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Mars Exploration Rovers - Die Mission

Einleitung

Dieser Artikel beschreibt die Mission der beiden Mars Rover Opportunity und Spirit nach der Landung auf dem Mars. Über die Technik der Rover, ihre Experimente und die geplante Mission, inklusive dem Start informiert ein weiterer Artikel auf dieser Website.

Nach Sprits Landung

Nach der Landung wurden die Airbags eingezogen, dies dauert fast eine Stunde, danach richtet sich der Lander zuerst auf, wenn er auf der falschen Seite zum Stehen kommt und lässt als letztes die drei äußeren Panels herunter, welche auch Solarzellen beinhalten zur Stromversorgung. Danach gibt es die ersten Panoramen der Landeplätze.

Die Auswertung der Telemetrie zeigte, dass die Vermessung der Bilder der Kamera DIMES, angefertigt in 1.983, 1.706 und 1.433 m Höhe sehr gut klappte und neben dem Retroraketenbetrieb noch eine Kompensation der Seitenbewegung durch die Korrekturtriebwerke erfolgte. Die Aufnahmen wurden dann später zur Erde übertragen und die Software somit überprüft.

Die ersten Panoramen beider Landeplätze waren überraschend. Waren die Landeplätze von Viking und Pathfinder mit Steinen bis Felsengröße überdeckt, so gab es bei Sprit nur wenige, sehr kleine Steine. Bei Opportunity waren es fast gar keine, dafür anliegendes Grundgestein. Beide Sonden untersuchten Steine und Grundgestein und fanden auch Anzeichen von Hämatit mit Hilfe des Mößbauer Spektrometers Dieses Mineral kann nur in wasserhaltiger Umgebung entstehen.

Nach der problemlosen Landung von Spirit am 5.1.2004 meldete sich die Sonde am 21.1.2004 nicht mehr. Man empfing nur noch die Trägerwelle des Signals. Nach einigen Tagen schaffte man es die Sonde wieder hochzufahren. Der Zustand war ernst: Die Batterie fast leer. Also schickte man Spirit zuerst einmal in den Sleep Modus um sie wieder aufzuladen. Weil ein Versagen der Batterie kritisch war, sandte man aber kurz darauf einen anderen Befehl zu Spirit um festzustellen ob er wirklich schlief. Doch Spirit war hellwach! Dabei stellte sich heraus, dass die Sonde sich im Dauerabsturz befand: Sie bootete und stürzte nach Erreichen des Betriebszustandes ab und bootete neu.... Insgesamt 100 mal innerhalb kürzester Zeit und entlud dabei die Batterie.

Landeplatz SpiritUrsache war Vergesslichkeit. Als man die Sonde in einem Hilfsmodus betrieb, der nur mit dem RAM ohne das Flash RAM arbeitete (dafür einen Neustart jeden Tag und sofortiges Senden der Daten zur Erde vor Nachtanbruch erforderte) stellte sich heraus, dass man das Flash-RAM vollgefüllt hatte. Seit dem Start wurden dort Daten abgelegt, aber nie gelöscht. Irgendwann war es voll und so stürzte die Raumsonde ab, weil sie keine Daten mehr ins Flash RAM speichern konnte. Man lud nun zuerst wichtige Daten zur Erde herunter, formatierte in den nächsten 4 Tagen das Flash-RAM neu und Spirit konnte seine Arbeit wieder aufnehmen.

Nach Checks rollen dann die beiden Rovern von den Landern, die ihre Mission damit erfüllt haben. Bei Spirit dauerte dies 11 Tage, da ein Airbag nicht vollständig eingezogen war und man deswegen den Rover um 120 Grad auf dem Lander rotieren ließ um eine andere Rollbahn zu nehmen. Opportunity konnte schon nach 6 Tagen den Lander verlassen.

Opportunity landet

Opportunity war am 25.1.2004 in einem 20 m großen Krater gelandet. Beim Herausfahren nach einigen Wochen gab es einige Probleme, doch schließlich schaffte man es die Sonde aus dem Krater heraus zu manövrieren. Im Gebiet in dem Opportunity landete, gab es weniger Krater und damit auch weniger vor Ort zu untersuchen. Spirit hat sich auf den Weg zu den 2.3 km entfernten Columbia Hügeln gemacht. Opportunity ist in einem noch glatteren Terrain gelandet und hat vor allem einen 125 m großen Krater namens Endurance 700 m von der Landestellen entfernt untersucht.

Die Landestelle ist die Ebene Meridiani Planum, ebenfalls am Äquator, jedoch auf der anderen Seite des Planeten (was die Navigation vereinfacht, da nur einer der Rover zu einem Zeitpunkt aktiv ist). Diese Ebene wurde ausgesucht, weil man in ihr Ablagerungen von Hämatit bei Kartierungen aus dem Orbit fand und dieses Mineral kann nur in Wasser gebildet werden. Die Landekoordinaten liegen bei 1.95 Grad Süd und 354.47 Grad West.

Auch bei Opportunity berechnete die DIMES Software die Position der Raumsonde und den Zeitpunkt der Zündung der Retroraketen korrekt, verzichtete aber auf eine Korrektur der Bahn durch die Steuertriebwerke, da die Abweichung zu klein war. Die Bilder wurden bei 1.986, 1.690 und 1.404 m Höhe gemacht.

Landeplatz OpportunityKurz vor Ende der Primärmission Ende April 2004 wurden beide Missionen um weitere 5 Monate bis Mitte September 2004 verlängert. Man hofft, das Spirit in dieser Zeit die 2.3 km entfernten Columbia Hügel erreicht. (Benannt nach dem verlorenen Space Shuttle, bei Opportunity wurden Berge nach der nach Apollo 1 Mission benannt) In den ersten 3 Monaten hat er allerdings nur 600 m zurückgelegt. Opportunity hat es hier auf seine glatten Ebene einfacher. Er soll den Krater Endurance erreichen. Um die Kosten auf 15 Millionen USD zu begrenzen hat man die Bodenmannschaft verkleinert und lässt die Rover nun autonomer navigieren. Opportunity kann in der glatten Ebene Meridiani Planum leichter navigieren. Er hat schon 100 m am Stück geschafft. Die neue Software, die man Ende April aufspielte führte sogar zu noch größeren Leistungen, so hat Spirit am 2.5.2004 schon 140 m am Stück zurückgelegt und ist nur noch 2 km von den Columbia Bergen entfernt. Opportunity hatte am gleichen Tag insgesamt 881 m zurückgelegt und 12500 Bilder zur Erde gesandt. (Maximalleistung am Stück 106 m in zwei Tagen). Bei Sol 95 erreichte Opportunity den Krater Endurance und begann diesen in den nächsten Monaten genauer zu untersuchen.

Weg von SpiritDie erweiterte Mission

Die Abnahme der Leistung der Solarpanels durch Bedeckung mit Staub war wie schon bei Mars Pathfinder geringer als befürchtet. Man fand eine Abnahme auf 80 % der Ursprungsleistung und dann eine Stabilisierung, anstatt eine Abnahme auf 66 %. Damit war der Weg frei für eine erweiterte Mission, da die Rover genügend Strom hatten um die Instrumente weiter betreiben zu können. Kritischer ist jedoch die Batterie, deren Einfrieren die Mission beenden könnte. Ihr Funktionieren hängt eng von stabilen Außentemperaturen ab. Die erweiterte Mission läuft bis zum 13.9.2004, dem Beginn der Konjunktion mit Mars und dem Abreißen des Funkkontaktes durch die Sonne zwischen Erde und Mars. Danach wird über eine weitere Verlängerung der Mission entschieden.

Ende Mai 2004 zeigte Opportunity erste Anzeichen einer Alterung. Der Betrieb der Sonde wurde eingeschränkt und die Sonde von nun an periodisch einen "Deep Sleep Modus" versetzt. In diesem werden über die Nacht alle Systeme weitgehend abgeschaltet um die Batterie aufzuladen. Man will dadurch dem Ausfall der Batterie oder einer zu starken Auskühlung von Messinstrumenten vorbeugen. Vorher werden die Daten des Bordcomputers zur Erde übertragen und auch dieser heruntergefahren. Das Risiko dabei ist, dass das Mini-TES ausfallen könnte. Opportunity ist von dem hereinbrechenden Winter stärker als Spirit beeinträchtigt, da ein Heizelement am Roboterarm durch einen defekten Schalter nicht ausgeschaltet werden kann. Dadurch verbraucht dieser Rover mehr Strom als sein Bruder. Spirit hatte Anfang Juni den größten Teil seiner 2.5 km Reise zu den Columbia Hügeln absolviert und war nur noch 700 m von deren Basis entfernt. Anfang Juli hatte es schließlich diese Hügel erreicht. Währenddessen untersucht Opportunity den Krater Endurance. Den der Rover mehrere Monate umkreist. Er ist die einzige Vertiefung in dem glatten Gelände. Sehr früh konnte Opportunity feststellen, dass die Felsen einmal von salzigem Wasser umspült waren und damit der Hoffnung, Mars könnte doch noch einmal Leben hervorgebracht haben neuen Auftrieb geben. Auch Sprit fand Indizien dass Wasser einmal in Felsritzen eindrang, aber nicht so überzeugende wie Opportunity.

Weg von OpportunityEs wurde nun eine Verlängerung der Mission über den September hinaus diskutiert. Diese wurde auch am 21.9..2004 genehmigt, allerdings mit reduzierter Aktivität. So gibt es nun eine 5 anstatt 7 Tage Woche (2 Tage lang laden die Rover dann nur die Sonnenzellen auf). So kostet die Verlängerung um weitere 6 Monate bis März 2005 nur jeweils 2.8 Mill. USD.

Allerdings dürften die Sonden bis Anfang 2005 sich nur im "Deep Sleep" Modus befinden, da derzeit an den Landeplätzen Winter ist und es erst nach einigen Monaten wieder genug Sonneneinstrahlung gibt um ein Herumfahren zu ermöglichen. Der Deep Sleep Modus gibt allerdings auch dem Mössbauer Spektrometer und dem APXS die Gelegenheit bessere Spektren zu gewinnen, da diese nun länger auf eine Probe ausgerichtet sind.

Mitte August 2004 bereiten sich beide Rover auf den kommenden Winter vor und man sucht nach exponierten Stellen, wo die Rover mehr Energie von der Sonne bekommen. Mit einbrechendem Winter sinkt die Sonneneinstrahlung und die Sonne steigt weniger hoch über en Horizont. Am 9.12.2004, der Mitte des Winters, bekommt Spirit noch pro Tag 410 Wattstunden an Energie von der Sonne, wenig mehr als die 350 Wattstunden die er benötigt um ohne Schaden passiv den Winter zu überstehen.

Opportunity ist in einer besseren Lage und bekommt Ende Oktober immer noch 700 Wattstunden, genug um arbeiten zu können. Bei der Landung war es 900 Wh. Er hatte dafür ein anderes Problem: Sehr bald nach Beginn der Mission hatte er den 125 m großen Krater Endurance erreicht: Die einzige größere Vertiefung in der weitgehend glatten Ebene. Man entschloss nach einer Viertelumrundung des Kraters Opportunity in diesen Krater hineinfahren zu lassen. Das war relativ einfach, nicht jedoch wieder herauszukommen. Bei einem Versuch rollte der Rover wieder herunter. Schließlich entschloss man sich den Krater auf demselben Weg zu verlassen, auf dem man auch hineinkam. Dies gelang und seit dem 13.12.2004 ist Opportunity wieder draußen. Er hatte 181 Tage in Endurance zugebracht und bis dahin 1766 m zurückgelegt. Spirit hatte am gleichen Tag 3944 m zurückgelegt.

Bis Ende Oktober haben beide Rover 50000 Bilder zur Erde gesandt, davon aber die meisten Navigations- oder Hazardcam Aufnahmen. Dies sind doppelt so viele Bilder wie die drei vorhergehenden Sonden. Im Dezember 2004 nach fast einem Jahr arbeiteten beide Rover noch, wenn sich auch nun Alterserscheinungen bei Rädern und Solarzellen häufen.

Opportunitys HitzeschutzschildJubiläum

1 Jahr nach der Landung sind beide Rover noch aktiv, und obgleich im Winter gehen die Messungen, allerdings mit reduzierter Aktivität weiter. Opportunity verbrachte die letzten Wochen bei seinem Hitzeschutzschild. Die Untersuchung dessen und des Abdrucks im Boden soll es den Ingenieuren ermöglichen zukünftige Hitzeschutzschilde besser und leichter zu konstruieren. Dabei gab es einen Glücksfund : Nahe des Hitzeschutzschildes gab es einen baseballgroßen Stein. Da am Landeplatz von Opportunity Steine recht selten sind, nahm der Rover Kurs auf ihn und der Stein erwies sich als ein pockennarbiger Eisenmeteorit, wie Messungen des APXS bestätigten. Meteoriten sind auf dem Mars genauso selten wie auf der Erde, bleiben wegen der geringeren Erosionsrate jedoch einige Millionen Jahre erhalten anstatt nur etwa 100.000 Jahre wie auf der Erde.

Spirit hatte bis zum 9.2.2005 insgesamt 4070 m zurückgelegt und untersuchte weiterhin Steine im Gebiet bei den Columbia Hills. Im Februar 2005 bekamen beide Rover auch eine neue Flugsoftware. Diese soll die Bewegungsfähigkeit der Rover verbessern und enthält verschiedene Modi für Autonavigation, Blindes Fahren und Fahren mit dem Odometer. Während dies bei Opportunity auch klappte fuhr Spirit während des Uploads der neuen Software in einen Safe Mode. So bootete man wieder die alte Software. In den 6 Monaten seit Ende der verlängerten Mission (Ende September) konnte Opportunity aufholen: Er fuhr 1500 m weit, während Spirit nur 500 m zurücklegte.

Noch weitere 18 Monate

Cliff aufgenommen von Opportunity

Während die Mission bislang im 6 Monatsabstand verlängert wurde, machte nun die NASA Nägel mit köpfen und verlängerte die Mission bis September 2006, gegenüber der letzten Verlängerung auf Ende März 2005 also um 18 Monate. Das erlaubt es wissenschaftliche Aktivitäten besser zu planen : Man kann entfernte Ziele anvisieren, da man nun eine gewisse Planungssicherheit hat.

Nun hängt es nur noch von der Technik der Rover ab. Hier gibt es positives und negatives zu berichten. Positiv ist dass die Rover nun (April 2005) den Winter hin sich haben und es nun wieder mehr Sonne gibt und die Temperaturen ansteigen. Positiv waren auch Winde oder Staubteufel, die Spirits Solarzellen von staub gesäubert haben, so dass dieser Rover wieder mehr Energie zur Verfügung hat.

Nachdem es schon in den letzten Wochen Indizien gab, das Opportunitys Thermalspektrometer Mini-TES nicht mehr beheizt werden kann ist es im März 2005 ausgefallen. Die anderen Experimente von Opportunity sind noch in Betrieb.

Rover von obenBei Spirit sind nach 15 Bohrungen die Zähne des RAT abgeschliffen. Es war ursprünglich nur für 3 Bohrungen gedacht und hat 15 absolviert. Damit kann man nur noch die Oberfläche untersuchen, was insbesondere für das APXS, dass dann ein Mischspektrum von Staub und Gestein bekommt von Nachteil ist.

Anfang April macht Opportunity bei einem kleinen, "Voyager" genannten Krater einen weiteren Zwischenstopp. Er ist nur noch wenige hundert Meter von einer Stelle entfernt, in der eventuell Gesteinsformationen an die Oberfläche treten. Die Geologen hoffen, dort Gesteine anderen Alters als bisher zu finden, die ihnen eventuell neue Hinweise auf die geologische Geschichte des Mars liefern können. Begünstigt durch die sehr flache und leere Gegend hat Opportunity mittlerweile mit fünf Kilometern Fahrtstrecke seinen Zwilling Spirit in dieser Disziplin übertrumpft. An manchen Tagen ist Opportunity in den letzten Wochen täglich mehr als drei Stunden lang gefahren und hat dabei bis zu 220 Meter zurückgelegt.

Bei Spirit hingegen gestaltet sich das Fahren auf dem oft rauen und mit Felsbrocken übersäten Untergrund der Columbia Hills schwieriger. Obwohl das rechte Vorderrad des Rovers wieder normal funktioniert (im letzten Jahr zog es wochenlang deutlich mehr Energie als die anderen fünf Räder, so dass Spirit zeitweise rückwärts fuhr und dabei das ausgeschaltete rechte Vorderrad mitzog) geht es nur langsam den Hügel hinauf - oft nur fünf bis zehn Meter pro Sol. Das Ziel des Rovers ist dabei immer noch der nun rund 300 Meter entfernte Husband Hill. Ist dieser Gipfel erst einmal erklommen, so soll es Richtung Süden in das "Innere Basin" auf der anderen Seite der Columbia Hills weitergehen, wo Aufnahmen verschiedener Marsorbiter Terrassen förmige Strukturen erahnen lassen, die wiederum auf geschichtete Gesteinsformationen hinweisen könnten.

Ausblick vom Husband HillAm 26.4.2005 fuhr Opportunity in eine Düne herein. Dabei zeigten Fotos, dass die Räder fast vollständig eingesunken waren. Durch die Zusammensetzung der Oberfläche die am besten mit toniger Erde vergleichbar ist, saß Opportunity erst mal fest. Während er mit seinen Instrumenten den Sand untersuchte baute man auf der Erde mit einem Reserveexemplar die Düne nach und probierte hier Strategien aus um den Rover zu befreien. Langsam aber sicher bewegte sich Opportunity dann am 17/18 Mai um 7 cm aus der Düne heraus. In den folgenden Wochen konnte man den Rover langsam befreien. Dies dauerte so langsam, weil der Vortrieb extrem schlecht war. Damit sich der Rover um 1 cm bewegt mussten sich die Räder um 2 m drehen, so rutschig war der Sand. Seit dem 4.6.2005 ist Opportunity wieder frei.

Im September 2005 hatte Spirit den Gipfel des "Husband Hill" einer der Hügel der Columbia Hills erklommen und übermittelte ein Panorama von seinem Aussichtspunkt. Dagegen hatte Opportunity bei Sol 563, Ende August einen totalen Stromausfall und die nächsten 10 Tage wurde der Rover wieder nach und nach in Betrieb genommen. Bis zum 5.9.2005 hatte Spirit 4862 und Opportunity 5565 m zurückgelegt.

Das zweite Marsjahr beginnt

Am 21.11.2005 war ein besonderer Tag: Spirit war genau 687 Tage auf dem Mars. Das entspricht einem Marsjahr (mithin ist es wieder Sommer im Gusev Krater). Es ist natürlich auch ein Grund zu feiern, denn niemand hatte mit einer so langen Lebensdauer gerechnet. Dabei sind die Rover in relativ gutem Zustand. Zwar sind inzwischen beide RAT weitgehend abgeschliffen und das Mini-TES von Opportunity ist ausgefallen, doch die anderen Experimente arbeiten noch. Die Befürchtungen über die massive Verschmutzung der Solarpanels durch Staub haben sich als falsch erwiesen. Man hatte diese anhand der Erfahrungen von Pathfinder abgegeben, bei dem es innerhalb von 90 Tagen zu einem starken Abfall der elektrischen Leistung kam. Zum einen waren die in etwa 1 m Höhe nicht so stark Staub ausgesetzt wie Pathfinders Panels am Boden und zum zweiten gab es ab und an einen Staubteufel, der die Panels wieder reinigte.

Grund auch für deutsche Institute zu feiern. Die Johannes Gutenberg-Universität Mainz freute sich das die beiden MIMOS noch arbeiten und die Wissenschaftler des Max-Planck-Institut für Chemie haben sogar die Zusage, dass ein weiteres APXS noch zum Mars starten soll. MIMOS entdeckte recht früh im Gusev Krater Olivin. Dieses Eisenmaterial verwittert in wasserhaltiger Umgebung recht schnell, was darauf hindeutet, dass der Krater in letzter Zeit wasserarm ist. Später entdeckte man in der Utopia Ebene Janosit und im Gusev Krater Goethit. Beides Eisenminerale die in stark wasserhaltiger Umgebung entstanden. Allerdings rechnet man dass diese Mineralien vor 2-3 Milliarden Jahren entstanden. Doch sind damit die Vorstellungen, dass der Mars zumindest früher viel Wasser aufwies bestätigt worden.

Weg zu VictoriaDas APXS entdeckte schon gleich nach der Landung von Spirit an anstehendem Gestein Anzeichen für früheres Wasser. Dieses bestand wie die Kameraaufnahmen zeigten aus Schichten und war ein Sedimentgestein aus Schwefelsalzen und Marsstaub. Während Opportunity bei vielen Bodenproben Anzeichen von früher vorhandenem Wasser entdeckte war bei Spirit die einzige Spur eine erhöhte Bromkonzentration bei einem Stein. Alle Bromsalze sind leicht löslich und kristallisieren zuletzt aus. Ansonsten war die Oberfläche zu stark mit Sand bedeckt. Neben dem Überblick war dies auch ein Grund warum die Hügel erklommen wurden Man erhoffte sich auch dass das Gestein dort zugänglicher ist. Es zeigte sich dass die Columbia Hills von Asche aus nahe gelegenen Vulkanen eingestäubt wurden, das zeigt der hohe Anteil an Chlor und Schwefel in den Proben. Aber auch Hinweise für Wasser gibt es die Hügel müssen früher vom Wasser bedeckt worden sein. Der Kratersee muss daher relativ tief gewesen sein. Neuere Ergebnisse zeigen an einer Probe 2-3 mal höhere Eisengehalte als in allen Marsmeteoriten und Marsproben bisher und auch sehr viel Aluminium. Dies lässt auf ein Tonmineral schließen. dass durch säurehaltiges Wasser auf vulkanische Asche entsteht. Gusev hat sich für das MPI für Chemie als Glücksgriff entpuppt weil es so viele verschiedene Mineralien gab. Nun muss Spirit erst mal den Hügel wieder runter kommen, das dürfte schwieriger sein als herauf zu kommen.

Opportunity macht sich auf einen langen Weg : Den zu einem 3 km entfernten, 300 m großen sehr großen Krater genannt "Erebus". Das kann durchaus ein halbes bis dreiviertel Jahr dauern bis er diesen erreicht, da in wenigen Monaten auch wieder der Winter einbricht und dann die Aktivität abnehmen wird. Dafür wurde die Mission zum dritten Mal bis zum September 2006 verlängert.

Unzufrieden war bislang die Öffentlichkeit mit den spärlichen Neuigkeiten über die wissenschaftlichen Ergebnisse. Es gibt zwar auf der MER Website alle rohen Bilder und regelmäßig auch neue Panoramen und Status Reports. Doch was haben die MER entdeckt ? Cassini vermeldet alle paar Wochen neue Entdeckungen und die MER glänzen durch Stille. Am 22.12.2005 vermeldete die Universität von Arizona, dass die Aufnahmen von Opportunity die man bislang ausgewertet hat eher darauf hindeuten, dass die geologischen Formationen durch viele Einschläge von Meteoriten gebildet wurden als durch Wasser. Bislang ging man davon aus Meridiani Planum einmal ein salziger, säurehaltiger See war, der austrocknete. Diese Interpretation würde auch dazu passen, das man bislang anders als im Gusev Krater kein Anzeichen von Wasser entdeckt hat.

Thomas McCollom und Brian Hynek von der Universität Boulder im US-Bundesstaat Colorado berichteten, dass die Gesteine auf der Ebene Meridiani Planum aus Vulkanasche geformt wurden, die durch kleine Mengen sauren Wassers und des vulkanischen Gases Schwefeldioxid verändert wurde. Dazu wären weder über eine lange Zeit Wasser in flüssiger Form noch ein milderes Klima erforderlich gewesen. Paul Knauth von der US-Universität Tempe in Arizona und sein Team erläuterten, die Sedimentschichten könnten auch durch den Einschlag eines Meteoriten verursacht worden sein, der Felsbrocken, Salze, Schwefel und Eis auf den Mars gebracht habe.

2006

IEisensulfatsalzm Januar 2006 jährte sich die Landung beider Rover zum zweiten Mal. (Spirit am 5.1.2006 und Opportunity am 25.1.2006). Opportunity befand sich zu diesem Zeitpunkt auf halbem Weg zum Erebus Krater. Bei ihm fiel vor 8 Monaten eines der beweglichen Fronträder aus. Auch ist in einem Motor des Schultergelenkes ein Draht gebrochen. Er kann aber noch bewegt werden, wenn der zweite Motor mehr Strom erhält. Spirit benutzt nur noch die Drahtbürste um Steine von Staub und lockeren Teilen zu befreien, weil das RAS wie schon geschrieben längst seine Zähne eingebüßt hat.

Am 12.1.2006 entdeckte Spirit Salze auf dem Mars. Als er mit dem Rad eine Drehung machte grub sich dieses 30 cm tief in den Boden ein und beförderte weises Material heraus. Untersuchungen mit den Instrumenten am Arm ergaben, dass es sich um Salz aus Eisensulfat handelt. Die Konzentration in reiner Form könnte durch Ausscheiden aus wässriger Lösung erfolgt sein.

Am 17.3.2006 wurde bekannt, dass Spirit nur noch mit 5 Rädern fährt. Schon vorher hatte es an dem Rad Probleme gegeben die jedoch gelöst werden konnten. Nun ist der Motor für das Rad völlig ausgefallen und zieht keinen Strom mehr. Die Kontakte haben 13 Millionen Umdrehungen ausgehalten, weit mehr als vorgesehen und haben nun keinen Kontakt mehr zum Rad. Ohne das Rad ist es sehr schwierig den Rover zu manövrieren und er muss nun in eine Stellung gebracht werden in der er den Winter übersteht, das heißt so ausgerichtet, dass die Solarzellen maximale Leistung bekommen. Derzeit hat Spirit nur noch 350 Wh pro Tag an Strom, das reicht für 1 Stunde Fahren pro Tag. Seit Februar ist die Leistung um 15 % gefallen und weniger als halb so groß wie im Sommer. Dabei sind es noch 100 Tage bis zum Zeitpunkt der minimalen Leistung. Man will ihn an die nach Norden schauende Seite des "McCool Hügels" bringen. Diese ist 120 m von der derzeitigen Position entfernt, wobei der Rover aber bei den derzeitigen Bedingungen maximal 12 m pro Tag schafft. Am 1.4.2006 gab man alle Versuche auf das Rad zum Laufen zu bringen. Nun muss Spirit auf 5 Rädern weiter arbeiten. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte Spirit 6836.48 m zurückgelegt. Im Rückwärtsgang zog Spirit das defekte Rad hinterher und erreichte am 11.4.2006 seine Überwinterungsposition auf "Home Plate".

Opportunity ist nahe des Äquators und muss keine Winterpause machen. Er hat in der Woche vom 10-17.3.2006 seine 4 Monate dauernde Untersuchung des Erebus Kraters beendet und sich auf eine 2 km lange Fahrt zum Victoria Krater aufgemacht.

Im Juli erreichte Spirit seine sichere Position wo er nun den Winter über ausharrt, Ende Juli 2006 mit nur noch 280 Wh Leistung pro Tag. Bis Sol 900 hat Spirit fast 6900 m zurückgelegt. Opportunity ist zum gleichen Zeitpunkt noch 140 m von einem kleinen Krater entfernt den man "Beagle Krater" getauft hat und hat seit der Landung 8500 m zurückgelegt.

Am 9.8.2006 hatte Spirit zum zweiten mal die Wintersonnenwende überstanden, von nun an werden die Tage wieder länger. Ein Panorama mit hoher Auflösung des Ruheplatzes ist fast komplett zur Erde übertragen worden. Rätselhaft bleibt aber ein Reboot des Bordcomputers, der nicht geklärt werden konnte und der das Messprogramm für 3 Tage unterbrach. Opportunity ist zum gleichen Zeitpunkt beim Beagle Krater angekommen und hat mit dem RAT einen Gesteinsbrocken angeschliffen. Der Victoria Krater, das nächste Hauptziel ist schon erkennbar auf den Fotos. Opportunity hat durch "Staubteufel" - kleine Windhosen - eine Reinigung der Solarzellen erfahren und verfügt mit 500 Wh Energie pro Tag genug um weiterfahren zu können.

Am 27.9.2006 erreichte Opportunity den Rand des Victoria Kraters. Dort wurde sie von dem neuen Mars Orbiter MRO fotografiert, der mit seiner neuen Kamera HiRISE das Gelände mit 35 cm Auflösung aufnehmen kann und so natürlich einen Betrag zur Navigation leisten konnte. Dann war jedoch erst mal Ruhe angesagt, bis zum 7.11.2006, weil Mars in Konjunktion steht, also von der Erde aus gesehen hinter der Sonne und diese die Kommunikation unmöglich macht. Am 7.11. begann Spirit seine Reise um den 800 km großen und 60 m tiefen Victoria Krater im Urzeigesinn. Spirit hatte schon am 5.11. sich um 70 cm bewegt um weiteres Gestein am Roboterarm zu untersuchen. Auch er soll sich nun wieder auf die Reise machen. Am 1.10.2006 hatte man die Mission der beiden Rover um zwei weitere Jahre verlängert.

2007

Am 6.2.2007, 3 Jahre nach der Landung hatte Opportunity nach einer 50 m Fahrt an diesem Tag erstmal die 10 km Marke gebrochen. Der Kilometerzähler zeigte 10023,19 km an - 10 mal mehr als der Rover nach den NASA Anforderungen leisten sollte (Beim Start gab man zwar an dass er bis zu 10 km weit fahren sollte, doch diese Zahl resultierte aus der Presseabteilung die einfach die maximale Wegstrecke pro Tag (100 m) mit der Missionszeit (90 Tage) multiplizierte und nach oben hin aufrundete). Spirit ist weitaus mehr gehandicapt. Neben der ungünstigeren Position mit weniger Sonne hat er nur 5 funktionsfähige Räder zur Verfügung, so dass man nur sehr langsam mit ihm fährt. Am 7.2.2007 waren es 6926.42 m. Inzwischen leistet der neue Mars Orbiter MRO Opportunity Schützenhilfe indem er mit seiner nur 35 cm auflösenden Kamera HiRISE den Victoria Kratzer aufnimmt und so von oben eine zweite Sicht des Kraters liefert, mit der man Risiken am Kraterrand besser abschätzen kann.

Im Juni 2007 fällte das Team eine schwere Entscheidung: Es wurde beschlossen, dass Opportunity an der Duck-Bay einer Stelle des Victoria Kraters in diesen herabsteigen soll. In den vergangenen Monaten hat der Roboter etwa ein Viertel des Umfangs des Kraters abgefahren und dies ist die beste Stelle für einen Abstieg, obgleich es auch hier ein Gefälle von 15-20 % gibt. Das wesentliche Risiko ist dass der Rover nicht wieder aus dem Krater herauskommt, wenn er z.B. einen Radantrieb verlieren sollte, dann wäre dies nicht mehr möglich. Anderseits hat der Krater die Oberfläche durchschlagen und man kommt so beim durchfahren der Wand in immer tiefer und damit auch ältere Gesteinsschichten. Eine einmalige Chance, die man sich nicht entgehen lassen will, zumal der Rover nun seine wissenschaftliche Sollarbeit erfüllt hat und es in der sedimentgefüllten Ebene kaum Gestein zum Untersuchen gibt.

Spirit konnte in einem durch die Räder ausgehobenen Graben eine helle Substanz feststellen. Eine Analyse durch das AXPS ergab, dass es sich um eine hohe Konzentration von 90 % Siliziumdioxid (Quarz) handelt. In dieser feinkristallinen Struktur ist es der bisher schlüssigste Beweis dafür dass Wasser den Gusev Krater einstmals bedeckte. Auf der Erde löst überhitzter Wasserdampf in Geysiren Silikat und wenn der Wasserdampf kondensiert und abkühlt fällt es als feinkristalliner Sand aus, so sind die Geysire im Yellow Stone Park z.B. teilweise von solchen Krusten umgeben.

Staubstürme erzwangen eine Zwangspause bei den Rovern im Juni-August 2007. Sie blockierten nicht nur das Sonnenlicht, sondern lagerten auch feinen Staub auf den Solarpanels ab, so dass die Strommenge drastisch absank. Bei Opportunity stärker als bei Spirit. Sie erreichte einen Tiefstwert von 150 Wh am Tag, nur ein viertel des Wertes vor dem Sturm.  Opportunity konnte so nur jeden dritten oder vierten Tag Kontakt aufnehmen. An das Fahren war bei beiden Rovern nicht zu denken. Am 23.8.2007 war der Staubsturm soweit abgeklungen, dass der Himmel langsam aufklarte  Ein Wind fegte auch etwas Staub von den Panels von Opportunity so dass dieser 10 % mehr Leistung hatte - Nun immerhin 300 Wattstunden pro Tag. So fuhr man weitere 13 m zum Kraterrand heran. Spirit wurde auch bewegt, aber nur 42 cm näher an einen Felsen zur Untersuchung. Beide Rover kommunizieren nun wieder täglich mit der Erde.

Am 15.10.2007 wurde die Mission der beiden Rover zum fünften Male verlängert, diesmal bis 2009. Opportunity hatte wenige Tage vorher begonnen langsam in den Victoria Krater hinunter zufahren und 11.57 km zurückgelegt und dabei 94000 Aufnahmen zur Erde gesandt. Spirit ist noch auf seinem Plateau und hat nur 7.26 km zurückgelegt, aber 102.000 Bilder bislang zur Erde gesandt.

2008

Vitoria KraterSchon im März 2008 musste Spirit sich wieder auf den Winter vorbereiten. In den letzten Monaten ist der Rover wenig gefahren, sondern hat mehr Bilder gemacht und versucht Steine mit der Mikroskopkamera und dem Alphateilchenspektrometer zu untersuchen. Da das "Rock Abrasion Tool" schon lange Stumpf ist versuchte man mit der Reinigungsbürste für dieses einige Steine vom Staub zu befreien um bessere Daten für das AXPS zu bekommen. Das gelang jedoch nur teilweise. Weiterhin blockiert nun der Kameraarm die X-Band Antenne, was die Kommunikation erschwert. Ab Ende März wird Spirit nach und nach in einen Schlafmodus ohne wissenschaftliche Arbeit gehen. Ende März bekommt er pro Tag nur noch 254 Wh an Energie, so dass mehrere Tage benötigt werden um die Batterie für einen Arbeitstag aufzuladen. In den vergangenen 5 Monaten legte Spirit nur 300 m zurück und hat nun 7528 m zurückgelegt.

Viel weiter ist auch Opportunity nicht gefahren. Am 12.3.2008 waren es 11723 m. Seit Monaten hält sich der Rover nun an einer Stelle namens "Duck Bay" auf wo es interessante Schichten gibt die Hämatit enthalten, ein Mineral, das man schon am Landeplatz gefunden hatte und das wahrscheinlich in einer deutlich wasserreicheren Umgebung gebildet wurde

Nachdem Opportunity sich einige Monate innerhalb des 800 m großen Victoria Kraters aufgehalten, hat aber noch nahe der Kante beschloss man im August 2008 ihn wieder aus dem Krater herauszufahren. Grund dafür war ein im Juli aufgetretenes Blockieren des linken Vorderrats, das es ratsam erschienen lies den Rover schnell wieder auf ebene Grund zu bringen. Am 29.8.2008 befand er sich wieder auf dem umgebenden Plateau. Mehr als ein Jahr hat er den Kraterrand und das Innere erkundet. Seit April 2008 macht das Schultergelenk des robotischen Arms  Probleme. Es blieb mehrfach stehen und braucht erheblich mehr elektrische Energie zur Bewegung. Doch noch kann der Arm eingeschränkt bewegt werden. Dadurch gibt es auch bei dem fahren ein Problem, denn nun kann der Arm nicht mehr eingefahren werden sondern der Rover fährt mit ausgestrecktem Arm. Auf der Erde hat man an einem Rover Modell genau studiert, wie man Opportunity lenken muss ohne dass er mit Felsen zusammenstößt (die es in seinem Landegebiet zum Glück nur selten gibt) und ohne den Arm zu stark zu schütteln, was die Probleme verstärken könnte.

Spirit hat andere Probleme: Er ist so verstaubt, dass die Aktivitäten auf einige meteorologische Messungen und einige Fotos beschränkt wird. Selbst der Kontakt zur erde ist nur alle paar Tage möglich. Besserung soll der Frühling bringen, der auch Staubteufel bringt, die mit etwas Glück wieder die Panels reinigen. Spirit soll sich dann auf den nächsten Hügel, genannt "Von Braun" aufmachen.

Opportunity hat dagegen eine lange Reise vor sich. Mit dem eintreffenden Frühling hat man sich zu einem großen Schritt entschlossen: Opportunity soll zu dem 11 km entfernten Krater "Endeavour" fahren. Er ist mit 22 km Durchmesser mehr als 10 mal größer als der Victoria Krater und man erwartet, dass man so tiefer in das Gestein unterhalb der Oberfläche sehen kann. Opportunity kann bis zu 100 m am Tag fahren, wenn es genügend Licht bekommt, doch selbst bei dieser Geschwindigkeit kann es 2 Jahre dauern bis der Rover dort angekommen ist, weil man Hindernissen ausweichen muss, zwischendurch Untersuchungen macht und die 100 m nur im Sommer erreicht werden. Assistieren wird der Orbiter MRO, der mit Bildern der Kamera HiRISE potentielle Hindernisse im Weg ausmachen soll und damit sowohl das Risiko senken, wie auch die Fahrt beschleunigen soll.

2009

Auf diesem Weg gab es von Opportunity keine Probleme. Im Gegenteil: Obwohl mittlerweile seit fünf Jahren auf dem Mars fährt er pro Tag weitaus mehr als die 100 m die beim Start als Maximum pro Tag angegeben waren. Grund ist das extrem glatte Gelände und die inzwischen deutlich verbesserte Unterstützung - sowohl was die Planung am Boden wir auch Aufnahmen aus dem Orbit von MRO angeht. Am 7.3.2009 konnte Opportunity den Rand von Endeavour sehen, nachdem er 3,2 km zurückgelegt hatte. Im April reinigte ein Staubteufel die Paneele die nun 515 Wh produzierten und innerhalb einer Woche konnte der Roboter 1,5 km zurücklegen.

Spirit bekam im April 2009 dagegen neue Probleme. Es waren drei verschiedene Dinge die zusammen kamen. Er konnte mehrmals nicht die Daten in den nicht flüchtigen Speicher schreiben, wo sie sicher sind, wenn der Rover Strom sparen muss und die Elektronik abschaltet. Mehrmals kam es seit dem 8.April 2009 zu solchen "Gedächtnisverlusten". Dazu kam dass der Rover auch dreimal nicht am Morgen aufwachte wie er es tun sollte und auch mehrmals keine Funkverbindung zur Erde aufbaute. Die Ursache der Probleme ist unbekannt. Die Ingenieure können auch nicht verstehen wie diese isolierten Probleme zusammenhängen.

Im Dezember 2009 fiel nach dem rechten Frontrad auch das rechte Hinterachsenrad von Spirit aus, wodurch die Beweglichkeit des Rovers stark eingeschränkt wurde und er kaum noch bewegt werden konnte.

2010

Spirit steckt seit Monaten fest in seiner Position bei "Troy". Verschiedenste Versuche den Rover zu befreien scheiterten. Die Situation verschlechterte sich zunehmens, so sind die Solarpanels z.B. zu über 50% mit Staub bedeckt und liefern zu wenig Strom um den Rover freizufahren.

Am 22.3.2010 fiel Spirit in einen "Deep Sleep" genannten Modus, indem er alle Systeme, auch die Kommunikation abschaltet und seine Batterien auflädt. Sollte diese ein Mindestlevel erreichen, so würde er sich wieder melden. Allerdings kann es auch vorkommen, dass der Zeitgeber zurückgesetzt wird wenn die Batterie sich zu stark entlädt. Seitdem horchen sowohl die den Mars umkreisenden Orbiter wie auch das Deep Space Network auf eine Nachricht von Sprit. Spirit hat insgesamt 7.730,5 m zurückgelegt, also in den letzten zwei Jahren nur knapp 200 m. Daraus kann man schon erkennen, wie der Betrieb des Rovers beeinträchtigt war.

Opportunity hatte am 28.1.2010 den "Conception" Krater von etwa 10 m Durchmesser erreicht und ihn bis zum 9.3. untersucht. Danach machte sie sich weiter zu Endeavour auf, allerdings verlängert nun ein unwegsames Dünenfeld die Strecke, die nun auf 19 km anstatt 12 km in der direkten Linie geschätzt wird. Ein neues Softwareupdate im März 2010 erlaubt der Sonde noch mehr autonomes Arbeiten und verringert somit auch die Kosten für die Durchführung der Mission. Am 8.9.2010 hat der Späher die Hälfte der Strecke geschafft und Ende September untersuchte der Rover eine Woche lang einen Meteoriten. Bis Oktober 2010 hatte der Rover 24 km zurückgelegt. Die Stromversorgung liegt wieder auf einem Hohen Niveau (610 Wh bei 74% freien Solarzellen.

Schon am 19.5.2010 wurde Opportunity zu der Raumsonde die am längsten auf dem Mars arbeitete. Diesen Rekord hatte zuletzt Viking 1 Lander mit 6 Jahren 116 Tagen inne bis er aus Versehen von der Erde aus deaktiviert worden war.

Opportunity machte sich auf dem Weg zu einem kleinen Krater der auf dem Weg  zum Endeavour Krater lag. "Santa Maria" hat etwa 80 m Durchmesser. Er wurde im zweiten Dezemberhälfte 2010 untersucht. Dabei umrundete Opportunity den Krater zur Hälfte.

2011

Über ein Jahr versuchte die NASA Spirit erneut zu kontaktieren. Schließlich gab sie am 25.5.2011 bekannt alle weitere Kontraktversuche einzustellen, was dem offiziellen Missionsende entspricht. In den sechs Jahren auf dem Mars hat Spirit 7,73 km zurückgelegt. alle Kameras zusammen (inklusive Navigationskameras und "Hazard-Kameras" machten 156.000 Aufnahmen. Davon kamen 6.316 von der Mikroskopkamera. Die beiden deutschen Instrumente, das AXPS Spektrometer und Mösslbauer Spektrometer machten 367 bzw. 932 Messungen.

Am 24.3.2011 verließ Opportunity Santa Maria und machte sich weiter auf zu Endeavour. Er hatte Anfang Juni schon 83% des Weges zurückgelegt (insgesamt über 30 km) und wandte sich dann erneut vom direkten Kurs ab um ein Kraterfeld Süd/südöstlich zu untersuchen. Endeavour ist nun lediglich 3 km entfernt.

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© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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