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Mars Phoenix Scout Mission

Einleitung

Die Phoenix Mission hat eine sehr wechselvolle Geschichte. Ursprünglich entwickelt als Nachfolgesonde des Mars Polar Landers und basierend auf dessen Technologie, sollte sie schon 2001 starten. Der Verlust des Mars Polar Landers führte zu einer Neuorientierung des NASA Programmes zur Marserkundung. Die Raumsonde wurde eingelagert. Im Jahre 2004 wurde die Sonde als Phoenix wieder Bestandteil des Marsprogrammes. Einige Experimente wurde modernisiert und schließlich startet die Sonde im August 2007.

PhoenixAktuelle Berichterstattung

Diese Sektion wird laufend an die Mission angepasst. Am 1.6.2007 wurde als frühester Starttermin der 3.8.2007 angegeben. Der Start der Raumsonde Dawn wurde verschoben, als dieser zu nah an den Phoenix Start heran rückte und Lockheed-Martin Probleme bekam die beiden Trägerraketen gleichzeitig vorzubereiten. Das Starfenster erstreckt sich vom 3-24.8.2007. Vom 3-17.8.2007 erlaubt es eine Ankunft am 25.5.2008, für die letzten 7 Tage am 7.6.2008. Als Landegebiet wurde vor dem Start ein Gebiet bei 68.35 Grad Nord und 233 Grad West angegeben. Dort ist ein 50 km breites und 250 m tiefes Tal. Der Mars Reconnaissance Orbiter führt allerdings noch weitere Untersuchungen durch.

Die Programmkosten wurden inzwischen auf 417 Millionen Dollar angehoben. Es gibt ein 22 Tage lange Startfenster vom 3-24.8.2008. Bei einem Start während der ersten 15 Tage erreicht Phoenix den Mars am 25.5.2008. Bei einem Start während der letzten sieben Tage ist der Ankunftstermin der 5.6.2008.

Der erste genutzte Starttermin ist der 4.8.2007. Es gab eine eintägige Verspätung wegen Problemen wegen des Wetters. Der Start erfolgte dann aber problemlos um 9:26 GMT. Nun stehen bis zu 6 Kurskorrekturen an, das erste um Startfehler zu korrigieren etwa 6 Tage nach dem Start. Dieses konnte recht gering ausfallen, da die Startgeschwindigkeit recht genau mit den Vorgaben korrespondierte. So benötigte man weitaus weniger Treibstoff als geplant, (nominell waren 56 m/s für Kurskorrekturen vorgesehen)  Das erste Kurskorrekturmanöver änderte die Geschwindigkeit um 18.5 m/s. Dafür wurden die Düsen 197 Sekunden lang betrieben.

Das zweite Kurskorrekturmanöver am 24.10.2007 brachte die Sonde dann auf Kurs zum Mars. Diesmal wurden die Triebwerke 49 Sekunden lang betrieben und die Geschwindigkeit um 4.60 m/s geändert. Ziel der ersten beiden Manöver waren es die Sonde auf Marskollisionskurs zu bringen. Beim Start wurde absichtlich um 950.000 km vorbei gezielt. Da die PAM-D Oberstufe der Delta II nicht wie die Raumsonde aufwendig sterilisiert wurde und damit nicht den Richtlinien genügt, die man aufgestellt hat um eine Kontamination des Mars mit irdischen Bakterien zu genügen, dürfte sie nicht auf dem Mars aufschlagen. Daher hat man die Bahn so gelegt, damit sie ohne die Kurskorrekturen am Mars Vorbei führt.

StartAm 10.4.2008 wurde ein weiteres Kurskorrekturmanöver durchgeführt. Es diente zur genauen Festlegung der Landeregion auf dem Mars. Dazu musste die Sonde um 145 Grad gedreht werden um die Düsen in die Richtung zu bringen, die beim Zünden dann den Landepunkt auf den gewünschten Zielpunkt bringen. Nach 35 Sekunden war duie Sonde auf den gewünschten Landepunkt ausgerichtet.

Noch nach dem Start lief die Untersuchung des Landeplatzes aus dem Orbit weiter. Aufnahmen von MRO mit der Kamera HiRISE zeigten, das ein anderes Tal, 13 km südöstlich der geplanten Landestelle bei 68 Grad Nord, 233 Grad West besser geeignet für die Landung ist. Am 17.5.2008 fand das vorletzte Kurskorrekturmanöver statt. Zwei Sekunden lang zündeten die vier Düsen an Bord der Cruise Stage und verschoben den Landeort um 18 km nach Nordwest. Die Bahn wird nun erneut vermessen und 32 Stunden vor der Landung fällt die Entscheidung ob die Bahn nun genau genug ist oder es am letzten Tag vor der Landung eine weitere Kurskorrektur gibt.

Der MRO wird auch versuchen ein Bild von Phoenix während des Abstiegs zu machen. Ausmachen auf dem Foto wird man ihn nur während der Fallschirmphase, da er sonst nur einige Pixel breit ist. Da MRO sich nicht direkt über dem Phoenix befindet und zudem diese Phase nur einige Minuten dauert ist die Chance klein, das man ihn wird erfassen können. Ein Wissenschaftler schätzte sie zu 25 % ab.

Die ESA leistet der NASA auch Schützenhilfe. Mars Express wird Phoenix Signale beim Abstieg auffangen und zur Erde weiterleiten. Neben den Daten wird man vor allem auch Informationen über die Geschwindigkeit der Sonde bekommen und damit überprüfen können ob die Mission so verläuft wie geplant. Die Daten werden zwar auch über die beiden Mars Orbiter empfangen und direkt auf der Erde. Doch Mars Express befindet sich in einer elliptischen Umlaufbahn und kann viel länger Daten empfangen, auch wenn sich der Landezeitpunkt verschiebt. Das Signal kommt zudem stärker als auf der Erde an. Dazu wurde die Bahn von Mars Express Ende 2007 angepasst und wenige Tage vor der Landung der Orbiter in eine raschere Rotation versetzt. In der folgenden Woche wird Mars Express 14 mal den Landeort von Phoenix passieren und Daten übermitteln und experimentell auch Steuersignale um dieses System ein weiteres mal zu testen (es wurde für Beagle 2 entwickelt, aber nach dem Verlust nie benötigt. Schon vorher gab es experimentelle Übertragungen von den derzeit operierenden Rovern. Die ESA assistiert mit ihren beiden 35 m Bodenstationen auch der NASA um die genaue Position und Bahn von Phoenix genauer bestimmen zu können und damit die letzten Kurskorrekturen vor der Landung genauer planen zu können.

Die Landung ist vorgesehen für 1:38 am Morgen des 26.sten Mai nach Mitteleuropäischer Sommerzeit. Frühestens um 1:53 wird es durch die Laufzeit der Signale von 15 Minuten zur erde eine Bestätigung geben ob der Phoenix gelandet ist.

Erfolgreiche Landung

LandungWie üblich machte die NASA die Landung besonders spannend, indem sie auf die zahlreichen gescheiterten Marsmissionen Hinweis und das davon nur die Hälfte erfolgreich war. (was stimmt, wenn man alle Marsmissionen nimmt, weil nur eine einzige russische Mission gelang. Wenn man jedoch die Bilanz der Landungen von US Sonden ansieht so gelangen von sechs Versuchen bisher fünf. Phoenix erhöhte dies auf 6 von 7 und dies ist auch kein Wunder, denn das Prinzip mit der Abbremsung durch einen Hitzeschutzschild, Fallschirm und dann langsame Abbremsung durch Triebwerke ist erprobt.) Das größte Risiko ist das unbekannte Landegebiet und dies wurde durch die Aufnahmen vom MRO mit 35 cm Auflösung von potentiellen Landeplätzen minimiert. So zeigen die ersten Aufnahmen wie erwartet eine weite Ebene ohne große Steine, welche dem Lander gefährlich werden könnten. MRO gelang jedoch ein anderes Kunststück, das weniger wissenschaftlichen Wert hat als vielmehr recht publikumswirksam ist: Es gelang tatsächlich Phoenix in der kurzen Phase des Fallschirmabstiegs zu fotografieren. (Bild Links). Einen Tag später gelang es dem MRO auch den Lander selbst abzulichten.

Die Kamera MARDI war beim Abstieg nicht aktiv. Schon im Juli 2007 war nach dem Start entdeckt worden, dass die Platine im Bordcomputer die als Interface zwischen MARDI und Phoenix dient einen nicht näher erläutertes Problem hat. Diese Platine transferiert nicht nur die Daten von Mardi, sondern auch die Daten der internen Navigation zum Bordcomputer und der gleichzeitige Betrieb von MARDI und IMU könnte den Computer zum Absturz bringen. So plante man im November 2007 zuerst nur ein Bild aufzunehmen, 19 Sekunden nach Zünden der Düsen mit einer Auflösung von etwa 10 cm/Pixel. Dies kann die Kamera im internen Speicher halten Doch der Betrieb der Kamera so lange bis man nach der Landung es auslesen kann erwies sich als so komplex, dass man darauf verzichtete.

Der Landeplatz von Phoenix ist geprägt von Frostpolygonen, die man von der Erde auch vom Hochgebirge und den Polargebieten kennt. Sie entstehen wenn eine homogene Mischung von Eis und Sand mehrfach taut und wieder gefriert. Friert das Wasser zu Eis, so dehnt es sich aus und wölbt sich auf. Taut es so sammelt es sich bevorzugt in den Vertiefungen. Wiederholt sich dieser Vorgang so entstehen Strukturen mit aufgewölbter Mitte und vertieften Gräben an der Außenseite. Die Frostpolygone beim Landeplatz von Phoenix sind durchschnittlich 1-2 m groß und daher gut vom Orbit aus zu sehen. Daher konnte das Team optimistisch sein, dort Wasser zu finden - denn Wind hätte Polygone die Tausende oder Millionen Jahre alt sind längst eingeebnet.

Die Inbetriebnahme des Phoenix ging langsam vor sich. Erst nach 5 Tagen gab es das erste 360 Grad Panorama in Schwarz-Weiß und der Kameramast war entfaltet. Auch der erste Test des LIDARs erfolgte und mit zweitägiger Verzögerung konnte auch der Mast der Meteorologiestation entfaltet werden.

Danach verlief die Mission zwei Wochen lang ohne Probleme, bis die erste Probenentnahme für den TEGA scheiterte. Der Greifer positionierte zwar Bodenproben über den Ofen, doch registrierten Sensoren in dem Ofen nicht, dass dort eine ausreichende Probenmenge ankam. Ursache soll der Boden selbst sein, der wohl mehr zusammenklumpt als angenommen.

Nach einer Woche und sechs vergeblichen Versuchen doch noch die Kruste aufzubrechen gelang dies schließlich. Dazu hatte man den TEGA mehrfach geschüttelt, in der Hoffnung etwas Staub würde durch den dünnen Probenschlitz in den Ofen fallen. Beim siebten Versuch stoppte TEGA plötzlich. zuerst meinten die Forscher, dies wäre eine Fehlfunktion, doch es zeigte sich, dass dies automatisch erfolgt war, weil der Ofen voll war. Damit kann die erste Untersuchung einer Bodenprobe beginnen.

Phoenix gesehen von MROEin Blick der Kamera vom Arm aus unter die Sonde zeigte weiße Stellen, dies hegte die Hoffnung dass dies Eis ist und man so das Eis untersuchen kann. Währenddessen kämpft Phoenix mit Kommunikationsschwierigkeiten. Die Kommunikation zur Erde verläuft über den Mars Orbiter Odyssey. Dieser fiel in einen Safe-Modus, wahrscheinlich weil energiereiche Teilchen einige Bits im Bordcomputer veränderten. Solange dies nicht untersucht und die Fehler beseitigt sind, muss Phoenix über den zweiten US Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter erfolgen. Dessen Bahn ist jedoch dafür nicht so gut geeignet, so, dass die Datenübertragung beeinträchtigt ist.  Der Ausfall der Funkverbindung über Odyssey brachte einige Probleme, so konnte der Lander am 18.6.208 einige Daten nicht mehr im internen RAM ablegen, weil dieser voll war und die Daten wurden dann "vergessen". Es handelte sich aber nicht um wichtige Daten und die meisten sind (mit Ausnahme von Bildern des Bodens bevor der Greifer dort grub) reproduzierbar.

Zwei Wochen nach der Landung gibt es so noch kein vollständiges Panorama. Doch dieses steht auch hinten bei den Experimenten an. Wichtiger ist es die Bodenproben zu untersuchen. Sind die 8 Öfen alle einmal benutzt, dann muss TEGA sowieso seine Arbeit einstellen und auch das Labor für Nasschemie hat nur begrenzte Analysenfähigkeiten.

Als "Sensation" verkaufte die NASA dann die Entdeckung von Eis auf dem Mars: Weißliche Brocken, die man beim graben freigelegt hatte verschwanden nach einigen Tagen. dies kann nur Wassereis oder Kohlendioxid Eis sein. (Das letzte ist wohl wegen der herrschenden Temperaturen auszuschließen). Nun ja, Salz ist es damit nicht. doch ist dies sensationell? Seit Jahrzehnten kennt man die permanent Polkappen die bei den Sommertemperaturen nur aus Wassereis bestehen können. MARSIS Daten von Mars Express zeigten einige Hundert Meter dichte Eisschichten in polnahen Gebieten, genug um den ganzen Planeten einige Meter mit Wasser zu bedecken und Wasserdampf ist ein Spurenbestandteil der Marsatmosphäre. Eis muss es daher auf dem Mars geben. Die Überraschung dürfte eher sein, dass es so nahe an der Oberfläche ist, in den obersten Schichten. Wie dies zu beurteilen ist muss noch geklärt werden. Landete Phoenix auf einem Gletscher der nur mit einer dünnen Flugsandschicht bedeckt ist oder wird das Eis zusammen mit dem Sand beim Abkühlen im Winter abgelagert und dann von dem Sand vor dem Sublimieren geschützt? Eventuell zeigen die Bodenanalysen wie viel Eis er enthält und worauf Phoenix landete.

Für die Forscher ist natürlich diese weisliche Stelle ein Glücksfall. Sie wird die erste Probe des Nasslabors sein, die bei SOL 24/25 genommen wird. (Ein Sol ist ein Marstag. Der Mars braucht 24 Stunden 37 Minuten für eine Umdrehung, so dass ein SOL etwas länger als ein irdischer tag ist. Ein feststehendes Ereignis wie z. B. die Mittagszeit verschiebt sich so um 40 Minuten pro Tag auf der Erde. Nach 36 Erdtagen sind fast genau 35 SOL vergangen und beide Kalender sind wieder synchron). Am 21.6. gab es die ersten Proben für das optische Mikroskop durch den Greifer.

Panorama

Knapp einen Monat nach der Landung gibt es aber noch immer kein vollständiges Panorama des Landeplatzes. Dieses war nach Angaben der Projektwissenschaftler erst in der Woche zum 11.7.2008 fertiggestellt und ist hier abgebildet:

Am 4.7.20008 gab es schlechte Nachrichten von Phoenix. Die Vibrationen des TEGA um den ersten Ofen mit Proben zu füllen haben zu einem Kurzschluss in dem Instrument geführt. Man befürchtet dass eine weitere Probenname, die weitere Vibrationen des Instrumentes bewirken könnte zu einem weiteren Kurzschluss und schließlich zum Ausfall des Instrumentes führen könnte. Weitere Probennahmen sind daher zurückgestellt worden bis dies genauer untersucht ist. Eine Probe vom robotischen Arm wird nun vom Nasslabor und optischen Mikroskop untersucht, auch weil eine Probe am Arm schnell austrocknet und flüchtige Substanzen verliert.

Später klappte dann nach einigen Fehlversuchen die Analyse und man wies wirklich Wasser nach! Welche Sensation! Zumindest für die Presse. Das es Wasser auf dem Mars gibt ist allerdings recht unzweifelhaft. Man fand es als Wasserdampf in den Spektren, es ist die einzige Erklärung für die Nebel die auftreten und Teile der Landschaft würden von Fluten oder Gletschern geformt und Eis das nicht Kohlendioxid Eis sein kann findet man auf den Aufnahmen im Polgebiet. Die neue Entdeckung bedeutet eigentlich nur, dass man Eis dicht an der Oberfläche gefunden hat und nicht mehr.

Am 6.ten August konnte das MECA Team auch eine Entdeckung vermelden: Man fand Perchlorat in den Marsproben. Das war völlig unerwartet. Auf der Erde sind Perchlorate sehr selten. Perchlorate sind die höchste Oxidationsstufe des Chlors. Obgleich sie stabiler als Chlorate und Hypochlorite sind, die beiden anderen stabilen positiven Oxidationsstufen des Chlors, sind sie oxydativ und sie kommen auf der Erde sehr selten in der Natur vor. Man hat allerdings schon vor 1 Jahr Peroxide, darunter Wasserstoffperoxid in dem Marsboden bei der Untersuchung durch die beiden Rover gefunden und schon in den siebziger Jahren gab es bei den Viking Untersuchungen Ergebnisse, dies sich nur mit stark oxidierenden Substanzen erklären lasen.

Pheonix NordwestDas TEGA Team konnte zwar die Freisetzung von Sauerstoff von beobachten, doch kein Chlor Gas. Das muss aber nicht im Widerspruch zu den Messungen stehen, denn zum einen hat man beim Erhitzen nicht den vollen Messbereich abgetastet zum anderen ist beim Erhitzen von Perchloraten wie Kaliumperchlorat nicht mit einer nennenswerten  Chlorfreisetzung zu rechnen. Es zerfällt viel mehr in Kaliumchlorid und Sauerstoff. Trotzdem will das TEGA Tram nun auch nach Perchlorat suchen, nachdem es in zwei MECA Proben gefunden wurde.

Eine weitere gute Nachricht: Phoenix Mission ist verlängert worden: Sie sollte eigentlich Ende August enden und ist nun bis zum 30.sten September verlängert. Das bedeutet 5 zusätzliche Wochen.

Am 11.9.2008 konnte die NASA die Entdeckung Staubteufeln vermelden. Staubteufel sind kleine Windhosen, wie auf der Erde, nur eben im Miniaturformat von einigen Metern Durchmessern. Bei der geringen Luftdichte können sie keinen Schaden anrichten, auch wenn ein Staubteufel den Luftdruck kurzzeitig um 20-30 % ändert. Dass diese im Polargebiet existieren konnte schon der MRO vom Orbit aus nachweisen. Was auffällig ist, ist dass diese so gut auf den Bildern sichtbar waren - sie waren ohne besondere Anhebung der Kontraste auf den Rohbildern sichtbar. Die Staubteufel kündigen auch das Kommen des Frühlings an - günstig für Spirit, der dann mehr Energie bekommt, schlecht für Phoenix, denn er bekommt nun immer weniger Sonneneinstrahlung.

Das hat auch zu einer Änderung der Politik bei der Nutzung des TEGA Instruments geführt. Nachdem dieses in der Vergangenheit mehr Probleme gemacht hatte als Analysen durchgeführt wurden. Nun will man die letzten 4 Ofen nacheinander mit Proben aus einem Graben von 18 cm Tiefe füllen, ohne auf die Analysenergebnisse eines Ofens warten. Der Grund: Nun ist die Leistung pro Tag von 3500 auf 2500 Wh gefallen. Bald gibt es nicht mehr genug Strom um gleichzeitig zu Graben und TEGA zu betreiben, was die Analyse noch weiter hinauszögern wird und am Schluss könnte man gar keine mehr durchführen und nicht alle 8 Analysenmöglichkeiten ausgenutzt haben.

Aus der selben Probe will man auch die vierte Probe für das Nasschemielabor ziehen, das bisher Natrium, Kalium, Magnesiums, Chlorid und Perchlorat nachweisen konnte - Bis auf das Perchlorat keine große Überraschung. Zu der Ähnlichkeit mit irdischen Wüsten in denen man auch Perchlorat findet ist auch der Befund, dass die Oberfläche nach den Analysen des TECP sehr trocken ist. Selbst in Wüsten auf der Erde findet man durch Luftfeuchtigkeit Wasser in der obersten Oberflächenschicht. Im Gegensatz dazu weist die Atmosphäre zeitweise bis zu 100 % relative Luftfeuchte auf. Festgestellt konnte aber eine Eisschicht werden, die sich 5 cm unterhalb der Oberfläche befindet.

Am 17.9.2008 verlängerte die NASA mit einem weiteren 6 Millionen Dollar Etat die Missionsverlängerung, diesmal zum letzten Mal bis Ende November. Computersimulationen der Universität von Arizona zeigten, dass zu diesem Zeitpunkt die Stromversorgung soweit abgefallen sein wird, dass der Lander nicht mehr weiter arbeiten kann. Schon vorher, Mitte November wird die Konjunktionsstellung jeglichen Funkkontakt unterbrachen. Bei der Konjunktion bilden Erde - Sonne - Mars eine Linie und Funkwellen können die mit geladenen Teilchen gefüllte Korona nicht passieren.

Mittlerweile versucht man neben den Gräben, von denen man einen besonders tiefen ausgegraben hat, auch die Oberfläche unter Steinen zu untersuchen und hat dazu einen bewegt. Das Lidar hat erstmals aus Wolken, 4 km über dem Boden fallenden Schnee detektiert. Er verdampft aber bevor er den Boden erreicht. Wolken aus Eiskristallen sind nichts neues. Schon Viking entdeckte sie auf dem Mars. Unklar war bisher wie sie sich wieder auflösten. Die Bildung von Schnee wäre eine Erklärung dafür. Bei der chemischen Analyse hat man Calciumkarbonate gefunden. Auf der Erde bilden sich diese Mineralien nur in Wasser (Sie entstehen aus gelöstem Kalzium und gelöstem Kohlendioxid in Wasser). Das ist ein weiteres Indiz für das Vorkommen von flüssigem Wasser am Landeort. Die Frage ist allerdings immer noch, wann dies war. Ammoniumperchlorat, das man auch gefunden hat entsteht auf der erde jedenfalls nur unter sehr trockenen Bedingungen und wird nur in Wüstengebieten gefunden. Das deutet auf eine eher trockene jüngere Vergangenheit hin.

Am 12.10.2008 zog erstmals ein Staubstürm über Phoenix weg. Der Sturm war auf niedrigauflösenden Bildern von MRO schon entdeckt worden und seine Ankunft bei Phoenix so vorhersagbar. Der Staub schattete die Sonne stark ab, so dass die verfügbare Leistung von 2100 Wh für einen Tag nochmals um einige 100 Wh gefallen ist, danach stieg sie jedoch auf die normalen Werte. Inzwischen plant man auch das Mikrofon von MARDI erneut in Betrieb zu nehmen um die Windgeräusche aufzunehmen. MARDI wurde ja vor der Landung deaktiviert um Computerprobleme zu vermeiden.

360 PanormanaAnsonsten bereitete man sich vor nach und nach die Experimente mit sinkendem verfügbaren Strom herunter zu fahren. Am längsten dürfte die Meterologiestation aktiv sein. Doch nach den Planungen Mitte Oktober dürfte auch Phoenix bis Ende des Jahres abgeschaltet werden müssen.

So sputete man sich mit dem Gewinnen von Bodenproben. Am 13. Oktober wurde eine weitere Bodenprobe für das TEGA entnommen. Sie wurde erfolgreich in dem sechsten Ofen analysiert. Das erstaunt, schließlich braucht dieses Experiment recht viel Strom. Das bis zu diesem Datum schon in der zweiten Missionsverlängerung noch 3 der acht Ofen unbenutzt waren, zeigt, dass offensichtlich das Forschungsprogramm weit hinter den Planungen hinterherhinkt. Da jeder Ofen nur einmal benutzt werden kann ist zwar die Auswahl der Bodenproben wichtig, doch zu viel Zeit sollte man sich auch nicht lassen, sonst steht man am Schluss mit nur wenigen Analysen da und hat die Gelegenheit verschenkt mehr zu untersuchen. (Selbst wenn sich die Analysen gleichen sollten, wäre auch dies ein wichtiges Ergebnis: Es zeigt dass die Bestimmung korrekt ist und der Boden eine weitgehend homogene Zusammensetzung hat).

Ende Oktober sanken die Temperaturen rapide und erreichten tagsüber nur noch -45 °C und nachts bis zu -96 Grad Celsius. Geplant war eine stufenweise Abschaltung der vier Heizelemente an Bord von Phoenix. Der erste versorgt pyrotechnische Einheiten und die anderen sollten im Wochenabstand folgen. Der erste ist unkritisch, da diese Einheit seit der Landung nicht mehr gebraucht wird. Doch die sinkenden Temperaturen führten schon am 28.10.2008 zu einem Anspringen von Heizelementen für die Batterien. Das waren dann zu viele Verbraucher und die sinkende Stromversorgung führten dazu, dass der Computer in einen Safe Modus ging, also alle nicht lebenswichtigen Aktivitäten einstellte (wie z.B. die Experimente abschaltet). Weiterhin wurde auf den B-String der Elektronik umgeschaltet und eine Batterie von der Aufladung abgeklemmt um mehr Strom zu haben. Die Ingenieure konnten vor allem die Batterie schnell wieder reaktivieren, deren Ausfall über längere Zeit die Mission beendet hätte.

Doch die tiefen Temperaturen führen zu einer Veränderung der Strategie. So wurde am 29.10.2008 schon der zweite Heizkörper abgeschaltet und damit 250 Wh pro Tag an Energie eingespart. Dieses Element heizt den TEGA und den robotischen Arm und die Kamera. Die Kamera am Arm wird deaktiviert. Die Thermal and Electrical-Conductivity Probe (TECP) wurde vorher in den Boden gerammt und wird weiterhin Messungen durchführen, aber eben nur an dieser einen Stelle. Damit ist auch der Betrieb des TEGA beendet der trotz zweimal verlängerten Mission nur 6 der 8 möglichen Proben gezogen hat. Das nächste Heizelement heizt Kamera und Meterologiearm. Allerdings soll hier die Elektronik genug Abwärme erzeugen um diese beiden Experimente zumindest zeitweise am Laufen zu halten. Das letzte Heizelement ist dann eines von zweien, welche den Lander und die Batterien wärmen. Wenn es abgeschaltet wird, dann kann die kleinste Unregelmäßigkeit oder ein kleiner Temperatursturz das Ende bedeuten. Jedes abgeschaltete Heizelement steht für eine 4-5 Tage längere Mission.

Von 28.11.2008-13.12.2008 wird Phoenix von der Erde aus bis zu 2 Grad neben der Sonne stehen. In dieser Zeit kann der Lander keine Kommandos empfangen, aber noch Daten über die Orbiter zur Erde senden. Kurz vorher wird entschieden ob und wenn ja wann man das vierte Element abschaltet. Das Missionsende wird am, 29.10.2008 für Ende Dezember erwartet,

PhoenixDoch es kam anders: Am 27.10.2008 zog ein Staubsturm über Phoenix hinweg und der sich auf den Panels ablagernde Staub und der Staub in der Atmosphäre reduzierten die Leistung welche die Solarpaneele abgeben konnten. Der Lander hatte nun nicht mehr genügend Strom um alle Heizkörper zu betreiben. Er ging in einen Stromsparmodus und stellte die Kommunikation mit der Erde ein. Die Batterie fror ein und entlud sich. Am nächsten Tag stieg die Sonne über den Horizont und Phoenix erwachte zum Leben. Es war wieder Kommunikation möglich. Aber durch den Staub auf den Panels wurde die Stromsituation immer kritische und Phoenix hatte immer größere Perioden in denen er ausfiel. Am 2.11.2008 verstummte er für immer. Die letzten Bilder wurden am Sol 151, dies war der 27.10.2008, gewonnen. Er war so insgesamt 160 Erdtage aktiv.

Nun sandte die NASA Signale um den Lander wieder zu reaktivieren. Doch Phoenix antwortete nicht. Auch folgende Versuche über die beiden Orbiter Mars Odyssey und Mars Reconnaissance scheiterten. So beschloss man die Mission zu beenden, auch weil selbst wenn nun Phoenix nun reaktiviert werden könnte sein wissenschaftlicher Nutzen nur noch sehr klein ist. Wichtige Experimente sind schon inaktiv und in einem Monat wäre die Sonne sowieso so tief gesunken, dass der Lander seinen Betrieb endgültig einstellen musste. Vor dem Ausfall hoffte man noch den Lander 3 Wochen weiter betreiben zu können und wollte gerade ein Experiment starten das mehr Strom erforderte und für das man kurzzeitig die Heizelemente deaktivieren wollte.

Nach wie vor horchen allerdings die beiden Orbiter noch auf Signale. Damit ist die Mission nach etwas mehr als 5 Monaten auf dem Mars beendet. Die Mission wurde als voller Erfolg angesehen. Mehr als 25.000 Bilder übermittelten die Kameras - Von Aufnahmen des Mikroskops bis hin zu Panoramen. Gefunden wurden mehrere Sorten an Eis, Die Oberfläche entpuppte sich als alkalisch mit einer Mischung aus Eis, Ton und Karbonaten. Gefunden wurden exotische Substanzen wie das Perchlorat-Ion das detektiert wurde. Die Gesamtkosten der Mission nach zweimaliger Verlängerung wurde mit 475 Millionen Dollar angegeben.

Wie wird es weitergehen? Der Lander durchmacht nun die Polarnacht, vergleichbar dem was wir auf der Erde in Alaska, Spitzbergen oder anderen Gebieten auf der Erde kennen. Da er nördlich des Polarkreises ist, wird im April die Sonne dauerhaft unter dem Horizont sein und die Temperatur weiter fallen, bis unter den Sublimationspunkt von Kohlendioxid. Ein Schnee aus Kohlendioxid wird sich auf den Lander legen. Eventuell werden die tiefen Temperaturen auch Schäden verursachen wie Dehnungsrisse in den Platinen.

Im Oktober 2009 wird die Sonne wieder über den Horizont steigen. Dann wird Phoenix wieder Strom erhalten. Sollten die Schäden nicht zu hoch sein, so könnte er wieder aufwachen und sich melden. Die NASA hat angekündigt, dass die Orbiter auf ein Signal lauschen werden, genauso wie die Bodenstationen auf der Erde.

Wird dann Phoenix seinen Betrieb aufnehmen? Wahrscheinlich nicht. Die Schäden durch die Polarnacht dürften wahrscheinlich zu groß sein. In jedem Fall dürfte die Batterie durch die Kälte zerstört sein. Wenn ein Betrieb möglich sein wird, dann einer von Tag zu Tag, was die Operationen stark einschränken würde. Das bedeutet man muss nachdem man Kontakt zum Lander hat praktisch das Meßprogramm für einen Tag übermitteln und am selben Tag ausführen und die Ergebnisse zur Erde senden. Das dürfte für die meisten chemischen Analysen zu kurz sein. Doch Bilder und meteorologische Messungen könnten möglich sein. Ob es dazu kommt werden wir frühestens im Oktober 2009 wissen.

Die NASA versuchte dann seit November 2009 den Lander zu reaktivieren. Zuerst per Funkkommandos von der Erde aus. Die Aufgabe festzustellen, ob der Lander erwacht hatte der Orbiter Odyssey, der mehrmals pro Tag die Landestelle überflog, da sie in Polnähe liegt. Es gab aber keine Reaktion. Ab Februar/März wurden die Bemühungen intensiviert, da nun die gleichen Bedingungen herrschten wie bei der Landung. Phoenix meldete sich jedoch nicht. Die letzte Kampagne (von insgesamt vier) gab es zwischen dem 16 und 23.5.2010, als Bilder des MRO zeigten, dass der Lander keinen Schatten mehr wirft, das bedeutet er hat maximalen Sonnenschein (während der ganzen Primärmission war dies nicht der Fall und der Lander warf Schatten) - bessere Bedingungen wird es also nicht mehr geben. Doch auch bei dieser Kampagne gab es in 61 Überflügen von Odyssey keine Antwort. Insgesamt hatte der Orbiter in vier Aktivierungskampagne 211 mal den Landeort überflogen und in keinem Fall ein Signal empfanden.

Am 24.5.2010 erklärte die NASA dass sie alle Bemühungen Phoenix zu reaktivieren eingestellt hat und damit ist Phoenix Mission nun auch offiziell beendet. Bilder des MRO zeigten eine Veränderung. Obgleich der Rover auf diesen nur einige Pixel groß ist zeigte sich bei neuen Aufnahmen, die beim selben Sonnenstand wie die nach der Landung angefertigten, dass eines der beiden Solarpaneele (das rechte) keinen Schatten mehr wirft. Eventuell ist es beschädigt.

Panorama

Links:

Mars 2001 Surveyor Lander

Mars 01 Lander: NSSC Datenbank

Mars 01 Rover: NSSC Datenbank

Phoenix Website

Phönix Scout Mission


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