Astronauten reagieren oft mit Ehrfurcht, wenn sie die Krümmung der Erde unter der Internationalen Raumstation sehen. Dank des Mars-Odyssey-Orbiters der NASA aus dem Jahr 2001, der letzten Monat sein 22. Jahr auf dem Roten Planeten absolvierte, bekommen Marsforscher jetzt einen Vorgeschmack darauf.
Die Raumsonde hat eine Reihe von Panoramabildern aufgenommen, die die geschwungene Marslandschaft unter hauchdünnen Wolken- und Staubschichten zeigen. Die 10 aneinandergefügten Bilder bieten nicht nur einen frischen und atemberaubenden Blick auf den Mars, sondern helfen Wissenschaftlern auch dabei, neue Einblicke in die Marsatmosphäre zu gewinnen.
Die Raumsonde nahm die Bilder im Mai aus einer Höhe von etwa 250 Meilen (400 Kilometer) auf – der gleichen Höhe, in der die Raumstation über der Erde fliegt.
„Wenn Astronauten im Orbit über dem Mars wären, hätten sie diese Perspektive“, sagte Jonathon Hill von der Arizona State University, Betriebsleiter für Odysseys Kamera, genannt Thermal Emission Imaging System, kurz THEMIS. „Keine Mars-Raumsonde hatte jemals zuvor eine solche Sicht.“
Laura Kerber, stellvertretende Projektwissenschaftlerin für den Mars-Odyssey-Orbiter der NASA, erklärt, wie und warum die Raumsonde einen Blick auf den Roten Planeten einfing, der dem Blick der Internationalen Raumstation auf die Erde ähnelt. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Wie es gemacht wurde
Der Grund, warum die Ansicht so ungewöhnlich ist, liegt in den Herausforderungen, die mit ihrer Erstellung verbunden sind. Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, das die Mission leitet, und von Lockheed Martin Space, das Odyssey gebaut hat und den täglichen Betrieb mitleitet, verbrachten drei Monate mit der Planung der THEMIS-Beobachtungen. Die Wärmeempfindlichkeit der Infrarotkamera ermöglicht es ihr, Eis, Gestein, Sand und Staub sowie Temperaturänderungen auf der Planetenoberfläche zu kartieren.
Es kann auch messen, wie viel Wassereis oder Staub sich in der Atmosphäre befindet, allerdings nur in einer schmalen Säule direkt unter dem Raumschiff. Das liegt daran, dass THEMIS fest auf dem Orbiter montiert ist. es zeigt normalerweise gerade nach unten.
Die Mission wollte einen umfassenderen Blick auf die Atmosphäre. Zu sehen, wo sich diese Schichten aus Wassereiswolken und Staub im Verhältnis zueinander befinden – ob es sich um eine Schicht oder mehrere übereinander gestapelt handelt – hilft Wissenschaftlern, Modelle der Marsatmosphäre zu verbessern.
„Ich betrachte es als einen Querschnitt, einen Schnitt durch die Atmosphäre“, sagte Jeffrey Plaut, Odyssey-Projektwissenschaftler am JPL. „Viele Details kann man von oben nicht sehen, wie THEMIS diese Messungen normalerweise durchführt.“
Da THEMIS nicht gedreht werden kann, erfordert die Anpassung des Kamerawinkels eine Anpassung der Position des gesamten Raumfahrzeugs. In diesem Fall musste das Team den Orbiter um fast 90 Grad drehen und gleichzeitig sicherstellen, dass die Sonne weiterhin auf die Solarpaneele des Raumfahrzeugs scheint, nicht jedoch auf empfindliche Geräte, die überhitzen könnten. Es stellte sich heraus, dass die Ausrichtung am einfachsten war, wenn die Antenne des Orbiters von der Erde weg zeigte. Das bedeutete, dass das Team mehrere Stunden lang nicht mit Odyssey kommunizieren konnte, bis die Operation abgeschlossen war.
Die Odyssey-Mission hofft, in Zukunft ähnliche Bilder zu machen und die Marsatmosphäre über mehrere Jahreszeiten hinweg einzufangen.
Über den Mond
Um das Beste aus ihren Bemühungen herauszuholen, nahm die Mission auch Bilder vom kleinen Marsmond Phobos auf. Dies ist das siebte Mal in 22 Jahren, dass der Orbiter THEMIS auf den Mond richtet, um Temperaturschwankungen auf seiner Oberfläche zu messen.
„Wir haben Phobos aus einem anderen Winkel und mit anderen Lichtverhältnissen gesehen als wir es gewohnt sind“, sagte Hill. „Das macht es zu einem einzigartigen Teil unseres Phobos-Datensatzes.“
Die neuen Bilder geben Einblick in die Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften des Mondes. Weitere Untersuchungen könnten dazu beitragen, die Debatte darüber zu klären, ob Phobos, der einen Durchmesser von etwa 25 Kilometern hat, ein eingefangener Asteroid oder ein alter Marsbrocken ist, der durch einen Einschlag von der Oberfläche geschleudert wurde.
Die NASA beteiligt sich mit JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) an einer Probenrückführungsmission zu Phobos und seinem Schwestermond Deimos, genannt Mars Moon eXplorer oder MMX. Die Phobos-Bilder von Odyssey werden für Wissenschaftler hilfreich sein, die sowohl an Odyssey als auch an MMX arbeiten.