haben alle erforderlichen Genehmigungen erhalten, und jetzt müssen wir nur noch das Raumschiff versenden“, sagte er.

Eine Verschiebung des Schiffsdatums, sagte er, bedeutet, dass einige Raumfahrzeugtests nicht durchgeführt werden. „Wir mussten uns nur auf die kritischen Tests konzentrieren und die zusätzlichen Tests entfernen“, sagte er. „Es wäre gut gewesen, einige dieser Tests zu haben, aber wir mussten uns darauf konzentrieren, die kritischen zu absolvieren.“

Hope ist eine von drei Mars-Missionen, die voraussichtlich diesen Sommer starten werden. Der Mars 2020-Rover der NASA startet am 17. Juli mit einem United Launch Alliance Atlas 5 von Cape Canaveral aus. Die NASA ergreift besondere Maßnahmen, um die Mission während der Pandemie im Zeitplan zu halten . Huoxing-1, eine chinesische Mars-Mission mit Orbiter, Lander und Rover, soll ebenfalls im Juli starten, obwohl die chinesische Regierung in letzter Zeit nur wenige Informationen über den Status der Mission veröffentlicht hat.

Eine vierte Mission sollte ursprünglich auch in diesem Sommer starten. Die Europäische Weltraumorganisation und Roscosmos gaben jedoch am 12. März bekannt, dass sie die ExoMars-Rover-Mission auf 2022 verschieben würden, da nicht genügend Zeit vorhanden war, um die Avionik und die Fallschirme des Raumfahrzeugs zu qualifizieren.

Selbst ohne diese technischen Probleme hätte die Pandemie die Mission wahrscheinlich verzögert, sagte Jorge Vago, ExoMars-Projektwissenschaftler, während einer separaten Präsentation auf dem MEPAG-Treffen.

„Wären wir Mitte März in der Lage gewesen, noch einen Start für 2020 anzustreben, wäre dies inzwischen unmöglich gewesen“, sagte er. „Unser Raumschiff wird an mehreren Orten in Europa und Russland gebaut. Wenn wir also Tests durchführen müssen, müssen Menschen aus vielen Ländern an einem Ort zusammenkommen, um an den Tests teilnehmen zu können. Dies wurde im letzten Monat stark gestört. “

Die Mission arbeitet derzeit an verschiedenen Themen, um einen Start im Jahr 2022 zu unterstützen, beispielsweise an der Verstärkung der Scharniere an den Sonnenkollektoren des Raumfahrzeugs. Das Projektteam untersucht auch Flugbahnen für den Start im Jahr 2022, die es dem Raumschiff ermöglichen, früh genug am selben Tag in derselben Marsregion, Oxia Planum, zu landen, damit seine Sonnenkollektoren seine Batterien vor Einbruch der Dunkelheit aufladen können.

ExoMars muss noch Fallschirmtests durchführen. Laut Vago haben sich die Tests des Fallschirmsystems, die im März in Oregon stattfinden sollten, durch die Pandemie verzögert. Darüber hinaus verschieben sich die Winde an diesem Teststandort im Mai, was die Tests mindestens bis Ende September verschieben würde. „Das ist ein bisschen blöd“, sagte er.

Quelle: https://spacenews.com/uae-mars-mission-to-ship-to-launch-site/

Nasa: Fortschritte am Mars-Rover Perseverance

Die arbeiten am Mars-Rover gehen gut voran: Namen (von mir und anderen) wurden angebracht, der Marshubrschauber angebracht, sowie der Skycran betankt… Auch bei der Öffenlichkeitsarbeit lässt sich die Nasa nicht lumpen: Mit Bildern und Videos von öffnenden Fallschirmen, der Landung allgemein, abfeuern der Bremsraketen, sowie allen möglichen Geräuschen bei der Landung, wird die Weltöffentlichkeit erstmals neue einblicke sehen und hören können, die es so vorher noch nie gab anstatt einer Computeranimation von der Landung.

Mit der Startphase des Mars 2020 Perseverance Rovers der NASA in 14 Wochen werden die letzten Vorbereitungen für das Raumschiff im Kennedy Space Center in Florida fortgesetzt. In der vergangenen Woche hat das Team für Montage-, Test- und Startvorgänge wichtige Meilensteine ​​erreicht, die Abstiegseinheit – auch als Skycran bekannt – mit Treibstoff befüllt und den Mars-Hubschrauber angebracht……

Mars Helicopter Attached to NASA’s Perseverance Rover

The Mars Helicopter attached to the belly of NASA's Perseverance
Mars Helicopter and Perseverance Rover: The Mars Helicopter, visible in lower center of the image, was attached to the belly of NASA’s Perseverance rover at Kennedy Space Center on April 6, 2020. The helicopter will be deployed onto the Martian surface about two-and-a-half months after Perseverance lands. Credit: NASA/JPL-Caltech. Download image ›

The team also fueled the rover’s sky crane to get ready for this summer’s history-making launch.


With the launch period of NASA’s Mars 2020 Perseverance rover opening in 14 weeks, final preparations of the spacecraft continue at the Kennedy Space Center in Florida. In the past week, the assembly, test and launch operations team completed important milestones, fueling the descent stage — also known as the sky crane — and attaching the Mars Helicopter, which will be the first aircraft in history to attempt power-controlled flight on another planet.

Over the weekend, 884 pounds (401 kilograms) of hydrazine monopropellant were loaded into the descent stage’s four fuel tanks. As the aeroshell containing the descent stage and rover enter the Martian atmosphere on Feb. 18, 2021, the propellant will be pressure-fed through 120 feet (37 meters) of stainless steel and titanium tubing into eight Mars landing engines. The engines‘ job: to slow the spacecraft, which will be traveling at about 180 mph (80 meters per second) when it’s 7,200 feet (2,200 meters) in altitude, to 1.7 mph (0.75 meters per second) by the time it’s about 66 feet (20 meters) above the surface.

Maintaining this rate of descent, the stage will then perform the sky crane maneuver: Nylon cords spool out to lower the rover 25 feet (7.6 meters) below the descent stage; When the spacecraft senses touchdown at Jezero Crater, the connecting cords are severed and the descent stage flies off.

Terrain Relative Navigation
NASA’s Mars 2020 mission will have an autopilot that helps guide it to safer landings on the Red Planet. Credits: NASA/JPL-Caltech. Read more ›

„The last hundred days before any Mars launch is chock-full of significant milestones,“ said David Gruel, the Mars 2020 assembly, test and launch operations manager at JPL. „Fueling the descent stage is a big step. While we will continue to test and evaluate its performance as we move forward with launch preparations, it is now ready to fulfill its mission of placing Perseverance on the surface on Mars.“

The Helicopter

After the descent stage fueling, the system that will deliver the Mars Helicopter to the surface of the Red Planet was integrated with Perseverance. The helicopter, which weighs 4 pounds (1.8 kilograms) and features propellers 4 feet (1.2 meters) in diameter, is cocooned within the delivery system. In one of the first steps in the day-long process on April 6, technicians and engineers made 34 electrical connections between the rover, the helicopter and its delivery system on the rover’s belly. After confirming data and commands could be sent and received, they attached the delivery system to the rover.

Finally, the team confirmed the helicopter could receive an electrical charge from the rover. Before being deployed onto the surface of Jezero Crater, the Mars Helicopter will rely on the rover for power. Afterward, it will generate its own electrical power through a solar panel located above its twin counter-rotating propellers.

The Mars Helicopter attached to the Perseverance rover.
Mars Helicopter Aboard Perseverance: The Mars Helicopter and its Mars Helicopter Delivery System were attached to the Perseverance Mars rover at Kennedy Space Center on April 6, 2020. The helicopter will be deployed about two-and-a-half months after Perseverance lands. Credits: NASA/JPL-Caltech. Download image ›

The helicopter will remain encapsulated on the rover’s belly for the next year and will be deployed around the beginning of May — roughly two-and-a-half months after Perseverance’s landing. Once the rover drives about 330 feet (100 meters) away and the helicopter undergoes an extensive systems check, it will execute a flight-test campaign for up to 30 days.

The Perseverance rover is a robotic scientist weighing 2,260 pounds (1,025 kilograms). It will search for signs of past microbial life, characterize the planet’s climate and geology, collect samples for future return to Earth and pave the way for human exploration of the Red Planet. No matter what day Perseverance launches during its July 17-Aug. 5 launch period, it will land on Mars‘ Jezero Crater on Feb. 18, 2021.

The Mars 2020 Perseverance rover mission is part of a larger program that includes missions to the Moon as a way to prepare for human exploration of the Red Planet. Charged with returning astronauts to the Moon by 2024, NASA will establish a sustained human presence on and around the Moon by 2028 through NASA’s Artemis lunar exploration plans.

For more information about the mission, go to:

https://mars.nasa.gov/mars2020/

For more about NASA’s Moon to Mars plans, visit:

https://www.nasa.gov/topics/moon-to-mars

Entry, Descent, and Landing Technologies

Mars 2020 verfügt über eine Reihe von Kameras, mit denen Ingenieure verstehen können, was während eines der riskantesten Teile der Mission geschieht: Einfahrt, Abstieg und Landung. Der Perseverance Rover basiert stark auf dem erfolgreichen Missionsdesign von Curiosity, aber Mars 2020 erweitert das Design des Raumfahrzeugs um mehrere Abstiegskameras.

Die Kamerasuite umfasst: Fallschirm-Up-Look-Kameras, eine Down-Stage-Down-Look-Kamera, eine Rover-Up-Look-Kamera und eine Rover-Down-Look-Kamera. Das Mars 2020 EDL-System enthält auch ein Mikrofon zur Erfassung von Geräuschen während der EDL, z. B. das Abfeuern von Abstiegsmotoren. Niemand hat jemals eine Fallschirmöffnung in der Marsatmosphäre gesehen, bei der der Rover an die Oberfläche gesenkt wurde…..

The Mars 2020 rover mission has major new technologies that improve entry, descent, and landing: Range TriggerTerrain-Relative NavigationMEDLI2, and its EDL cameras and microphone.

Range Trigger

Range Trigger for smaller, more accurate landing ellipses.

The Range Trigger technique shrinks the Mars 2020 rovers landing ellipse significantly, landing the rover closer to the target area of scientific interest. This example shows Mars 2020’s ellipse in relationship to Mars rover Curiosity’s landing ellipse. Mars 2020 will be landing in a different location. Credit: NASA/JPL-Caltech.
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A Major Improvement in Landing Accuracy

It’s hard to land on Mars, and even harder to land a rover close to its prime scientific target. Previous rovers have landed in the general vicinity of areas targeted for study, but precious weeks and months can be used up just traveling to a prime target. The Mars 2020 mission team is working on a strategy to put the rover on the ground closer to its prime target than was ever before possible. The Range Trigger technology reduces the size of the landing ellipse (an oval-shaped landing area target) by more than 50%. The smaller ellipse size allows the mission team to land at some sites where a larger ellipse would be too risky given they would include more hazards on the surface. That gives scientists access to more high priority sites with environments that could have supported past microbial life.

Range Trigger – It’s All About Timing

The key to the new precision landing technique is choosing the right moment to pull the „trigger“ that releases the spacecraft’s parachute. „Range Trigger“ is the name of the technique that Mars 2020 uses to time the parachute’s deployment. Earlier missions deployed their parachutes as early as possible after the spacecraft reached a desired velocity. Instead of deploying as early as possible, Mars 2020’s Range Trigger deploys the parachute based on the spacecraft’s position relative to the desired landing target. That means the parachute could be deployed early or later depending on how close it is to its desired target. If the spacecraft were going to overshoot the landing target, the parachute would be deployed earlier. If it were going to fall short of the target, the parachute would be deployed later, after the spacecraft flew a little closer to its target.

Shaving Time Off the Commute

The Range Trigger strategy could deliver the Mars 2020 Perseverance rover a few miles closer to the exact spot in the landing area that scientists most want to study. It could shave off as much as a year from the rover’s commute to its prime work site.Another potential advantage of testing the Range Trigger is that it would reduce the risk of any future Mars Sample Return mission, because it would help that mission land closer to samples cached on the surface.

Terrain-Relative Navigation

Mars 2020 Rover - new landing technique

Terrain-Relative Navigation is an innovative entry, descent, and landing technology that allows the rover to detect tricky terrain and divert itself to a safer landing area. Credit: NASA/JPL-Caltech.
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Terrain-Relative Navigation helps us land safely on Mars – especially when the land below is full of hazards like steep slopes and large rocks!

How Terrain-Relative Navigation Works

  • Orbiters create a map of the landing site, including known hazards.
  • The rover stores this map in its computer „brain.“
  • Descending on its parachute, the rover takes pictures of the fast approaching surface.
  • To figure out where it’s headed, the rover quickly compares the landmarks it „sees“ in the images to its onboard map.
  • If it’s heading toward dangerous ground up to about 985 feet (300 meters) in diameter (about the size of two professional baseball fields side by side), the rover can change direction and divert itself toward safer ground.

Why Terrain-Relative Navigation is Important

Terrain-Relative Navigation is critical for Mars exploration. Some of the most interesting places to explore lie in tricky terrain. These places have special rocks and soils that might preserve signs of past microbial life on Mars!

Until now, many of these potential landing sites have been off-limits. The risks of landing in challenging terrain were much too great. For past Mars missions, 99% of the potential landing area (the landing ellipse) had to be free of hazardous slopes and rocks to help ensure a safe landing. Using terrain relative navigation, the Mars 2020 rover can land in more – and more interesting! – landing sites with far less risk.

How Terrain-Relative Navigation Improves Entry, Descent, & Landing

Terrain-Relative Navigation significantly improves estimates of the rover’s position relative to the ground. Improvements in accuracy have a lot to do with when the estimates are made.

In prior missions, the spacecraft carrying the rover estimated its location relative to the ground before entering the Martian atmosphere, as well as during entry, based on an initial guess from radiometric data provided through the Deep Space Network. That technique had an estimation error prior to EDL of about 0.6 – 1.2 miles (about 1-2 kilometers), which grows to about (2 – 3 kilometers) during entry.

Using Terrain-Relative Navigation, the Perseverance rover will estimate its location while descending through the Martian atmosphere on its parachute. That allows the rover to determine its position relative to the ground with an accuracy of about 200 feet (60 meters) or less.It takes two things to reduce the risks of entry, descent, and landing: accurately knowing where the rover is headed and an ability to divert to a safer place when headed toward tricky terrain.

MEDLI2

Improving Models of the Martian Atmosphere for Robotic and Future Human Missions to Mars.

MEDLI2 is a next-generation sensor suite for entry, descent, and landing (EDL). MEDLI2 collects temperature and pressure measurements on the heat shield and afterbody during EDL.

MEDLI2 is based on an instrument flown on NASA’s Mars Science Laboratory (MSL) mission. MEDLI stands for „MSL Entry, Descent, and Landing Instrumentation.“ The original only collected data from the heat shield. MEDLI2 can collect data from the heat shield and from the afterbody as well.This data helps engineers validate their models for designing future entry, descent, and landing systems. Entry, descent, and landing is one of the most challenging times in any landed Mars mission. Atmospheric data from MEDLI2 and MEDA, the rover’s surface weather station, can help scientists and engineers understand atmospheric density and winds. The studies are critical for reducing risks to both robotic and future human missions to Mars.

Entry, Descent, and Landing (EDL) Cameras and Microphone

Unprecedented Visibility into Mars Landings

Mars 2020 has a suite of cameras that can help engineers understand what is happening during one of the riskiest parts of the mission: entry, descent, and landing. The Perseverance rover is based heavily on Curiosity’s successful mission design, but Mars 2020 adds multiple descent cameras to the spacecraft design.

The camera suite includes: parachute „up look“ cameras, a descent-stage „down look“ camera, a rover „up look“ camera, and a rover „down look“ camera. The Mars 2020 EDL system also includes a microphone to capture sounds during EDL, such as the firing of descent engines.

A First-Person View of Landing on Mars

In addition to providing engineering data, the cameras and microphone can be considered „public engagement payloads.“ They are likely to give people on Earth a good and dramatic sense of the ride down to the surface! Memorable videos depicting EDL’s „Seven Minutes of Terror for the 2012 landing of NASA’s Curiosity Mars rover went viral online, but used computer-generated animations. No one has ever seen a parachute opening in the Martian atmosphere, the rover being lowered down to the surface of Mars on a tether from its descent stage, the bridle between the two being cut, and the descent stage flying away after rover touchdown!

10.9 Million Names Now Aboard NASA’s Perseverance Mars Rover

Auch die Namen: von mir und allen anderen auf der Welt wurden bereits installiert

A placard commemorating NASA's "Send Your Name to Mars" campaign was installed on the Persevarnce Mars rover
‚Send Your Name‘ Placard Attached to Perseverance: A placard commemorating NASA’s „Send Your Name to Mars“ campaign was installed on the Persevarnce Mars rover. Three silicon chips (upper left corner) were stenciled with 10,932,295 names and the essays from 155 finalists in NASA’s „Name the Rover“ contest.Credit: NASA/JPL-Caltech. Full image and caption ›

As part of NASA’s ‚Send Your Name to Mars‘ campaign, they’ve been stenciled onto three microchips along with essays from NASA’s ‚Name the Rover‘ contest. Next stop: Mars.


NASA’s „Send Your Name to Mars“ campaign invited people around the world to submit their names to ride aboard the agency’s next rover to the Red Planet. Some 10,932,295 people did just that. The names were stenciled by electron beam onto three fingernail-sized silicon chips, along with the essays of the 155 finalists in NASA’s „Name the Rover“ contest. The chips were then were attached to an aluminum plate on NASA’s Perseverance Mars rover at Kennedy Space Center in Florida on March 16. Scheduled to launch this summer, Perseverance will land at Jezero Crater on Feb. 18, 2021.

The three chips share space on the anodized plate with a laser-etched graphic depicting Earth and Mars joined by the star that gives light to both. While commemorating the rover that connects the two worlds, the simple illustration also pays tribute to the elegant line art of the plaques aboard the Pioneer spacecraft and golden records carried by Voyagers 1 and 2. Affixed to the center of the rover’s aft crossbeam, the plate will be visible to cameras on Perseverance’s mast.

Perseverance rover at Kennedy Space Center
Perseverance Rover at Cape: Top center: The plate on the aft crossbeam of NASA’s Mars Perseverance rover — seen here on March 16, 2020, at NASA’s Kennedy Space Center— carries 10,932,295 names submitted by people during NASA’s „Send Your Name to Mars“ campaign and essays of the 155 finalists in the „Name the Rover“ contest. Credit: NASA/JPL-Caltech. Full image and caption ›

Currently, the coronavirus has not impacted the Mars Perseverance rover launch schedule. The installation was one of numerous recent activities performed by the Perseverance assembly, test and launch operations team. On March 21, the team began reconfiguring the rover so it can ride atop the Atlas V rocket. Steps included stowing the robotic arm, lowering and locking in place the remote sensing mast and high-gain antenna, and retracting its legs and wheels.

The Perseverance rover is a robotic scientist weighing just under 2,300 pounds (1,043 kilograms). It will search for signs of past microbial life, characterize Mars‘ climate and geology, collect samples for future return to Earth, and help pave the way for human exploration of the Red Planet.

Entscheidung über Start des Exomars-Rovers steht bevor

Technische Probleme und Corona-Epidemie (Corona-Virus): Die Zeit wird knapp für den ExoMars-Rover

Ich persönlich rechne ich mehr mit einen Start 2020, sicher die technischen Probleme kann man lösen aber es sollen sich auch stimmen mehren die wegen der anhaltenden Corona-Epidemie (Corona-Virus) eine Verschiebung befürworten. Europäischen und russischen Teams dürfen nicht mehr reisen/einreisen, wodurch die Integrationsarbeiten praktisch nicht mehr machbar sind bzw. schleppend verlaufen.

Alle Europäischen Missionen durchlaufen bei der Integration (Fertigstellung) mehrer Standorte in Europa und viele auch Parallel: Beispiel EU den Rover und Russland das Lande Modul. Mehrere Unternehmen und Institutionen sind mit der Bereitstellung von Hardware beauftragt, wobei das französisch-italienische Luft- und Raumfahrtunternehmen Thales Alenia Space führend ist. Als beispiel die bevorstehende Überführung von Frankreich zu Italien. Italien ist ja besonder schwer von Corona betroffen.

1. Mann muss die Hardware ja jedesmal von einem EU-Land zum anderen über die Grenze bringen. 2. Mann brauch die Techniker und Ingenieure vor Ort die teilweise auch mit der Hardware mitreisen. 3. die technischen Probleme. Hinzu kommt ja das Partnerland Russland wo dann abschließend Test stattfinden werden und auch deren Techniker und Ingenieure reisen von und nach der EU.

Der Nasa-Rover Perseverance der USA wird es sehr sicher Juli 2020 schaffen. Aber die EU und auch China mit ihren Mars Rover wohl nicht mehr. Das tolle an den neuen USA und EU Mars – Rovern ist ja die Analyse organischer Verbindungen (suche nach biologischen Leben). Das gab vorher so nicht. Das suchen nach Leben wird erst mit diesen neuen zwei aktiv möglich.

Jetzt noch mal 2 Jahre warten. Nicht nur dass, die Hardware ist zu 90 fertig. Bedeutet: Der wird mit Verzögerungen knapp bis zum Herbst 2020 fertig und dann für ca. 2 Jahre eingelagert in einem Lager. Mitarbeiter frei gestellt oder arbeiten an so lange an anderen Projekten.

Finde ich besonders hart das es vor Jahre schon mal zu Verschiebungen gekommen ist. Je nach dem was auf der Konferenz besprochen wird sehe ich keine Möglichkeit noch im Juli/August 2020 zu starten, vor allem durch die Corona-Epedemie und nicht so sehr wegen den technischen Herausforderungen. Hab ich seit ich mich für Raumfahrt interessiere noch nie erlebt, selbst die Raumfahrt muss vorerst vor dem Virus kapitulieren. Sehr schade.

Seit Monaten ist unklar, ob der europäisch-russische Rover wie geplant im Sommer starten kann. Am 12. März wollen sich die Chefs von Esa und Roskosmos dazu äußern.

Wird der Marsrover Rosalind Franklin wie vorgesehen im Sommer 2020 ins All starten können? Eine Entscheidung über den weiteren Zeitplan der europäisch-russischen Mission Exomars steht offenbar bevor. Am 12. März wollen Jan Wörner, Generaldirektor der europäischen Weltraumorganisation Esa, und Roskosmos-Chef Dmitri Rogosin in Moskau über den Missionsstatus beraten und sich in einer anschließenden Pressekonferenz dazu äußern, kündigte die Esa an.

Benannt nach der britischen Biochemikerin Rosalind Franklin, soll der Marsrover auf dem Roten Planeten nach möglichen Spuren von einstigem Leben suchen.

Wie berichtet, gab es im Vorjahr Schwierigkeiten mit dem Fallschirmsystem der Mission, die inzwischen aber womöglich schon behoben werden konnten. Die beiden Hauptfallschirme waren beim Öffnen wiederholt beschädigt worden. Nach einer Überarbeitung des Systems verliefen weitere Tests positiv.

Nächste Chance 2022

Die „Generalprobe“ der beiden Hauptfallschirme unter marsähnlichen Bedingungen – Tests bei niedrigem Atmosphärendruck in rund 28 Kilometer Höhe – wurde aber verschoben, wie „Space News“ berichtet: Dieser entscheidende Versuch soll nun Ende März durchgeführt werden, zitiert das Medium einen Esa-Sprecher.

Damit wird es mit den Vorbereitungen für den Start zwischen Ende Juli und Anfang August recht knapp: Für April ist die letzte allgemeine Überprüfung der Mission angesetzt, die rundum positiv ausfallen müsste, damit sich der Starttermin im Sommer einhalten ließe. Sollte sich das nicht ausgehen, müsste das nächste Startfenster im Jahr 2022 abgewartet werden. Erst dann gibt es wieder eine günstige Konstellation von Erde und Mars, die einen Flug in nur sieben bis acht Monaten möglich macht und dadurch erheblich Kosten spart. (dare, 4.3.2020)

EUROPAS ROSALIND FRANKLIN MARS ROVER HÄLT ZUR REPARATUR AN

Der europäische Marsrover wird nach seinem Umzug von Frankreich nach Italien einen „Boxenstopp“ einlegen müssen, um kleinere Reparaturen durchführen zu können.

Quellen berichten, dass das Fahrzeug derzeit in Cannes vor seinem Start im Sommer letzte Vorbereitungen trifft.

Nachrichten zufolge hat sich der Klebstoff, der die Klammern an den Faltanordnungen festhält, gelöst. Der Defekt ist im Scharniersystem aufgetreten, mit dem die Arrays während der Marsreise gefaltet werden. Experten sagen, dass dies kein großes Problem ist und behoben werden kann, wenn der Roboter „Rosalind Franklin“ auf dem Weg zum Startort durch Turin fährt.

Rosalind Franklin hat einen Codenamen ExoMars. Es ist ein Joint Venture der europäischen und russischen Raumfahrtagenturen (Esa und Roscosmos).

Nachrichtenquellen zufolge wurden mehrere Unternehmen und Institutionen mit der Bereitstellung von Hardware beauftragt, wobei das französisch-italienische Luft- und Raumfahrtunternehmen Thales Alenia Space führend ist.

Quellen enthüllen die Hardware, die erforderlich ist, um Rosalind Franklin zum Mars zu schicken und sie sanft auf der Oberfläche zu landen. Sie ist fertig und gebaut, aber es muss noch viel Arbeit geleistet werden, bevor etwas auf eine Rakete gesetzt werden kann.

InSight: Mars bebt wie Schwäbische Alb

Der Mars bebt wie die Schwäbische Alb. Erste Ergebnisse der Mission InSight und ein neuer Plan für den Marsmaulwurf. Eine Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Quelle: DLR https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2020/01/20200224_der-mars-bebt-wie-die-schwaebische-alb.html

NASA/JPL-Caltech

Die NASA-Sonde InSight auf dem Mars.
(Bild: NASA/JPL-Caltech)

24. Februar 2020 – Der Mars ist ein seismisch aktiver Planet. Er bebt mehrmals täglich: zwar nicht besonders stark, aber doch deutlich messbar. Dies ist eines von vielen Ergebnissen der Auswertung von Messdaten der NASA-Landesonde InSight, die seit 2019 als geophysikalisches Observatorium auf der Marsoberfläche steht. In einer Serie von sechs Fachaufsätzen in den Fachmagazinen Nature Geoscience und Nature Communications, zu denen auch acht Wissenschaftler vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zahlreiche Beiträge geleistet haben, werden das Wetter und die atmosphärische Dynamik an der Landestelle, ihre geologische Umgebung, die Struktur der Marskruste so wie die Beschaffenheit und Eigenschaften der planetaren Oberfläche beschrieben.

Mit dem Seismometer SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), einem Experiment in der Verantwortung der französischen Weltraumagentur CNES, konnten von Februar bis September 2019 insgesamt 174 seismische Ereignisse aufgezeichnet werden. 20 dieser Marsbeben hatten eine Magnitude von 3 bis 4. Beben dieser Stärke entsprechen schwachen Beben, wie sie auf der Erde immer wieder inmitten von Kontinentalplatten auftreten, in Deutschland beispielsweise am Südrand der Schwäbischen Alb. Obwohl nur eine einzige Messstation zur Verfügung steht, konnte mit Hilfe von Modellen zur Wellenausbreitung im Marsboden der wahrscheinliche Herd zweier dieser Beben ermittelt werden: Er liegt in der Region Cerberus Fossae, einem jungen vulkanischen Gebiet etwa 1700 Kilometer östlich vom Landeplatz.

NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP

SEIS-Experiment zur Aufzeichnung von Marsbebenwellen.
(Bild: NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP)

„Wegen der höheren Schwerkraft konnte SEIS auf der Erde nur eingeschränkt getestet werden. Wir sind alle begeistert davon, wie empfindlich es tatsächlich ist“, freut sich Dr. Martin Knapmeyer vom DLR-Institut für Planetenforschung, der an der Auswertung der Daten von SEIS beteiligt ist. „Wir sehen auf dem Mars bisher eine seismische Aktivität, die deutlich stärker ist als die des Mondes. Das hatten wir auch so erwartet. Wie viel stärker sie tatsächlich ist und ob es auch stärkere Marsbeben als solche der Magnitude 4 gibt, wird sich im weiteren Verlauf der Mission noch herausstellen“, so die Einschätzung des DLR-Geophysikers. Aber schon heute können wichtige neue Aussagen zum inneren Aufbau das Planeten getroffen werden: „Ähnlich wie auf dem Mond scheint die Kruste bis in eine Tiefe von einigen Kilometern stark zerrüttet zu sein – dennoch ähneln die seismischen Signale mehr denen, die wir auf der Erde registrieren als denen, die wir vom Mond kennen. Vieles muss also noch verstanden werden. So können wir bei einigen Marsbeben nicht erklären, wodurch sie entstehen. Da betreten wir wissenschaftliches Neuland.“

Die Mission wird noch mindestens das ganze Jahr 2020 fortgeführt und liefert kontinuierlich weitere Daten. „Bisher haben wir noch keine Meteoriteneinschläge registriert. Allerdings war im Voraus klar, dass wir während der Missionsdauer nur mit einzelnen Einschlägen rechnen können.“

NASA/USGS/MOLA; DLR (nach Giardini et al., 2020)

InSight lokalisiert Marsbeben in der Region Cerberus Fossae.
(Bild: NASA/USGS/MOLA; DLR (nach Giardini et al., 2020))

InSight misst den „Puls“ des Roten Planeten
Es ist das erste Mal, dass ein Experiment zur Erfassung von Marsbeben auf unserem Nachbarplaneten solche Daten in größerem Umfang und über einen längeren Zeitraum liefert. Nach dem Mond ist der Mars erst der zweite Himmelskörper neben der Erde, auf dem natürliche Beben registriert wurden. Zwar wurde auch auf den ersten Sonden auf dem Mars, den Landeplätzen der legendären Sonden Viking 1 und 2, die im Juli 1976 gelandet waren, Instrumente für seismische Messungen eingesetzt. Diese befanden sich allerdings nicht direkt auf der Marsoberfläche, sondern auf der Landeplattform und lieferten nur „verrauschte“ Ergebnisse, die wegen störender Begleitsignale vor allem durch Wind nicht besonders aussagekräftig waren. Nach ihrem Start am 5. Mai 2018 landete InSight am 26. November desselben Jahres in der Ebene Elysium Planum, viereinhalb Grad nördlich des Äquators und 2.613 Meter unterhalb des Referenzniveaus auf dem Mars.

ESA/DLR/FU Berlin

Cerberus Fossae, von Vulkanismus und Tektonik geprägt.
(Bild: ESA/DLR/FU Berlin)

„Homestead Hollow“,– so taufte das InSight-Team die Landestelle, wobei homestead im Englischen eine Heimstätte (jetzt für InSight) bezeichnet und „hollow“ die geologische Bezeichnung für alte, von Sand und Staub gefüllte, flache und stark erodierte Krater ist. Homestead Hollow hat einen Durchmesser von 25 Metern. Die weitere Umgebung von InSight ist geologisch nicht besonders aufregend, aber genau das war eines der wichtigsten Kriterien bei der Auswahl der Landestelle: flach, eben, so wenig Felsen und Steine wie möglich. Die ganze Region besteht aus erstarrten Lavaströmen, die vor zweieinhalb Milliarden Jahren erstarrt sind und in der Folgezeit durch Meteoriteneinschläge und Verwitterung zu sogenanntem „Regolith“ zerkleinert wurde. Vermutlich gibt es bis in mindestens drei Meter Tiefe keine größeren Felsbrocken.

Magnetfeld überrascht
InSight, eine Mission der Discovery-Klasse der NASA, ist das erste rein geophysikalische Observatorium auf einem anderen Himmelskörper im Sonnensystem. Hauptziel ist die Untersuchung von Aufbau und Struktur des Mars, seiner thermischen Entwicklung und seinem jetzigen inneren Zustand und der aktuellen seismischen Aktivität. Kräfte und Energien im Inneren eines planetaren Körpers „steuern“ gewissermaßen über Jahrmilliarden die geologischen Prozesse, deren Ergebnisse an der Oberfläche sichtbar sind, beispielsweise Vulkanismus und tektonische Brüche in der starren Kruste. Mit SEIS und der vom DLR beigestellten Geothermiesonde HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) sowie einem ganzen Paket von unterstützenden Instrumenten (APSS – die Auxiliary Payload Sensor Suite, bestehend aus Barometer, Windmessgerät, Magnetometer, zwei Kameras, dem HP³-Radiometer sowie RISE, dem Rotation and Interior Structure Experiment) nimmt InSight gewissermaßen den „Puls“ des Roten Planeten, misst Ungleichmäßigkeiten in seiner täglichen Rotation und zeichnet atmosphärische Parameter sowie das Wetter, an der Landestelle auf.

Ein überraschendes Ergebnis war beispielsweise die Beobachtung, dass lokal ein Magnetfeld gemessen wurde, das zehnmal stärker ist, als es durch Beobachtungen aus dem Marsorbit vorhergesagt wurde. Dieses Magnetfeld wird durch magnetisierte Minerale im Gestein erzeugt. Die Magnetisierung stammt letztlich von einem planetenweiten Magnetfeld aus der Frühgeschichte des Mars.

Der „bewegte“ Tag eines Seismometers auf dem Mars
Noch vor dem Jahreswechsel 2018/2019 wurde das SEIS-Experiment auf der Marsoberfläche abgesetzt und nahm, geschützt vor Wind und Wetter durch seine charakteristische über das Instrument gestülpte Kuppel (genannt „Käseglocke“) sowie perfekt horizontal ausgerichtet durch ein am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen entwickeltes Nivellierungssystem, im Februar 2019 den Routine-Messbetrieb auf. Das Experiment ist so empfindlich, dass nahezu jedwede kleine Veränderung an der Landestelle als Signal aufgezeichnet wird: Bewegungen des Roboterarms, Windböen, durch die Temperaturunterschiede hervorgerufener thermaler „Stress“ im Lander, oder natürlich auch die Erschütterungen des hämmernden Marsmaulwurfs direkt nebenan. SEIS kann Erschütterungen wahrnehmen, die den Marsboden vor Ort um weniger als die Größe eines Wasserstoffatoms auslenken. Aus diesem Grund wurden der tägliche Wetterverlauf, insbesondere die Aktivität des Windes und die extremen Schwankungen der Temperaturen im Tag- und Nacht-Rhythmus sowie die Erschütterungen durch den Hammer-Mechanismus des DLR-Experiments HP³ analysiert.

DLR (CC-BY 3.0)

Tägliche Temperaturschwankungen an der InSight-Landestelle.
(Bild: DLR (CC-BY 3.0))

„Wir haben es an der Landestelle mit viel größeren Temperaturunterschieden als auf der Erde zu tun“, erklärt Dr. Nils Müller vom DLR-Institut für Planetenforschung, der die Wärmestrahlung vom Boden mit Hilfe des HP³-Radiometerexperiments analysiert hat. „Mittags erwärmt hier, nahe dem Marsäquator, die hochstehende Sonne den feinen Sand an der Oberfläche auf Temperaturen die an den meisten Tagen über dem Gefrierpunkt liegen, während die dünne Luft 10 bis 20 Grad Celsius kälter bleibt. Nachts sinken die Temperaturen aber dann bis auf minus 90 Grad Celsius und tiefer“. Tagsüber entwickelt sich infolge der Temperaturzunahme immer ein ganz charakteristisches Wettermuster mit auffrischenden und nachmittags wieder nachlassenden Winden.

Sogar die Spuren kleiner Windhosen haben die Wissenschaftler am Boden identifiziert, nachdem ihr Verlauf vom NASA-Orbiter MAVEN aus der Umlaufbahn aufgezeichnet wurde. Diese Windhosen können sogar den Marsboden ein wenig anheben, was vom Seismometer registriert wird. Das erlaubt Rückschlüsse auf Materialeigenschaften im unmittelbaren Untergrund. Nachts beruhigt sich das Wetter merklich, so dass das beste Zeitfenster für die Registrierung entfernter Marsbeben in der ersten Nachthälfte liegt, weil praktisch kein atmosphärisches Rauschen das Experiment beeinträchtigt.

HP³ liefert Ergebnisse und der Marsmaulwurf bekommt Hilfe von oben
In die bisherige wissenschaftliche Bestandsaufnahme fließen auch Messungen und Beobachtungen des DLR-Experiments HP³ ein, wie beispielsweise die Radiometerdaten und die vom bisherigen Experimentverlauf abgeleiteten Bodeneigenschaften, wobei das Hämmern des Marsmaulwurfs unter anderem als seismische Quelle zur Analyse der oberen Bodenschicht diente. Allerdings war es bisher nicht möglich, mit der selbsthämmernden Thermalsonde tiefer als 38 Zentimeter in den dortigen Marsboden mit seinen auch für den Mars ungewöhnlichen Eigenschaften einzudringen.

NASA/JPL-Caltech

Nächster Versuch der DLR-Thermalsonde HP³.
(Bild: NASA/JPL-Caltech)

Im Herbst 2019 schien das Experiment auf einem guten Weg zu sein: Dem Marsmaulwurf konnte durch die Greifarm-Schaufel ein seitlicher Halt gegeben werden, was die für das Vordringen notwendige Reibung bereitstellte. „Nachdem der Maulwurf fast vollständig im Marsboden war, kam er wieder ein Stück aus dem Boden heraus. Mittlerweile ist er mit wiederholtem seitlichen Druck des Greifarms wieder ein Stück tiefer in den Boden vorgedrungen mit einer zuletzt erneuten leichteren Rückwärtsbewegung“, erklärt der wissenschaftliche Leiter des HP³-Experiments Prof. Tilman Spohn vom DLR-Institut für Planetenforschung den bisherigen Verlauf. „Nun wollen wir in den kommenden Wochen durch Druck des Greifarms von oben effektiver helfen.“ Wissenschaftler des DLR und zahlreiche Techniker und Ingenieure am Jet Propulsion Laboratory (JPL) arbeiten seit Monaten akribisch mit dem Maulwurf auf dem Mars sowie mit Simulationen, Modellen und Tests auf der Erde an einer Lösung. Im Blog erklärt Prof. Tilman Spohn die aktuelle Situation und die Möglichkeiten mit dem Marsmaulwurf doch noch tiefer in den Boden vorzudringen.

Das HP³-Instrument auf der NASA-Mission InSight
Die Mission InSight wird vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, im Auftrag des Wissenschaftsdirektorats der NASA durchgeführt. InSight ist eine Mission des NASA-Discovery-Programms. Das DLR steuert zur Mission das Experiment HP³ (Heat Flow and Physical Properties Package) bei. Die wissenschaftliche Leitung liegt beim DLR-Institut für Planetenforschung, welches das Experiment federführend in Zusammenarbeit mit den DLR-Instituten für Raumfahrtsysteme, Optische Sensorsysteme, Raumflugbetrieb und Astronautentraining, Faserverbundleichtbau und Adaptronik, Systemdynamik und Regelungstechnik sowie Robotik und Mechatronik entwickelt und realisiert hat. Daneben sind beteiligte industrielle Partner: Astronika und CBK Space Research Centre, Magson und Sonaca, das Institut für Photonische Technologie (IPHT) sowie die Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH. Wissenschaftliche Partner sind das ÖAW Institut für Weltraumforschung und die Universität Kaiserslautern.

IPGP/Nicolas Sarter

Modell der Beschaffenheit des Untergrunds.
(Bild: IPGP/Nicolas Sarter)

Der Betrieb von HP³ erfolgt durch das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) des DLR in Köln. Darüber hinaus hat das DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie einen Beitrag des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung zum französischen Hauptinstrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) gefördert. Ausführliche Informationen zur Mission InSight und zum Experiment HP³ finden Sie auf der DLR-Sonderseite zur Mission mit ausführlichen Hintergrundartikeln sowie in der Animation und der Broschüre zur Mission und über den Hashtag #MarsMaulwurf auf dem DLR-Twitterkanal.

Der leitende Wissenschaftler des HP³-Experiments Prof. Tilman Spohn berichtet im Blog über die Aktivitäten des Marsmaulwurfs: https://www.dlr.de/blogs/alle-blogs/Das-Logbuch-zu-InSight.aspx

Die Publikationen:
Banerdt, Smrekar et al. (2020) Initial results from the InSight mission on Mars, Nature Geoscience, in press, DOI : 10.1038/s41561-020-0544-y – Lognonné et al. (2020) Constraints on the shallow elastic and anelastic structure of Mars from InSight seismic data, Nature Geoscience, in press, DOI : 10.1038/s41561-020-0536-y – Giardini et al. (2020) The seismicity of Mars, Nature Geoscience, in press, DOI : 10.1038/s41561-020-0539-8 – Banfield, Spiga et al.(2020) The atmosphere of Mars as observed by InSight, Nature Geoscience, in press, DOI : 10.1038/s41561-020-0534-0 – Johnson et al. (2020) Crustal and time-varying magnetic fields at the InSight landing site on Mars, Nature Geoscience, in press, DOI : 10.1038/s41561-020-0537-x – Golombek et al.(2020) Geology of the InSight Landing Site on Mars, Nature Communications, in press, DOI : 10.1038/s41467-020-14679-1

Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Der wissenschaftliche Leiter des HP3-Instruments, Tilman Spohn, ist seit April zurück in Berlin und steht in engem Austausch mit dem JPL. Er versorgt uns im Logbuch mit den neuesten Entwicklungen der InSight Mission und unserem Instruments HP3, dem #MarsMaulwurf, der sich in den Marsboden hämmert.


Logbuch-Eintrag vom 21. Februar 2020

Mars-Maulwurf Insight
Quelle: NASA/JPL-Caltech

Liebe Freunde des Mars-Maulwurfs und der InSight-Mission,

der Mars und unsere Wärmeflusssonde HP³, der „Maulwurf“, machen unser Leben weiterhin … wie soll ich sagen … interessant. Sie erinnern sich vielleicht an die Probleme, die wir im vergangenen Oktober mit dem Maulwurf hatten: Statt sich tiefer in den Marsboden zu arbeiten, bewegte er sich rückwärts, aus dem Boden hinaus. Zu Weihnachten hatten wir ihn dann wieder fast vollständig in den Boden gebracht. Noch zwei bis drei Zentimeter mehr und wir hätten das Pinning – das Drücken mit der Schaufel auf die Seitenwand des Maulwurfs für einen erhöhten „Grip“ – beenden können. Bei dieser Eindringtiefe hätte die Sonde nur noch wenige Zentimeter aus dem Boden geragt und nicht mehr genügend Oberfläche geboten, um mit der Schaufel sicher gegen den Maulwurf zu drücken. Für die erste Woche 2020 hatten wir ein letztes Pinning sowie eine Reihe Hammerschläge geplant und kommandiert.

Da wir jedoch vor Weihnachten einen Rückgang der Abwärtsbewegung beobachtet hatten, beschlossen wir, das Pinning der Schaufel vor Beginn des Hämmerns neu zu justieren. Um Zeit zu sparen, haben wir dabei einen anderen Ansatz als zuvor gewählt: Anstatt die Schaufel ganz vom Maulwurf zu entfernen und dann neu in Position zu bringen, lösten wir den Druck kurz und zogen ihn dann wieder an. Als wir am Sonntag, 12. Januar 2020, in den frühen Morgenstunden die aktuellen Bilder vom Mars studierten – das Hämmern erfolgte am Vortag, also am Samstag unserer Zeit oder Sol 407 auf dem Mars -, waren wir zunächst verwirrt: Wir hatten nur ein Bild. Irgendwo gab es ein Problem, das eine Verzögerung bei der Datenübertragung verursacht hatte.

Als am späten Sonntagabend endlich alle Bilder verfügbar waren, stellten wir fest, dass sich der Maulwurf wieder ein Stück nach oben gearbeitet hatte! Die detaillierten Bilder (siehe Animation) zeigten deutlich, dass er sich mit den ersten 20 Schlägen um etwa 1,5 Zentimeter tiefer gegraben hatte und sich die Bewegung dann – bedauerlicherweise -umkehrte: Der Maulwurf legte für die restlichen 110 Schläge 3,5 Zentimeter „im Rückwärtsgang“ zurück… Das ist zwar nur die Hälfte der Länge, die er während Sol 325 Ende Oktober 2019 zurückgewichen war. Dennoch: Es war äußerst ungünstig und rätselhaft. Unser Nachziehen des Pinnings war offenbar nicht erfolgreich gewesen. Aber warum bewegte sich der Maulwurf zuerst vorwärts, bevor er dann die Bewegung umkehrte?

Quelle: NASA/JPL-Caltech

Eine mögliche Erklärung für diese Beobachtung ist die Rückstoßkraft. Ihr wirken wir ja mit dem Pinning entgegen. Und sie hängt vom Widerstand des Bodens ab, in den der Maulwurf eindringt. Je härter der Boden ist, desto größer ist die Rückstoßkraft. Darüber hinaus stellten wir fest, dass der Maulwurf diesmal in fast der gleichen Tiefe anfing zurückzuweichen wie im vergangenen Oktober. Eine Erklärungsmöglichkeit besteht darin, dass wir den Druck der Schaufel, das Pinning, ausreichend für den bereits gelockerten Boden dosiert hatten. Für den „frischen“ Boden war der Druck nicht ausreichend. Außerdem könnte der Boden vor der Maulwurfspitze durch das vorherige Hämmern verdichtet worden sein. An dem Punkt, an dem der Maulwurf auf verhärteten Boden gestoßen war, setzte die Rückwärtsbewegung ein. Es ist zudem möglich, dass der stärkere Rückstoss das Pinning teilweise gelockert hat.

Nach dieser Erfahrung und nach Abwägung aller Optionen hat sich das InSight-Team jetzt entschieden, die Pinning-Technik nicht erneut anzuwenden. Nun wollen wir die Schaufel gegen die Rückenkappe des Maulwurfs drücken. Ein Grund für diese Entscheidung war, dass wir den Maulwurf ohnehin unter der Oberfläche haben wollten. Das wäre mit der Pinning-Technik nicht machbar, über ein Schieben allerdings schon.

Nach den bisherigen Erfahrungen bei der Bedienung der Schaufel wuchs darüber hinaus bei uns allen die Zuversicht, dass das Risiko einer versehentlichen Beschädigung des Kabels mit seinen Strom- und Datenleitungen das aus der Rückenkappe hinaus führt, gering genug ist. In dieser Woche wurde die Schaufel über der Rückenkappe positioniert (siehe Bild oben). Das Schieben wird in den nächsten Wochen beginnen. Zuvor werden wir die Position der Schaufel allerdings sorgfältig überprüfen und gegebenenfalls nachjustieren.

Vorher hatte das Team die Schaufel für zwei Experimente zur Vorbereitung einer möglichen Befüllung der Bohrstelle verwendet: Zunächst wurde erfolgreich gezeigt, dass der Rand der Grube mit der Schaufelspitze zum Einsturz gebracht werden kann. Der eingestürzte Kraterrand fiel in die Grube und füllte sie teilweise auf. Zweitens wurde gezeigt, dass mit der Schaufel loser Sand an der Oberfläche zusammengekratzt und in Richtung Grube bewegt werden kann. Beide Techniken können schließlich dazu verwendet werden, die Grube zu füllen. Danach könnten wir auf die Oberfläche des verfüllten Sandes drücken und so die Reibung auf den darunter liegenden, zugeschütteten Maulwurf gewährleisten.

Quelle: https://www.dlr.de/blogs/alle-blogs/Das-Logbuch-zu-InSight.aspx