Mars-Orbiter lernt neue Tricks zur Wassersuche

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Marsforschung steht vor einem spannenden Wendepunkt, da die Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA nach fast zwei Jahrzehnten im All neue Manöver erlernt hat, um die Suche nach Wasser auf dem Roten Planeten zu intensivieren.

Die Marsforschung hat einen bedeutenden Fortschritt erzielt, da die Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA nach fast 20 Jahren im All neue Manöver erlernt hat, um die Suche nach Wasser auf dem Roten Planeten zu intensivieren. Ingenieure haben der Sonde beigebracht, sich so zu drehen, dass sie fast kopfüber ist, was es dem MRO ermöglicht, tiefer unter die Marsoberfläche zu blicken und nach flüssigem und gefrorenem Wasser zu suchen.

Diese neue Fähigkeit wird in einem kürzlich in der Planetary Science Journal veröffentlichten Artikel beschrieben, der drei “sehr große Rollen” dokumentiert, die zwischen 2023 und 2024 durchgeführt wurden. “Nicht nur, dass man einem alten Raumfahrzeug neue Tricks beibringen kann, man kann auch völlig neue Regionen des Untergrunds erkunden”, sagte Gareth Morgan vom Planetary Science Institute in Tucson, Arizona, einer der Autoren des Artikels.

Der Orbiter wurde ursprünglich so konzipiert, dass er sich bis zu 30 Grad in jede Richtung drehen kann, um seine Instrumente auf Oberflächenziele wie potenzielle Landeplätze und Einschlagskrater auszurichten. “Wir sind einzigartig, da das gesamte Raumfahrzeug und seine Software darauf ausgelegt sind, uns ständig rollen zu lassen”, sagte Reid Thomas, Projektmanager des MRO am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien.

Der Prozess des Rollens ist nicht einfach. Das Raumfahrzeug trägt fünf wissenschaftliche Instrumente, die unterschiedliche Ausrichtungsanforderungen haben. Um einen genauen Punkt auf der Oberfläche mit einem Instrument anzuvisieren, muss der Orbiter auf eine bestimmte Weise rollen, was bedeutet, dass die anderen Instrumente während des Manövers möglicherweise eine weniger günstige Sicht auf den Mars haben.

Sehr große Rollen, die 120 Grad betragen, erfordern noch mehr Planung, um die Sicherheit des Raumfahrzeugs zu gewährleisten. Der Vorteil ist, dass das neue Manöver einem bestimmten Instrument, dem Shallow Radar (SHARAD), eine tiefere Sicht auf den Mars als je zuvor ermöglicht.

SHARAD wurde entwickelt, um von etwa einem halben bis zu etwas mehr als einem Kilometer unter der Oberfläche zu blicken, und ermöglicht es Wissenschaftlern, zwischen Materialien wie Fels, Sand und Eis zu unterscheiden. Das Radar war besonders nützlich, um festzustellen, wo sich Eis nahe genug an der Oberfläche befindet, dass zukünftige Astronauten es eines Tages erreichen könnten. Eis wird entscheidend sein, um Raketentreibstoff für die Rückreise zu produzieren und mehr über das Klima, die Geologie und das Potenzial für Leben auf dem Mars zu erfahren.

Um den Kameras wie dem High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) eine erstklassige Sicht zu bieten, wurden die beiden Antennensegmente von SHARAD am hinteren Ende des Orbiters montiert. Während diese Anordnung den Kameras hilft, bedeutet sie auch, dass die von SHARAD auf die Oberfläche gesendeten Funksignale Teile des Raumfahrzeugs treffen, was die Signale stört und zu weniger klaren Bildern führt.

Im Jahr 2023 entschied sich das Team, 120-Grad-sehr-große Rollen zu entwickeln, um den Funkwellen einen ungehinderten Weg zur Oberfläche zu bieten. Sie fanden heraus, dass das Manöver das Radarsignal um das Zehnfache oder mehr verstärken kann, was ein viel klareres Bild des Marsuntergrunds bietet.

Das Rollmanöver ist jedoch so groß, dass die Kommunikationsantenne des Raumfahrzeugs nicht auf die Erde gerichtet ist und seine Solarpaneele die Sonne nicht verfolgen können. “Die sehr großen Rollen erfordern eine spezielle Analyse, um sicherzustellen, dass wir genügend Energie in unseren Batterien haben, um das Rollmanöver sicher durchzuführen”, sagte Thomas.

Während die SHARAD-Wissenschaftler von diesen neuen Bewegungen profitieren, nutzt das Team, das mit einem anderen MRO-Instrument, dem Mars Climate Sounder, arbeitet, die Standardrollfähigkeit des MRO optimal aus. Das von JPL gebaute Instrument ist ein Radiometer, das eine der detailliertesten verfügbaren Informationsquellen über die Marsatmosphäre darstellt. Es misst subtile Temperaturänderungen im Laufe vieler Jahreszeiten und enthüllt die inneren Abläufe von Staubstürmen und Wolkenbildung.

Der Mars Climate Sounder wurde so konzipiert, dass er sich auf einem Gimbal dreht, um Ansichten des Mars-Horizonts und der Oberfläche zu erhalten. Er bietet auch Ansichten des Weltraums, die Wissenschaftler zur Kalibrierung des Instruments verwenden. Aber im Jahr 2024 wurde der alternde Gimbal unzuverlässig. Jetzt verlässt sich der Mars Climate Sounder auf die Standardrollen des MRO.

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