Opportunity


Opportunity
Opportunity


Mars Rover Opportunity (MER-B), künstlerische Darstellung

NSSDC ID 2003-032A
Missionsziel Mars, Meridiani Planum
Auftraggeber NASA
Aufbau
Trägerrakete Delta-II-7925H
Verlauf der Mission
Startdatum 7. Juli 2003
Startrampe Cape Canaveral
Das Startlogo für Opportunity, mit Daffy Duck
Opportunity im Endurance-Krater, künstlich generiertes fotorealistisches Bild
Opportunity hüpfte nach dem ersten Aufschlagen zufällig in einen kleinen Krater
Am Horizont sind die Abstiegsstufe (schwarz) und der Fallschirm (weiß) von Opportunity erkennbar.
Größenvergleich eines MERs und des Sojourner-Rovers

Opportunity (engl. Gelegenheit) ist eine im Juli 2003 gestartete US-amerikanische Raumsonde zur geologischen Erforschung des Mars. Die Sonde hieß ursprünglich mit vollem Namen Mars Exploration Rover B (MER-B) und wurde dann in Opportunity umbenannt. Sie landete am 25. Januar 2004 erfolgreich in einem kleinen Krater (in der Tiefebene Meridiani Planum), den die NASA später Eagle Crater taufte. Die Schwestersonde Spirit (MER-A) landete am 4. Januar 2004 im Gusev-Krater.

Inhaltsverzeichnis

Ziele der Mission

Ziel der Sonde Opportunity (MER-B) und ihrer Schwestersonde Spirit (MER-A) war die Landung und geologische Erkundung (eigentlich: areologische) in Gebieten, die von den früheren Marsorbitern der NASA nach der follow-the-water-Strategie („folge dem Wasser“) als mögliche, ehemals Wasser führende Bereiche erkannt worden waren. Sie wiesen Linienstrukturen oder Mineralien auf, die auf den Einfluss flüssigen Wassers oder vielleicht sogar auf ehemals offene Wasserflächen schließen ließen. Für Opportunity war eine Landestelle nahe dem planetaren Äquator auf der Tiefebene Meridiani Planum ausgewählt worden, weil dort ausgedehnte Vorkommen von Hämatit an der Oberfläche erkennbar waren. Hämatit kann unter anderem in offenem Wasser oder auch hydrothermal entstehen. Ein weiterer interessanter Aspekt für die Auswahl dieses Gebietes war wohl, dass ein Orbiter dort eine fast plan liegende, offenbar sehr fein geschichtete helle Gesteinsformation entdeckte, wenngleich dies vorab offiziell nie bestätigt wurde. Ob diese Gesteine allerdings äolische (windabgelagerte) oder aquatische (wasserabgelagerte) Sedimente darstellen oder ob sie Tuffite (Vulkanaschen), helle Vulkanitdecken (Lava) bzw. besondere Impaktite (geschichtete Ablagerungen von sog. „Gesteinswolken“ aus Meteoriteneinschlägen) sind, war vor der Untersuchung am Marsboden noch völlig offen.

Die Missionsdauer sollte anfangs garantierte 90 Tage betragen, doch hat Opportunity sie längst weit übertroffen. Die Mission wurde bisher regelmäßig verlängert, aktuell bis Dezember 2010.[1] Momentan (Stand: 17. August 2011) hat der Rover eine Gesamtstrecke von 33,5 km auf dem Mars zurückgelegt und ist nach einer dreijährigen Reise an dem 22 km durchmessenden Krater Endeavour angekommen. Davon erhofft man sich Zugriff auf ältere Schichten der Marsoberfläche.[2]

Technik der Sonde

Die beiden Rover Spirit und Opportunity sind baugleich. Deshalb findet sich eine genauere Beschreibung der Technik unter Mars Exploration Rover.

Im Gegensatz zu Mars Pathfinder ist Opportunity keine feststehende Bodenstation, sondern ein fahrbarer Roboter, „Rover“ genannt. Er ist 1,6 m lang, bis 1,5 m hoch und 185 kg schwer. Laut Spezifikation sollte er in der Lage sein, je nach Oberflächenbeschaffenheit am Tag etwa 100 m, insgesamt etwa 3 km zurückzulegen und bis zu sechs Monate auf der Planetenoberfläche einsatzfähig bleiben. Dies übertrifft die Fähigkeiten des Vorgängers Sojourner von der Mars Pathfinder Mission 1997 etwa um den Faktor 60. Der Rover wird von der NASA selbst als „Robot-Geologe“ (robotic geologist) bezeichnet und besitzt sechs unabhängig voneinander angetriebene Räder an stelzenförmigen Teleskopbeinen. Er trägt neben verschiedenen Panorama- (pancam), Navigations- (navcam) und Gefahrenerkennungs-Kameras (hazcams – hazard recognition cameras) einen schwenkbaren Arm mit einem Gesteinsmikroskop (ebenfalls mit Kamera), mehreren Spektrometern (Mößbauer, Alpha-Partikel, Infrarot) und einem mechanischen Werkzeug, das in der Lage ist, Gesteinsoberflächen abzubürsten und auf einigen Quadratzentimetern mehrere Millimeter tief anzubohren, um auch das Innere erreichbarer Gesteine untersuchen zu können (RAT – rock-abrasion-tool). Die Räder werden einzeln bewegt und dienen nicht nur zur Fortbewegung, sondern können auch als Schürfgeräte eingesetzt werden, um den Untergrund aufzuwühlen und damit einige Zentimeter des Bodenprofils mechanisch und fotografisch zu untersuchen. Der Rover besitzt über Solarpaneele aufladbare Batterien und wird zur Energieeinsparung vor Sonnenuntergang in einen Ruhezustand versetzt und nach Sonnenaufgang durch ein Funksignal wieder „geweckt“. Mit Hilfe seiner Antennen kann das Gerät Bilder und Messergebnisse entweder an die als Zwischenstationen zur Erde verwendeten umlaufenden Orbiter der NASA und der ESA oder direkt zur Erde senden sowie Befehle von dort empfangen. Wegen der relativ hohen Laufzeit der Signale von der Erde (je nach Planetenabstand bis zu 20 Minuten) muss der Rover mit seinen Bordcomputern in gewissem Umfang autonom agieren können.

Verlauf der Mission

Delta-7925H-Rakete mit Opportunity vor dem Start

Opportunity startete am 8. Juli 2003 erfolgreich mit einer Delta-II-7925H-Trägerrakete und landete am frühen Morgen des 25. Januar 2004 (6:05 Uhr MEZ) in der Meridiani-Planum-Tiefebene des Mars. Im Gegensatz zu früheren Missionen wurde der Lander nicht aus einer Umlaufbahn abgesetzt, sondern direkt aus seiner Flugbahn heraus mit einer Fehlertoleranz von wenigen Kilometern auf den Planeten niedergebracht, was äußerste Zielgenauigkeit im Anflug erforderte. Die Sonde wurde, durch einen Hitzeschild geschützt, zunächst in der Atmosphäre bis auf Schallgeschwindigkeit abgebremst. Dann entfaltete sich ein Fallschirm, an dessen Leinen ein Raketensystem oberhalb der Sonde angebracht war, das horizontale Bewegungen in der Atmosphäre ausgleichen sollte. Kurz vor dem Aufsetzen wurden schlagartig schützend um die Sonde gelegte Airbags aufgeblasen. Nach dem Aufsetzen hüpfte der Lander auf den Airbags noch etliche Male über die Oberfläche, bis er in einem kleinen Krater zum Stillstand kam. Nach Entleeren der Airbags und Öffnen der Landekapsel offenbarten die ersten Fotos des Rovers nie gesehene Strukturen am Rand des kleinen Kraters, die eine der wichtigsten Beobachtungsobjekte für Opportunity werden sollten. Sie zeigten, dass die Sonde ihr Ziel, entgegen vielen Erwartungen, genau getroffen hatte und in denkbar günstiger Position nur wenige Meter neben einem offen zutage liegenden Anschnitt der anvisierten hellen Gesteinsformation gelandet war.

1. Halbjahr 2004 – Primärmission

Nach mehreren Tagen wurde der Rover auf seiner Landeplattform (inzwischen benannt als Challenger Memorial station) entfaltet und konnte diese über eine heruntergeklappte Rampe verlassen. Der Boden des Kraters, der Eagle-Krater benannt wurde, war übersät mit kleinen Kügelchen, Blueberries genannt. Im Krater waren auch noch die Abdrücke der Lande-Airbags deutlich zu sehen. Eine Aufnahme des Infrarotspektrometers MiniTES zeigte die Hämatitverteilung innerhalb des Kraters. Dort wo der Airbag aufgetroffen war, wurde kein Hämatit gefunden. Anscheinend wurden die Blueberries von den Airbags in den Boden gedrückt und konnten so vom MiniTES nicht gefunden werden. Eine spätere Untersuchung einer Ansammlung von Blueberries mit dem Mößbauer-Spektrometer ergab ebenfalls, dass diese Kügelchen aus Hämatit bestehen.

In nur wenigen Metern Entfernung wurde am Kraterrand geschichtetes Gestein gefunden, bei der die einzelnen Lagen nur wenige Millimeter dick waren. Dies bedeutete für Geologen den Vorteil, Gestein dort zu untersuchen wo es auch entstanden war. In diesen Gesteinsschichten waren die Blueberries teilweise darin eingebettet oder lagen davor verstreut. Dies deutet auf die Bildung der Blueberries innerhalb des Gesteins hin. Bei der Untersuchung des Gesteins mit dem AXPS und dem Mößbauer-Spektrometer wurden Hinweise darauf gefunden, dass es Jarosit enthält. Dieses Kalium-Eisen-Sulfat-Hydroxid bildet sich meist in einer wasserreichen Umgebung. Bei einigen der Schichten konnte man geriffelte und sich überkreuzende (cross-bedding) Strukturen ausmachen, die sich üblicherweise in fließendem Wasser bilden. In einem Aufschluss namens El Capitain wurden schmale längliche Hohlräume gefunden. Diese Räume entstehen, wenn sich Kristalle im Gestein bildeten und dann herauserodiert wurden. Zudem wurde, um den Boden zu untersuchen, ein 50 cm langer und 10 cm tiefer Graben mit dem rechten Vorderrad gegraben. Auch hier wurden die Blueberries gefunden. Zudem wurde festgestellt, dass der Boden eine sehr klumpige Struktur hat.

Nach einer zweimonatigen Untersuchung verließ Opportunity den Krater. Um herauszufinden, ob die gefundenen Belege für flüssiges Wasser nur lokal bedingt oder in der ganzen Region zu finden waren, wurde als nächstes Ziel ein 750 m entfernter Krater bestimmt. Dieser wurde nach dem Forschungsschiff Endurance benannt, das bei der Imperialen Transantarktis-Expedition unter der Leitung des britischen Polarforschers Ernest Shackleton zum Einsatz kam. Auch andere untersuchte Krater erhielten Namen berühmter Forschungsschiffe.

Auf der Fahrt dorthin konnte ein Stein namens Bounce rock untersucht werden. Dieser war zufälligerweise durch den Aufprall des Lande-Airbags getroffen worden und wurde dabei aufgebrochen. Der Stein hat eine vulkanische Natur und starke Ähnlichkeit zu den Shergottiten, einer Untergruppe der so genannten Marsmeteoriten. Man nahm an, dass er durch einen Einschlag aus einem relativ frischen Einschlagkrater 75 Kilometer südwestlich vom Eagle-Krater herausgeschleudert wurde. [3]Der Rover konnte teilweise Strecken bis zu 100 m pro Marstag zurücklegen und kam so in der flachen Ebene sehr gut voran. Unterwegs wurde an einer Stelle namens Anatolia Spalten oder Risse entdeckt, die entweder tektonisch entstanden sein konnten oder durch eine Serie von Einschlagskratern gebildet wurden. Auch bei einem kleineren Krater namens Fram konnte schwefel-, chlor- und bromreiches anstehendes Gestein entdeckt werden. [4] Dies gab einen Hinweis darauf, dass es einmal sehr viel Oberflächenwasser gegeben haben muss, welches die gesamte Meridiani-Ebene bedeckte.

Ende April 2004 erreichte Opportunity den Endurance Krater. Um das Kraterinnere zu beobachten und eine eventuelle Einstiegsstelle zu entdecken, fuhr der Rover zuerst am Kraterrand entlang. Im Innern zeigten sich die erhofften tieferen Schichtungen, der Boden selbst war bedeckt durch Sanddünen. Deshalb entschied man bei der NASA, den Rover in den Krater hineinzuschicken, auch auf die Gefahr hin, dass er nicht mehr herauskommen könnte. Am 10. Juni begannen Ingenieure der NASA, einige Abstiegsversuche mit dem Rover zu machen, da noch nicht klar war, ob und wie gut Opportunity mit dem Untergrund zurechtkam. Deshalb wurden zuerst nur zwei Fahrversuche in den Krater hinein und wieder hinaus gemacht. Nachdem diese Versuche erfolgreich waren, fuhr der Rover an Sol 133 an einem Ort namens Karatepe tiefer in den Krater hinein.

2. Halbjahr 2004 – Endurance Krater

Nun begann die Untersuchung der Schichten des Endurance Kraters, der ca. 12 m tief ist. Jede Schicht wurde fotografiert, und an etlichen Stellen wurden mit dem Steinschleifwerkzeug Löcher in das Gestein gebohrt. Dadurch konnte eine Stratigraphie des Bodens der Meridiani Ebene erstellt werden. Bis Mitte August (Sol 192) analysierte der Rover die einzelnen Schichten bis fast zu den Dünen am Boden. Die Untersuchung der Dünen selbst wurde jedoch als zu gefährlich angesehen, da die Räder des Rovers sich in den Dünen festfahren könnten. Während der Fahrt an den Hängen des Kraters rutschen die Räder des Rovers teilweise stark, so dass sich das genaue Positionieren an interessante Objekte sehr schwierig gestaltete.

Eine Steinformation namens Escher am südwestlichen Hang des Kraters wurde genauer unter die Lupe genommen. Dieser Stein enthielt Bruchlinien, die die Oberfläche in Polygone unterteilten. Diese Bruchlinien konnten entweder beim Einschlag entstanden sein oder durch Wassereinfluss und späterer Austrocknung. Mitte September 2004 trat die solare Konjunktion ein, d. h. die Sonne war zwischen Mars und Erde. Während etwa zwei Wochen konnte nicht mit der Sonde kommuniziert werden. Auf dem Weg zu Burns Cliff, einem Steilhang am Kraterrand, wurde der Fels Wopmay, mit einem Durchmesser von fast einem Meter, untersucht. Dessen ungewöhnliche Oberfläche wies, ebenso wie Escher, die Möglichkeit von starkem Wassereinfluss auf. Die Schichtungen von Burns Cliff konnten aufgrund der zu steilen Umgebung nicht erreicht werden. Stattdessen wurde davon ein umfangreiches Panorama erstellt. Nach dieser Untersuchung fuhr der Rover unterhalb von Burns Cliff wieder zum Einstiegspunkt Karatepe und von dort am 21. Dezember (Sol 318) wieder heraus.

Die Untersuchungen im Endurance Krater ergaben, dass die Region nicht nur einmalig von flachem, salzigem Wasser bedeckt war, sondern öfters von Wasser bedeckt und wieder ausgetrocknet war.[5] [6] Um diese Ergebnisse zu bestätigen, wurde als neues Fernziel ein Krater namens Victoria in 5,6 km Entfernung ausgesucht.

1. Halbjahr 2005 – Zwischenfall an der Düne

Die erste Station nach Endurance war die Untersuchung des eigenen Hitzeschildes, der bei der Landung etwas südlich vom Krater aufgekommen war. Hier tat sich die einmalige Gelegenheit auf, dieses Bauteil nach seinem Einsatz zu untersuchen, unter anderem wie sich das hitzebeständige Material während des Wiedereintritts verändert hatte. Dabei wurde unter anderem festgestellt, dass sich die Innenseite beim Aufprall nach außen gekrempelt hatte. Wenige Meter neben dem Hitzeschild entdeckte Opportunity seinen ersten Eisenmeteorit namens Heat shield rock.

Nach der Untersuchung des Hitzeschildes begann der Rover seinen Weg zum Victoria-Krater. Da die Gegend sehr flach und einförmig war, kam der Rover schnell voran, so wurden teilweise über 400 m am Tag gefahren. Ein erstes Zwischenziel wurde am Sol 399 (8. März 2005) am Krater Vostok erreicht. Der Krater war jedoch vollständig mit Sand aufgefüllt und daher für eine eingehende Untersuchung nicht geeignet. Deshalb wurde weiter in Richtung Süden gefahren, zu einem Gebiet namens Etched Terrain, welches aus großflächigen Strukturen aus Grundgestein besteht. Während der nächsten Fahrten wurden die Dünen, die Opportunity durchquerte, höher. Nachdem am 17. April 2005 der Motor des rechten Vorderrads blockierte, wurde der Rover angewiesen, von nun an rückwärts zu fahren, um dieses Rad zu entlasten.

Opportunity steckt im Sand

Am 26. April 2005 nach 5346 m Fahrtstrecke gruben sich die Räder des Rovers beim Überqueren einer Düne im lockeren Sand fest. Da die Software auf so eine Situation nicht vorbereitet war, drehten sich die Räder bis zum programmierten Ende weiter. Alle sechs Räder steckten nun bis zu den Achsen im Sand. Danach versuchten NASA-Techniker mit Hilfe von Simulationen auf der Erde einen Weg zu finden, den Rover wieder zu befreien. Pessimisten befürchteten ein vorzeitiges Ende der mobilen Mission. Am 13. Mai begann der Versuch, den Rover vorsichtig in kleinen Schritten zurück zu fahren. Bis zum 3. Juni 2005 konnte Opportunity bereits um 93 cm aus der Düne herausbewegt werden. Die dazu benötigten Radumdrehungen hätten auf freier Strecke für 177,2 m Strecke ausgereicht. Am 4. Juni gelang es schließlich, den Rover aus der Düne hinauszumanövrieren. Nach dieser fünfwöchigen Panne konnten sich nun alle Räder wieder frei bewegen. Anschließend wurde die auf den Namen Purgatory („Fegefeuer“) getaufte Düne untersucht, um festzustellen, was diese von den zahlreichen, bisher problemlos überquerten Dünen unterscheidet. Seit dem 5. Juli 2005 war Opportunity wieder unterwegs in Richtung des Kraters Erebus.

2. Halbjahr 2005 – Erebus

Nach der Befreiung aus der Sanddüne wurden nun nicht mehr lange Strecken gefahren, deshalb kam der Rover nicht mehr so schnell voran wie bisher. Da die Ausrichtung der Dünen hauptsächlich in Nord-Süd-Richtung lag, konnte die Raumsonde meistens zwischen den Dünen entlangfahren und musste nur ab und zu eine Düne überqueren. Das Etched Terrain genannte Gelände wurde erreicht und es stellte sich heraus, dass hier mehr Grundgestein zwischen den Dünen zum Vorschein kam. Dies war für die Fahrt positiv, da der Rover auf festem Gestein mit weniger Problemen zu kämpfen hatte als wenn er auf sandigem Untergrund fährt. Am 21. August kam es zu einem Computerabsturz. Dieses Problem wurde die nächsten Sols untersucht, so dass die Fahrt zum Erebus-Krater erst wieder im September aufgenommen werden konnte. Am 5. Oktober konnte ein Bild des Rovers in den Marsdünen von der Marssonde Mars Global Surveyor aufgenommen werden. Diese Aufnahmen waren wichtige Hilfen zur Navigation. Am 2. November wurde der Krater Erebus erreicht. Er wurde am östlichen Rand umrundet, da dort der Boden felsiger war. Der Krater selbst war gefüllt mit Sand, an den Rändern waren jedoch kleinere Klippen offen, die später untersucht wurden.

Am 20. November 2005 sollte der Instrumentenarm planmäßig ausgefahren werden, jedoch blockierte ein Problem mit dem Schultergelenkmotor den Befehl. Eine Ursache hierfür könnte die inzwischen vielfach längere Einsatzzeit des Rovers sein. In den nächsten Wochen wurde das Problem von den Ingenieuren untersucht. Währenddessen blieb der Rover an dieser Position und nahm das Erebus Rim genannte Panorama auf, welches aus über 1300 Einzelbildern besteht.

1. Halbjahr 2006 – Aufbruch zum Victoria-Krater

Der Instrumentenarm musste unbedingt wieder eingefahren werden, da die Fahrt mit ausgefahrenem Arm kaum möglich war. Am 20. Januar (Sol 695) fuhr der Rover wieder weiter, nachdem der Instrumentenarm an einer anderen Stelle am Gerät verstaut werden konnte. Opportunity führte zudem koordinierte Untersuchungen der Atmosphäre mit seinem MiniTES Spektrometer in Kombination mit der Mars Sonde Mars Express der Europäischen Weltraumorganisation durch und fotografierte Durchgänge des Mars-Mondes Phobos durch die Sonnenscheibe. Dadurch kann z. B. die Bahn des Mondes noch genauer bestimmt werden.

Vom Krater Erebus wurden eine Klippe namens Payson und die Abbruchkante Mogollon Rim, die vom Kraterrand noch sichtbar waren, dann eingehender untersucht. Auch hier zeigten sich wieder geschichtete Felslagen, die als Sedimentgestein interpretiert wurden.

Am 17. März beendete Opportunity die Untersuchung von Erebus und begann nun die Fahrt zum Krater Victoria, der sich in 2 km südöstlicher Entfernung befindet. Die nächsten Wochen kam der Rover wieder zügiger voran, auch weil die Dünen wieder niedriger wurden, und hatte bis zum 27. Juni 2006 insgesamt 8392 Meter auf dem Mars zurückgelegt. Trotz aller Vorsicht fuhr sich der Rover am 29. Mai (Sol 833) in einer kleinen Düne fest, konnte jedoch bereits nach einer Woche wieder daraus befreit werden.

2. Halbjahr 2006 – Ankunft am Victoria-Krater

In der ersten Julihälfte wurde die Software des Rovers aktualisiert. Er erhielt dadurch eine größere Autonomie beim Fahren und ein verbessertes Energiemanagement. Anfang August erreichte das Fahrzeug den etwa 35 Meter durchmessenden Krater Beagle, der nur etwa 500 Meter vom Rand von Victoria entfernt ist; einen Monat später war das Fahrzeug nur noch 200 Meter vom Kraterrand entfernt. Während der Fahrt trat auch wieder ein so genanntes Cleaning Event auf, bei dem Staub von den Solarpaneelen heruntergeblasen wurde, was die Stromversorgung stark verbesserte. Gerade durch diese Ereignisse verlängerte sich die Lebensdauer des Roboters immer wieder.

Der Rover erreichte am 29. September 2006 den Rand des ca. 60 m tiefen und 800 m breiten Kraters an einer Einbuchtung, die Duck Bay genannt wurde. Die Untersuchung der Gesteinsschichten des Kraters sollte noch detailliertere Erkenntnisse über die Existenz von Wasser auf dem roten Planeten ermöglichen. Bei ersten Aufnahmen des Kraterinneren wurden die erhofften Gesteinsschichten entdeckt, die sich in bis zu 6 m hohen Klippen auftürmten. Nun galt es, den besten Einstieg in den Krater zu finden. Deshalb fuhr der Rover zuerst nach Norden, um den Krater in den nächsten Monaten im Uhrzeigersinn teilweise zu umrunden. Dabei wurden jeweils Bilder aus ca. 10 m entfernten Standorten zu Stereobildern kombiniert, um eine dreidimensionale Karte des Kraters zu erstellen.

Der Mars Reconnaissance Orbiter kam im März 2006 am Mars an und nahm Ende November dann den wissenschaftlichen Betrieb auf. Da die Kameraauflösung dieses Orbiters die bisherige Qualität der Vorgängermissionen bei weitem übertraf, konnte die Umgebung von Opportunity sehr detailreich aufgenommen werden. Anfang Oktober 2006 veröffentlichte die NASA Aufnahmen des Mars Reconnaissance Orbiters, auf dem der Krater und der Rover selbst zu sehen sind.

1. Halbjahr 2007 – Kraterumrundung

Im Januar 2007 war Opportunity am nördlichen Rand des Kraters weitergefahren und fotografierte die Klippen aus unterschiedlichen Perspektiven. Bei diesen ergab sich, dass diese aus Sanddünen gebildet wurden, die durch nord-südliche Winde aufgehäuft wurden und dann versteinerten.[7] Ein weiterer Meteorit namens Santa Catarina wurde hier am nördlichen Kraterrand aufgefunden und untersucht. Am 9. Februar konnte die 10-km-Marke erreicht werden.

Das AXPS wurde nun erstmalig dazu benutzt, den Gehalt des Edelgases Argon in der Mars-Atmosphäre zu bestimmen. Dazu wurde das Instrument in Richtung Himmel gerichtet und dann etwa drei Stunden lang Messungen getätigt. Diese Untersuchungen wurden ebenfalls vom Zwillingsrover Spirit auf der anderen Seite des Mars durchgeführt. Dadurch erhoffte man sich ein besseres Verständnis, wie sich das Mischungsverhältnis von Argon zu Kohlendioxid im Laufe der Jahreszeiten verändert, wenn sich das Kohlendioxid an den Polen niederschlägt.

Im März wurde das Valley without peril erreicht, welches als ein möglicher Einstiegspunkt in den Krater angesehen wurde. Hier stellte sich heraus, dass der Abhang eine zu starke Neigung hatte, um an dieser Stelle gefahrlos hineinzufahren. Nachdem noch zwei weitere Klippenvorsprünge untersucht wurden, wurde entschieden, den ganzen Weg 600 m zurück zum ursprünglichen Ankunftsort zu fahren, um dort in den Krater hinabzusteigen. Bei der Rückfahrt wurden die Solarzellen durch einige Windböen gereinigt. So stieg die zur Verfügung stehende Energie auf fast 800 Wattstunden pro Tag an. Dies war beinahe so viel wie nach der Landung dreieinhalb Jahre zuvor. Am 15. Juni erreichte Opportunity wieder Duck Bay und bereitete sich auf den Einstieg in den Krater vor.

2. Halbjahr 2007 – Der Sandsturm

Zusammenschnitt mehrerer Aufnahmen während des Sandsturms, aufgenommen von Opportunity

Doch der Einstieg musste verschoben werden, denn ab Ende Juli 2007 behinderte ein Sandsturm die Sonde, der bald große Teile des Mars umfasste. Der aufgewirbelte Sand verdunkelte den Himmel fast komplett, so dass die Solarpaneele die Batterien nicht mehr aufladen konnten. Um Strom zu sparen, wurden alle Aktivitäten eingestellt. Die Sonde sollte bei möglichst geringem Stromverbrauch das Ende des Sturmes abwarten. Dieses Abwarten erwies sich jedoch als sehr schwierig, da die Sonde (auch aufgrund ihrer kurzen Lebenserwartung) nicht für solche Situationen konstruiert worden war. Die Sonde erzeugt im Stromsparmodus zu wenig Wärme, um die Elektronik betriebswarm zu halten. Sinkt die Temperatur der Elektronik unter einen bestimmten Wert, so springen automatische Heizungen an, um Kälteschäden an den Elektronik-Bauteilen (unter −37 °C) zu vermeiden. Diese verbrauchten jedoch mehr Strom als die Sonde während des Sturms (bei bis zu −80 °C) noch produzieren konnte. Die Heizungen würden daher die Batterien sehr schnell leeren, was zu einer endgültigen Abschaltung der Sonde führen würde. Seit Ende Juli wurde der Rover daher wieder etwas länger aktiv gehalten, um ein Anspringen der Heizungen zu verhindern.

Die Sonde schaltet sich bei kritischem Ladestand der Batterien selbst ab und prüfte nur noch jeden Sol einmal, ob wieder genug Energie für eine erneute Einschaltung zur Verfügung stehen würde. Auch zu große Sandablagerungen auf den Paneelen wurden befürchtet, somit hätte die Sonde nicht mehr genug Energie gewinnen können, um sich wieder vollständig einzuschalten.[8]

Mitte August wurde der Sturm schwächer und die Durchsichtigkeit der Atmosphäre erhöhte sich wieder. Opportunity hatte den sechswöchigen Staubsturm überstanden. Das nächste Problem war nun, dass sich der vom Sturm aufgewirbelte Staub auf die Solarzellen ablagert.

Am 11. September konnte Opportunity dann in den Krater hineinfahren. Hier untersuchte man zuerst eine hellere Gesteinsschicht (bright band), die bei der Kraterumfahrung entdeckt wurde. Diese Schicht ist überall am Kraterrand sichtbar. Die Untersuchungen ergaben, dass diese hellere Gesteinsschicht durch Diagenese gebildet wurde. Diese Gesteinslage trennt das Grundgestein von dem Material, das durch den Einschlag ausgeworfen wurde.[9]

1. Halbjahr 2008 – Victoria-Krater

Victoria Krater, aufgenommen vom Ort Cape Verde
Victoria Krater, aufgenommen vom Ort Cape Verde

Opportunity untersuchte die nächsten Wochen diese geologisch interessante Gesteinsschicht und arbeitete sich tiefer in das Kraterinnere hinein. Unter anderem wurde an einer Lage namens Gilbert ein schmaler, hervorstehender Gesteinsgrat entdeckt. Dieser Grat besteht aus Mineralien, die ursprünglich in Felsspalten abgelagert wurden und dann übrig blieben, nachdem das umgebende Gestein wegerodiert wurde. Analysen mit dem APXS und dem Mößbauer-Spektrometer ergaben, dass der Grat ebenso wie die Blueberries aus Hämatit besteht.

Ende April waren dann die Messungen abgeschlossen, und nun sollte die Klippe Cape Verde genauer erforscht werden. Die Fahrt dorthin stellte sich als problematisch heraus: Der Rover rutschte auf dem sandigen und 25° steilen Gesteinsboden sehr stark und Mitte Mai grub sich das mittlere rechte Rad auch noch in dem sandigen Boden ein. Zudem traten im April wieder Probleme mit dem Instrumentenarm auf. Dieser konnte wegen des Schultergelenkmotors nicht ausgeklappt werden. Erst nach etlichen Versuchen konnte man ihn wieder bewegen. Die weiteren Strecken mussten jedoch sorgfältig geplant werden, da die Fahrt mit einem ausgefahrenen Instrumentenarm schwierig wird.

Am Sol 1565, dem 19. Juni 2008, hatte sich Opportunity bis auf 10 m dem unteren Bereich von Cape Verde genähert. Aus dieser Position heraus, Cape St. Mary genannt, wurde dann eine detailreiche Panoramaaufnahme der Klippen erstellt.[10] In der Nähe der Klippe musste auch noch auf den Schattenwurf der Klippen geachtet werden, um die Stromversorgung nicht zu gefährden. Die Klippen selbst konnten nicht erreicht werden, da der Boden davor zu steil und sandig war.

2. Halbjahr 2008 – Abschied von Victoria

Übersicht über die von Opportunity zurückgelegte Wegstrecke (bis Sol 2055, 5. November 2009)

Im Juli wurde dann versucht, einige geologisch interessante Felsen in der Nähe von Cape Verde zu erreichen. Das Gelände erwies sich jedoch als zu schwierig zu befahren. Am 24. Juli (Sol 1600) wurde am Motor des rechten Vorderrads ein ungewöhnlich hoher Strom gemessen. Beim Rover Spirit fiel ein Rad nach einer ähnlichen Stromspitze aus und konnte nicht mehr reaktiviert werden. Da Opportunity mit einem defekten Rad den Krater nie wieder verlassen könnte, wurde entschieden, die Untersuchung des Kraters abzubrechen und auf dem schnellsten Wege aus dem Krater herauszufahren. Am 24. August 2008 fuhr der Rover wieder an der Stelle Duck Bay aus dem Krater heraus.

Nachdem Opportunity wieder ebenen Boden erreicht hat, wurde Anfang September getestet, wie mit dem defekten Instrumentenarm gefahren und gearbeitet werden kann. Im Anschluss an die Tests fuhr der Rover am südlichen Rand des Victoria-Kraters weiter, um Aufnahmen der hier gelegenen Klippen zu machen. In der flachen Umgebung konnten pro Tag Strecken über 200 Meter gefahren werden.

Ende Oktober begann dann die Reise zum Krater Endeavour. Dieser Krater ist ca. 12 km entfernt und hat einen Durchmesser von 22 km und eine Tiefe von 300 m. Auch hier verspricht man sich wieder Zugriff auf tiefere Gesteinslagen und dadurch Einblick in die frühere Geschichte des Mars. Da sich aber auf direktem Weg zu hohe Dünenfelder befinden, muss der Rover einen Umweg von etwa 19 km machen. Deshalb fuhr der Rover zuerst in südwestlicher Richtung. Durch die hochauflösenden Aufnahmen der Mars Reconnaissance Orbiters, auf denen selbst einzelne Felsen und die Dünenkämme zu sehen sind, kann die Route sehr gut im Voraus geplant werden.

Am 29. November begann die solare Konjunktion und damit wieder eine Phase, in der mit keiner Sonde auf dem Mars kommuniziert werden konnte. Während dieser Zeit nahm Opportunity ein Panorama auf und analysierte den Stein Santorini mit dem Mößbauer-Spektrometer. Santorini erwies sich als ein Mesosiderite-Meteorit.

1. Halbjahr 2009 – Fahrt in der Meridiani-Ebene

Nach der solaren Konjunktion fuhr der Rover weiter in südwestlicher Richtung. Dank der autonomen Steuerung konnten immer wieder Strecken bis zu 150 m pro Tag gefahren werden. Doch das Alter des Rovers und seiner Bauteile machte sich bemerkbar: Nachdem einige Strecken auf sandigem Boden zurückgelegt wurden, traten wieder erhöhte Ströme im Vorderrad-Motor auf. Deshalb wurden einige Strecken rückwärtsfahrend bewältigt. Das besserte das Verhalten des Motors, jedoch kam der Rover in diesem Modus langsamer voran. Zudem wurden immer wieder Ruhepausen eingelegt, damit sich das Rad erholen konnte. Während der Pausen verteilt sich das Schmiermittel im Radlager. Dies bewirkt bei den nächsten Fahrten dann weniger Widerstand und auch weniger Stromverbrauch. Opportunity kam an einigen kleineren Kratern vorbei, die ein geschätztes Alter von nur 10.000 bis 100.000 Jahren haben. Am Sol 1884 (12. Mai 2009) entdeckte die Sonde ihren fünften Meteoriten: Kasos.

Eine ungewöhnliche Hilfestellung gab Opportunity seinem Geschwisterrover am 19. Mai 2009. Spirit hatte sich auf der anderen Seite des Mars in sandigem Boden eingegraben. Um die Situation besser abschätzen zu können war es notwendig, ein möglichst genaues Bild der Lage zu bekommen. Die einzige Kamera, die unter den Rover schauen kann, ist die Mikroskopkamera am Instrumentenarm. Diese ist jedoch nur für Nahaufnahmen vorgesehen, das aufgenommene Bild kann jedoch aufgrund der bekannten Optik nachträglich scharfgerechnet werden. Opportunity nahm hierfür einige Bilder von seinem Unterboden auf, um zu sehen, ob diese Technik die gewünschten Ergebnisse liefert.

Bis zum 29. Juni war die gefahrene Wegstrecke auf 16712 Meter angewachsen. Während bisher in südlicher Richtung gefahren wurde, bewegte sich Opportunity nun einige hundert Meter in östlicher Richtung, um ein Feld mit hohen Dünen zu umgehen.

2. Halbjahr 2009 – Meteoritenfunde

Am 19. Juli entdeckte man auf älteren Aufnahmen einen größeren Stein, an dem Opportunity zuvor in einiger Entfernung vorbeigefahren war. Da der Stein ungewöhnlich groß erschien, wurde beschlossen, den Rover die gerade gefahrene Strecke von ca. 200 m wieder zurückfahren zu lassen, um diesen Stein zu untersuchen. Innerhalb einiger Tage wurde der 0,7 m große Felsbrocken namens Block Island erreicht. Er stellte sich, wie zuvor Heat shield rock, als weiterer Eisenmeteorit heraus. Besonders fielen bei diesem Meteorit die ungewöhnlichen Vertiefungen auf, die durch Verwitterungsprozesse entstanden sein müssen. Um ein möglichst genaues dreidimensionales Modell des Objekts zu ermitteln, umkreiste der Rover den Meteorit und machte Aufnahmen aus insgesamt sechs verschiedenen Positionen. Bereits kurz nachdem Block Island verlassen wurde kam in der Ebene Ende September der nächste Meteorit, Shelter Island, in Sicht. Auch dieser wurde genauer untersucht. Am 15. Oktober wurde der dritte Meteorit, Mackinac, entdeckt. Anscheinend sind diese Meteoriten Bruchstücke eines größeren Meteoriten, der in dieser Gegend heruntergekommen war.

Opportunity untersucht den Stein Marquette Island

Opportunity fuhr nun auf festem Felsgestein in größeren Etappen in Richtung Süden, um einen bereits aus dem Marsorbit zu erkennenden neueren Krater anzupeilen. Auf dem Weg dorthin stieß der Rover Anfang November auf den nächsten größeren Felsbrocken, Marquette Island, bei dem die Herkunft anfangs unklar war. Mit dem Steinschleif-Werkzeug, welches durch den jahrelangen Einsatz nahezu stumpf geworden war, konnte zumindest die oberste Schicht abgeschliffen und der Stein an dieser Stelle mit den restlichen Instrumenten untersucht werden. Zudem war der Stein selbst schon an einer Kante auseinandergebrochen, was den Zugriff auf sein Innerstes erleichterte. Es stellte sich heraus, dass Marquette Island ein basaltisches Gestein aus dem Inneren des Mars sein musste, das eines Tages bei einem Kratereinschlag aus der Tiefe herausgeschleudert wurde.

1. Halbjahr 2010 – Concepción

Am Sol 2122, dem 12. Januar 2010, beendete Opportunity seine Analysen an Marquette Island und setzte seine Reise fort. Das nächste Ziel war bereits auf Aufnahmen von MRO sichtbar: Ein anscheinend frischer Einschlagskrater namens Concepción, umgeben von dunklen Auswurfsstrahlen. Die Forscher schätzten sein Alter in der Größenordnung von 1000 Jahren ein. Damit war Concepción der jüngste jemals untersuchte Krater. Der Rover umrundete den Krater und nahm ihn in unterschiedlichen Perspektiven auf. Ein Stein namens „Chocolate Hills“ wurde genauer untersucht, da auf seiner Oberfläche eine dunkle Kruste entdeckt wurde. Diese könnte durch Aufschmelzprozesse beim Einschlag entstanden sein. Am 9. März (Sol 2177) wurde die Untersuchung von Concepción abgeschlossen und die Fahrt in südlicher Richtung weitergeführt. Im März 2010 wurde ein weiteres Software Update in Betrieb genommen, welches dem Rover noch mehr Autonomie verleiht: Nach einer abgeschlossenen Fahrt sucht das System namens „AEGIS“ nach auffallenden Objekten und fotografiert diese automatisch.

Die Fahrt ging weiter in südlicher Richtung an einem Doppelkrater vorbei. Dabei machte sich der Marswinter bemerkbar. Durch die energieintensiven Fahrten müssen die Batterien aufgeladen werden, deshalb pausierte der Rover ein oder zwei Sols zwischen einzelnen Fahrten. Um möglichst viel Sonnenenergie abzubekommen, wurde der Rover schräg an den Dünenhängen geparkt. Um zu verhindern, dass bei dem kalten Wetter die energiebedürftigen Heizelemente anspringen, wurde der Rover länger wach gehalten.

Im Mai wurde mit dem Trägheits-Messgerät versucht, ein Marsbeben zu entdecken, was jedoch nicht gelang.

Am 19. Mai hatte Opportunity den Rekord für die am längsten auf einem Planeten operierende Raumsonde gebrochen, den Viking 1 mit einer Dauer von 6 Jahren und 116 Tagen aufgestellt hatte.[11]

2. Halbjahr 2010 – Zwischenstation Santa Maria

Route von Opportunity von Sol 2218 bis Sol 2592

Durch die immer länger dauernde Sonnenscheindauer und durch Windreinigungsereignisse der Solarpaneele stand für die Fahrten von Opportunity wieder mehr Energie zur Verfügung. Am 28. Juli konnte der Rover zum ersten Mal ein Foto eines Staubteufels aufnehmen, die für die Reinigung der Solarzellen verantwortlich sind. Dies gelang bisher nur Spirit im Gusev-Krater auf der anderen Seite des Mars.[12] Auf dem Weg zum Endeavour-Krater wird die automatische Navigation des Rovers, unterstützt von den „Gefahren-Ausweich-Kameras“ (Hazcam), getestet, welche es dem Rover erlaubt autonom zu fahren. Hierbei fährt der Rover rückwärts, da das Sichtfeld der vorwärts blickenden Hazcam durch eine ungünstig angebrachte Antenne teilweise versperrt wird. Am 16. Dezember (Sol 2450) erreichte der Rover den 80 m großen Krater „Santa Maria“ und untersuchte ihn in den nächsten Wochen genauer.

1. Halbjahr 2011 – Kurs auf Cape York

Anfang des Jahres umfuhr der Rover den Krater zur Hälfte und positionierte sich an einer Stelle am Kraterrand. An diesem Ort wurden auf Aufnahmen von der MRO Sonde hydratisierte Sulfatminerale entdeckt. Dieses bildet sich nur in Verbindung mit Wasser. Zu dieser Zeit begann wieder die solare Konjunktion. Diese Zeit wurde genutzt, dieses Gestein mit dem Mößbauer-Spektrometer zu untersuchen.

Bis zum 24. März wurden die Untersuchungen am Krater Santa Maria abgeschlossen, und der Rover nahm seine Reise zum Endeavour-Krater wieder auf. Die Entfernung zwischen Cape York und Santa Maria beträgt etwa 6,5 km.

2. Halbjahr 2011 – Endeavour Crater und Cape York

  • Dieser Abschnitt stellt die aktuelle Situation dar
Westlicher Rand des Endeavour Kraters
Krater Odyssey auf Cape York. Im Hintergrund sieht man das Innere des Endeavour Kraters und am Horizont seinen östlichen Randwall.

Bis zum 5. Juli hatte der Rover 18,0 km bzw. 90 % des Weges zum Endeavour-Krater geschafft. Zu diesem Zeitpunkt summierte sich die gefahrene Gesamtstrecke in der Meridiani-Ebene auf 31 km. Es wurden auf der Fahrt weitere (mögliche) Meteoriten fotografiert, die jedoch nicht weiter analysiert wurden. Obwohl Opportunity nur noch 1,8 km von Cape York entfernt war, kam dieses Objekt noch nicht in Sicht. Grund war, dass Cape York sich auf einem Abhang am Kraterrand des Endeavour Kraters befand und dadurch dem Rover verborgen blieb. Als Ankunftspunkt an Cape York wurde der kleine Krater 'Spirit Point' (benannt nach dem Zwillingsrover Spirit) im Süden dieser Struktur bekanntgegeben.

Opportunity erreichte den Endeavour Krater am 9. August 2011, nach einer Fahrt von 21 km innerhalb von 3 Jahren. Der Endeavour Krater hat einen Durchmesser von 22 km und bietet den Forschern neue Möglichkeiten, ältere Gesteinsschichten zu untersuchen. Insbesondere wird Ausschau gehalten nach Schichtsilikaten, die sich nur in Verbindung mit Wasser bilden können. Ins Innere des Kraters soll nicht eingefahren werden, da dort die gleichen Gesteinsschichten erwartet werden, die bisher in der Meridiani Ebene untersucht worden sind. [3]

Untersuchte Objekte

Da die Meridiani Planum, in der Opportunity gelandet war, sehr flach und gleichförmig ist, fallen Felsbrocken schon von weitem auf. Die Altersbestimmung der Meteorite fällt jedoch schwierig, da die Brocken sehr langsam verwittern. Der Felsen Bounce Rock wurde bei der Landung von Opportunity vom Airbag getroffen, daher sein Name. Er wurde am Sol 65 untersucht. Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung zeigen eine starke Ähnlichkeit zu den Shergottiten, einer Untergruppe der so genannten Marsmeteoriten. Dies ist ein weiteres starkes Indiz dafür, dass die Marsmeteorite auch wirklich vom Mars herstammen. Der Meteorit Heat Shield Rock wurde in der Nähe des Hitzeschilds von Opportunity angetroffen (Sol 324) und ist der erste Eisen-Nickel-Meteorit (93 % Eisen, 7 % Nickel), der auf einem fremden Planeten entdeckt wurde.[13]

Der Stein Santorini (untersucht Sol 1713–1749) erwies sich als ein Eisen-Gesteins-Meteorit (Mesosiderit).[14] Er hat eine Größe von 6 × 8 cm und hat eine ähnliche Zusammensetzung wie die Objekte Barberton (Sol 122) (3 cm Durchmesser) und Santa Catarina (Sol 1045, 14 cm Durchmesser). Es ist möglich, dass diese drei Gesteine Teil des Objekts waren, das den Victoria-Krater erzeugt hatte. Der Meteorit Kasos wurde am Sol 1884 (12. Mai 2009) untersucht. Block Island wurde am Sol 1957 untersucht. Er ist ein Eisenmeteorit und hat eine Masse von ca. 900 kg. Ein Körper mit dieser Masse ist zu groß, um unverändert durch die heutige Marsatmosphäre zu kommen. Deshalb wird davon ausgegangen, dass der Mars früher eine dichtere Atmosphäre hatte, in der der Meteorit damals gelandet war. Mit der Mikroskopkamera wurden dreieckige Strukturen entdeckt, die Ähnlichkeiten zu Strukturen von Eisen-Nickel-Meteoriten auf der Erde haben. Diese Strukturen treten auf, wenn die Oberfläche durch Wind erodiert wurde. Zudem wurden lochartige Höhlen gefunden, anhand deren Struktur die Verwitterungsgeschichte des Meteoriten ermittelt werden kann.[15]

Am Sol 2020 (2. Oktober 2009) wurde ein weiterer Eisenmetereorit namens Shelter Island untersucht. Er hat einen Durchmesser von 47 Zentimeter und ist nur 700 Meter entfernt von Block Island. Auch dieser Meteorit ist stark verwittert, hat eine poröse Oberfläche und zeigt ebenfalls wie Block Island die Widmannstättenschen Figuren an seiner Oberfläche. Der Meteorit Mackinac wurde am Sol 2035 (16. Oktober 2009) erreicht. Da auch dieser Meteorit ein Eisenmeteorit mit Ähnlichkeiten zu den vorigen untersuchten Objekten ist, wurde er nicht weiter im Detail untersucht.

Der Stein Marquette Island wurde von November 2009 bis Januar 2010 untersucht. Durch einen niedrigeren Nickelgehalt als bei den anderen gefunden Meteoriten wird angenommen, dass Marquette Island marsianischen Ursprungs ist. Der Stein enthält mehr Magnesium als die Basaltgesteine, die Spirit untersucht hatte. Marquette Island besteht aus grobkörnigem Gestein und Basalt. Diese Zusammensetzung deutet darauf hin, dass der Stein aus langsam abkühlendem Gestein gebildet wurde, damit die Kristalle Zeit zum Wachsen hatten. Deshalb gehen Geologen davon aus, dass der Stein tief in der Marskruste entstanden ist.[16]

Wissenschaftliche Ergebnisse

Belege für ehemals flüssiges Wasser auf dem Mars

Hinweise vom Boden auf ehemals flüssiges Wasser auf dem Mars konnte die NASA erstmals am 2. März 2004 vermelden: Opportunitys Instrumente entdeckten hohe Schwefelkonzentrationen im Gestein, wie sie unter irdischen Bedingungen meist nur in aus eingedampftem mineralhaltigen Wässern ausgefällten Gesteinen, den Evaporiten, zum Beispiel Gips oder Anhydrit zu finden sind. Des Weiteren fanden die Instrumente des Rovers Jarosit, ein Eisen-Schwefel-Mineral, das auf der Erde ebenfalls nur unter Mitwirkung von Wasser entsteht. Auf der Erde ist das Vorkommen dieser Salze in den vorliegenden Konzentrationen ein eindeutiges Anzeichen dafür, dass das Gestein entweder in offen stehendem Wasser ausgefällt wurde oder über einen längeren Zeitraum hinweg Grundwasser ausgesetzt war. Diese Entdeckungen waren mit den beiden in Deutschland entwickelten, nur faustgroßen und damit extrem miniaturisierten Instrumenten APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer) und MIMOS II (Miniaturisiertes Mößbauer-Spektrometer) möglich geworden. Das APXS vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz ist ein Strahlungsdetektor, dessen Herzstücke, die Alpha- und Röntgenstrahlungshalbleiterdetektoren, von der Münchener Firma KETEK[17] entwickelt und hergestellt wurden. Das MIMOS II wurde an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz entwickelt. Hochauflösende Nahaufnahmen der feingeschichteten Sedimente zeigten außerdem zentimetergroße tafelförmige Hohlräume, wie sie entstehen, wenn wasserlösliche Kristalle, etwa von Gips, anderen Sulfaten oder Dolomit wieder aus dem Gesteinsverband herausgelöst werden. Darüber hinaus wurden regelmäßig verteilte, millimetergroße und kugelrunde Mineralaggregate zunächst unbestimmter Zusammensetzung in großer Zahl im Gestein entdeckt, die bald als Konkretionen gedeutet werden konnten, wie sie in wässrigem Milieu entstehen. Dass die Kügelchen im Gestein selbst entstanden sind, konnte an den Lagerungsverhältnissen erkannt werden: sie liegen im Gestein, ohne die millimeterfeine Schichtung irgendwie erkennbar zu stören, was der Fall sein müsste, wären sie etwa als Gerölle oder vulkanischer oder meteoritischer Niederschlag von außen eingetragen worden. Etwas später konnten spektroskopisch hohe Hämatitkonzentrationen in diesen Konkretionen erkannt werden, was die obige Interpretation weiter erhärtete. Angesichts dieser Entdeckungen konnte die NASA von der Formation als ehemals soaking wet (tropfnass) sprechen. Zunächst war unklar, ob das Wasser an der ursprünglichen Entstehung der Schichten selbst beteiligt war, also am Ort offen an der Oberfläche stehend vorhanden gewesen war, oder ob die beobachteten Gesteinseigenschaften auf die nachträgliche Einwirkung unterirdischer Wässer (Grundwasser oder hydrothermale Lösungen) zurückzuführen waren.

Belege für ehemals offen stehendes bewegtes Wasser

Am 23. März 2004 gab die NASA bekannt, dass als sicher gelten kann, dass an der Landestelle früher ein offener flacher Salzsee oder Ozean bestanden hat. Der Rover konnte in einer Serie von über 200 Mikrofotos an einem Teilaufschluss der anstehenden Gesteinsschichten Sedimentstrukturen räumlich erfassen, deren irdische Äquivalente nur durch bewegtes Wasser entstehen (cross-bedding Schrägschichtung). Die Wissenschaftler interpretieren diese Gesteine als Reste einer ehemaligen Küstenlinie und weisen darauf hin, dass genau solche Ablagerungen, wie sie hier angetroffen wurden, eventuelle (Mikro-) Fossilien oder andere Spuren biologischer Aktivität hervorragend konservieren würden. Eine Rückkehr in die Gegend zum Zwecke einer automatisierten oder auch konventionellen Probennahme wäre damit sehr wünschenswert und auch wahrscheinlich. Opportunity hat einen der bisher interessantesten Orte im Sonnensystem entdeckt. Auf Satellitenbildern ist zu erkennen, dass die in Frage stehenden Schichten, ein helles, feingeschichtetes Gesteinspaket, offenbar über mindestens mehrere tausend Quadratkilometer verbreitet sind.

Landekrater (zum Vergrößern klicken) Sedimente (zum Vergrößern klicken)
Links: Der Pfeil zeigt den Landekrater. Rechts am größeren Krater, dem nächsten Ziel der Sonde in etwa 1 km Entfernung, ist die helle Gesteinsformation schon von oben deutlich zu sehen. Auf der Ebene ist sie durch eine dünne Schicht aus Staub und Geröll bedeckt. Rechts: Die Formation aus fein geschichteten hellen Sedimentgesteinen am inneren Kraterrand. Der Bildausschnitt ist etwa fünf Meter breit.
Hämatitkonkretion (zum Vergrößern klicken) Hohlräume im Gestein (zum Vergrößern klicken) Gesteinsschichten (zum Vergrößern klicken)
Links: Eine der kugeligen Hämatitkonkretionen, blueberries genannt, die durch Ausfällung von Mineralien aus dem Wasser wuchsen. Die Kugel misst ca. 2 mm. Mitte: Typische Hohlräume im Gestein entstanden durch Herauslösung von tafeligen Sulfatkristallen. Bildausschnitt etwa 5 cm. Rechts: Kleinräumige Schrägschichtung belegt die Entstehung der Schichten in offen stehendem bewegtem Wasser. Bildausschnitt etwa 5 cm.

Diskussion bisheriger Entdeckungen

Die Doppelmission der Mars Exploration Rovers darf bereits jetzt, noch vor ihrem Abschluss, als in technischer und wissenschaftlicher Hinsicht außerordentlich erfolgreich gelten. Sie knüpft damit an die größten historischen Erfolge der NASA an und steht in einer Reihe mit den bemannten Mondlandungen, den Pioneer-, Voyager- und Viking-Sonden und stellt damit eine technische Höchstleistung dar. Es ist zum ersten Mal der Nachweis direkt vor Ort gelungen, dass auch auf anderen Planeten flüssige Wasservorkommen und damit die Voraussetzungen für die mögliche Entstehung von Leben existieren oder existiert haben. Es ist das erste Mal, dass Sedimentgesteine eines fremden Planeten untersucht werden konnten. Es ist das erste Mal, dass Datenmaterial aus der Erkundung eines fremden Himmelskörpers über das Internet annähernd in Echtzeit öffentlich zugänglich gemacht wurde, noch bevor die Projektbeteiligten selbst es auswerten können. Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Bounce Rock, einem Stein, der von Opportunity bei der Landung beinahe getroffen worden wäre, zeigen eine starke Ähnlichkeit zu den Shergottiten, einer Untergruppe der so genannten Marsmeteoriten. Dies ist ein weiteres starkes Indiz dafür, dass die Marsmeteorite auch wirklich vom Mars herstammen.

Siehe auch

Quellenangaben

  1. NASA: [1], 24. Februar 2010.
  2. NASA: NASA's Mars Rover to Head Toward Bigger Crater, 22. September 2008.
  3. R. Rieder, R. Gellert, R. C. Anderson, J. Brückner, B. C. Clark, G. Dreibus, T. Economou, G. Klingelhöfer, G. W. Lugmair, D. W. Ming, S. W. Squyres, C. d'Uston, H. Wänke, A. Yen, J. Zipfel: Chemistry of Rocks and Soils at Meridiani Planum from the Alpha Particle X-ray Spectrometer. Science, 3. Dezember 2004, abgerufen am 7. Februar 2010.
  4. Jim Bell: Postkarten vom Mars: Der erste Fotograf auf dem Roten Planeten. 1. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, 2007, ISBN 3827419697, S. 10–18.
  5. Grotzinger, et al.: Stratigraphy and sedimentology of a dry to wet eolian depositional system, Burns formation, Meridiani Planum, Mars. In: Earth and Planetary Science Letters. 240, Nr. 1 doi=10.1016/j.epsl.2005.09.039, 2005.
  6. NASA: Bedrock in Mars' Gusev Crater Hints at Watery Past, 18. August 2004.
  7. Overview of Recent Results From the Opportunity Rover at Victoria Crater
  8. NASA: Mars Exploration Rover Status Report Concern Increasing About Opportunity, 31. Juli 2007.
  9. NASA: Oblique View of Victoria Crater, 8. November 2009.
  10. View of 'Cape Verde' from 'Cape St. Mary' in Late Morning, NASA (Stiched Panorama, link auf High resolution 808 kB)
  11. NASA: [2], 19. Mai 2010.
  12. http://marsrover.nasa.gov/newsroom/pressreleases/20100728a.html
  13. Meteoritical Bulletin Database. Meteoritical Society, 10. Oktober 2005, abgerufen am 25. Januar 2010.
  14. C. Schröder, J. W. Ashley, M. G. Chapman et al.: Mars Exploration Rover Parachute Decelerator System Program Overview. 40th Lunar and Planetary Science Conference (2009), abgerufen am 19. September 2008.
  15. Guy Webster, Dwayne Brown: Meteorite Found on Mars Yields Clues About Planet's Past. NASA, JPL, abgerufen am 25. Januar 2010.
  16. Sample from Deep in Martian Crust: 'Marquette Island'. NASA/JPL-Caltech/Cornell, abgerufen am 25. Januar 2010.
  17. KETEK-Homepage

Weblinks

 Commons: Mars Exploration Rovers – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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  • opportunity — [n] lucky chance; favorable circumstances befalling, break*, connection, contingency, convenience, cut*, event, excuse, fair shake*, fighting chance*, fitness, fling*, fortuity, freedom, go*, good fortune, good luck, happening, hope, hour, iron… …   New thesaurus