Der langlebigste Marsroboter der NASA wird am 30. Juni einen neuen Meilenstein erreichen: 100.000 Umrundungen des Roten Planeten seit seinem Start vor 23 Jahren. In dieser Zeit hat der Orbiter Mars Odyssey 2001 Mineralien und Eis auf der Marsoberfläche kartiert, Landeplätze für zukünftige Missionen identifiziert und Daten von NASA-Rovern und -Landern zur Erde übermittelt.
Wissenschaftler haben kürzlich mit der Kamera des Orbiters ein atemberaubendes neues Bild von Olympus Mons aufgenommen, dem höchsten Vulkan im Sonnensystem. Das Bild ist Teil der fortlaufenden Bemühungen des Odyssey-Teams, Höhenansichten des Horizonts des Planeten bereitzustellen. (Die erste dieser Ansichten wurde Ende 2023 veröffentlicht.) Ähnlich der Perspektive, die Astronauten von der Erde an Bord der Internationalen Raumstation erhalten, ermöglicht diese Ansicht den Wissenschaftlern, mehr über Wolken und Staub in der Luft auf dem Mars zu erfahren.
Das neueste Horizontbild vom 11. März zeigt den Olympus Mons in seiner ganzen Pracht. Der Schildvulkan erstreckt sich über eine Basis von 600 Kilometern und erreicht eine Höhe von 27 Kilometern.
„Normalerweise sehen wir Olympus Mons von oben in schmalen Streifen, aber wenn wir die Sonde zum Horizont drehen, können wir auf einem einzigen Bild sehen, wie groß er über der Landschaft aufragt“, sagte Odysseys Projektwissenschaftler Jeffrey Plaut vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, das die Mission leitet. „Das Bild ist nicht nur spektakulär, es liefert uns auch einzigartige wissenschaftliche Daten.“
Solche Bilder bieten nicht nur ein Standbild von Wolken und Staub, sondern können den Wissenschaftlern, wenn sie über mehrere Jahreszeiten hinweg aufgenommen werden, auch ein detaillierteres Verständnis der Marsatmosphäre vermitteln.
Ein bläulich-weißes Band am unteren Rand der Atmosphäre lässt darauf schließen, wie viel Staub an dieser Stelle im Frühherbst vorhanden war, einer Zeit, in der Staubstürme normalerweise aufsteigen. Die violette Schicht darüber entstand wahrscheinlich durch eine Mischung des roten Staubs des Planeten mit einigen bläulichen Wassereiswolken. Schließlich ist oben im Bild eine blau-grüne Schicht zu sehen, wo Wassereiswolken etwa 50 Kilometer hoch in den Himmel ragen.
Laura Kerber, stellvertretende Projektwissenschaftlerin für den Mars Odyssey Orbiter der NASA, erklärt, wie und warum die Raumsonde im Mai 2023 eine Ansicht des Roten Planeten einfing, die der Ansicht der Internationalen Raumstation von der Erde ähnelt. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
So entstand das Bild
Der Orbiter, der nach Arthur C. Clarkes klassischem Science-Fiction-Roman „2001: Odyssee im Weltraum“ benannt wurde, hat die Szene mit einer wärmeempfindlichen Kamera namens Thermal Emission Imaging System (THEMIS) aufgenommen, die von der Arizona State University in Tempe gebaut wurde und betrieben wird. Da die Kamera jedoch auf die Oberfläche gerichtet ist, erfordert eine Horizontaufnahme zusätzliche Planung.
Durch Zünden der Triebwerke rund um die Raumsonde kann Odyssey THEMIS auf verschiedene Teile der Oberfläche ausrichten oder sich sogar langsam zur Seite rollen lassen, um die winzigen Marsmonde Phobos und Deimos zu betrachten.
Die jüngste Horizontabbildung war vor vielen Jahren als Experiment während der Landungen der NASA-Mission Phoenix im Jahr 2008 und des Rovers Curiosity im Jahr 2012 geplant. Wie bei anderen Marslandungen vor und nach diesen Missionen spielte Odyssey eine wichtige Rolle bei der Datenübermittlung, während die Raumsonde auf die Oberfläche zuraste.
Um ihre wichtigen technischen Daten zur Erde zu übermitteln, musste Odysseys Antenne auf die neu ankommenden Raumfahrzeuge und ihre Landeellipsen ausgerichtet werden. Die Wissenschaftler waren fasziniert, als sie bemerkten, dass die Positionierung von Odysseys Antenne für diese Aufgabe bedeutete, dass THEMIS auf den Horizont des Planeten ausgerichtet sein würde.
„Wir haben einfach beschlossen, die Kamera einzuschalten und zu sehen, wie sie aussieht“, sagte Steve Sanders, Raumfahrzeugingenieur für Odysseys Missionsbetrieb, von Lockheed Martin Space in Denver. Lockheed Martin hat Odyssey gebaut und hilft den Missionsleitern am JPL bei der Durchführung der täglichen Operationen. „Basierend auf diesen Experimenten haben wir eine Sequenz entwickelt, die das Sichtfeld von THEMIS auf den Horizont zentriert hält, während wir den Planeten umkreisen.“
Das Geheimnis einer langen Odyssee im Weltraum
Was ist das Geheimnis von Odyssey, das es zur am längsten ununterbrochen aktiven Mission im Orbit um einen anderen Planeten als die Erde macht?
„Die Physik erledigt einen Großteil der harten Arbeit für uns“, sagte Sanders. „Aber es sind die Feinheiten, die wir immer wieder bewältigen müssen.“
Zu diesen Variablen gehören Treibstoff, Solarenergie und Temperatur. Um sicherzustellen, dass Odyssey seinen Treibstoff (Hydrazingas) sparsam verwendet, müssen die Ingenieure berechnen, wie viel noch übrig ist, da das Raumschiff keine Tankanzeige hat. Odyssey ist für den Betrieb seiner Instrumente und Elektronik auf Solarenergie angewiesen. Diese Energie schwankt, wenn das Raumschiff pro Umlaufbahn etwa 15 Minuten lang hinter dem Mars verschwindet. Und damit alle Instrumente von Odyssey richtig funktionieren, müssen die Temperaturen ausgeglichen bleiben.
„Um eine Mission so lange am Laufen zu halten und gleichzeitig eine historische Zeitleiste der wissenschaftlichen Planung und Durchführung sowie innovative Ingenieurspraktiken beizubehalten, bedarf es einer sorgfältigen Überwachung“, sagte Odysseys Projektleiter Joseph Hunt vom JPL. „Wir freuen uns darauf, in den kommenden Jahren noch mehr großartige wissenschaftliche Erkenntnisse zu sammeln.“