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23. Januar 2014:
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© NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ./Arizona State Univ. |
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Abbildung 1: Ein Selbstportrait des Mars Exploration Rover Opportunity vom 6. Januar 2014, aufgenommen mit der Panorama-Kamera. Die kippbare Kamera ist am oberen Ende des Mastes befestigt, der nicht zu sehen ist (schwarze sternförmige Aussparung). So kann sie von oben auf das Deck des Rovers und seine Solarpanele blicken. Es befindet sich relativ viel Staub auf dem Deck, das eine ähnliche Farbe hat wie der am Bildrand zu sehende Marsboden: Der Rover scheint sich gut getarnt zu haben.
In der Ausgabe vom 24. Januar des Magazins „Science“ beschrieb der stellvertretende wissenschaftliche Leiter der Mission Ray Arvidson, Professor an der Washington-Universität in St. Louis, Missouri, USA, die neuen Entdeckungen, die von dem Rover gemacht wurden. Sie verändern unser Wissen von dem Roten Planeten, was laut Arvidson und seinem Team ein Meilenstein bedeutet.
„Diese Steine sind älter als irgendwelche, die wir bisher im Laufe der Mission untersucht haben, und sie zeigen bessere Bedingungen für mikrobielles Leben als jene Steine, die früher von Opportunity untersucht worden waren“, sagte Arvidson.
Während das Opportunity-Team den zehnten Mars-Jahrestag des Rovers feiert, ist es gespannt auf die Entdeckungen, die noch vor ihm liegen. Ein besseres Verständnis der Oberfläche des Mars wird eine gute Basis für die lang gehegten Pläne einer bemannten Mission zum Planeten in den 2030-er Jahren sein.
Opportunity’s ursprüngliche Mission sollte nur drei Monate dauern. Am Tag seines zehnten Jahrestags auf dem Roten Planeten untersucht Opportunity gerade den Rand des großen Kraters Endeavour. Bis dorthin war der Rover sage und schreibe 38,7 Kilometer seit seiner Landung gefahren; die ursprüngliche Vorgabe der NASA war eine Fahrtleistung von 1 Kilometer.
Um neue interessante Steine zu finden, steuerte das Rover-Team, ansässig am NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, Opportunity in einer großen Schleife am Rand von Krater Endeavour (Abbildung 2). Der Boden wurde mit den Rover-Instrumenten nach erfolgversprechenden Gesteinen abgescannt. Das untersuchte Gebiet ist nach einem prominenten, verstorbenen Rover-Ingenieur „Matijevic-Hügel“ benannt (Abbildung 3). Die langwierige Suche wurde an Hand einer Mineralien-Karte durchgeführt, die von einem Spektrometer stammte, das sich im Orbit des Mars befindet. Es handelt sich um CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars), ein kompaktes bildgebendes Spektrometer für die Erkennung von Mineralien auf der Marsoberfläche an Bord des NASA Reconnaissance Orbiters (MRO). Dieser Orbiter erreichte 2006 seine Marsumlaufbahn, lange nach dem erwarteten Ende von Opportunity’s ursprünglicher Mission, und kann so aus dem Orbit dem Rover bei seinen Erkundungen helfen.
Beginnend in 2010 entdeckte das erwähnte Instrument für Mineralien-Kartierung (CRISM) Hinweise auf Tonminerale am Matijevic-Hügel. Diese Tonminerale sind eisenreiche Smektite. Das Opportunity-Team setzte sich das Ziel, dieses Mineral in seinem natürlichen Kontext zu erkunden: wo wird es gefunden, wie ist sein Vorkommen in Bezug auf andere Minerale und die geologische Schichtung dieser Gegend (Abbildungen 4 und 5). Dies ist eine nützliche Methode, um mehr Information über die einstige Umwelt zu erhalten, in der sich die Tonminerale bildeten.
Forscher glauben, dass die damalige feuchte Umwelt eine geologische Schicht erzeugte, in der die eisenreichen Smektite entstanden sind. Dies geschah vor der Bildung der (schwefelhaltigen) geologischen Schicht, in der sich Opportunity bisher bewegt hatte. Durch den Einschlag, der den Endeavour-Krater bildete, wurde teilweise diese frühere (schwefelarme) Schicht freigelegt, die durch das milde und feuchte Klima vor etwa vier Milliarden Jahren entstanden war.
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Abbildung 2: Eine Region, bekannt als „Cape York”, gelegen am westlich Rand des Kraters Endeavour, wo der Rover Opportunity seit den letzten 20 Monaten arbeitete, ist in diesen Bildern gezeigt. Die linke obere Einfügung ist Teil eines Bildes, das von der hochauflösenden Kamera (HiRISE) des NASA Mars Reconnaissance Orbiters (MRO) aufgenommen wurde. Die schwarze Umrandung zeigt den „Matijevic-Hügel“, der im zentralen Bilde vergrößert dargestellt ist. Darin sind die Routen in Weiß gezeigt, die Opportunity gefahren ist, um die Geologie der Region zu erkunden. Die Einfügung links unten zeigt Teile eines Bildes, das vom Spektrometer CRISM des Orbiters MRO aufgenommen wurde. Der rote Fleck markiert das Gebiet, in dem die CRISM-Spektren Merkmale aufweisen, die für ein Vorkommen von eisenreichen Tonmineralien, wie Smektiten, charakteristisch sind.
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© NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State Univ. |
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Abbildung 3: Ein Panorama-Mosaik zeigt den „Matijevic-Hügel“, aufgenommen mit der Farbkamera Pancam von Rover Opportunity. Dieses Bild ist in Falschfarben wiedergegeben, um die geologischen Details besser darstellen zu können. Dieser Hügel ist Teil einer Formation, die „Cape York“ heißt und am Rand des Kraters Endeavour liegt (vgl. Abb. 2). Einige der Aufschlüsse, die der Rover untersucht hat, sind beschriftet. Die Probenstelle „Esperance“ ist in der nächsten Abbildung im Detail zu sehen. Der Begriff Brekzie (englisch breccia) bedeutet, dass das Gestein aus Gesteinstrümmern besteht, die durch eine feinkörnige Grundmasse verkittet sind. Die hier vorhandenen Brekzien sind vermutlich durch den Einschlag entstanden, der den Krater ausgehoben hat. Die einzelnen Bilder des Mosaiks sind zwischen dem 19. November und 3. Dezember 2012 aufgenommen worden.
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Abbildung 4: Diese Falschfarben-Ansicht wurde mit der Farbkamera Pancam von Rover Opportunity am 3230-ten Marstag (Sol) der Rover-Mission aufgenommen (23. Februar 2013). Die Stelle „Esperance6“ wurde gründlich vom Schleifgerät RAT (Rock Abrasion Tool) für Untersuchungen angeschliffen. Esperance ist Teil der Matijevic-Formation, gelegen auf dem Matijevic-Hügel, der sich am Rand von Krater Endeavour befindet. Das Bild zeigt einen 70 Zentimeter breiten Ausschnitt.
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© NASA/JPL-Caltech/Washington Univ. in St. Louis |
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Abbildung 5: Eine Dreiecksdarstellung von Mineralgehalten verschiedener Marsproben und Mineralien. Die Marsproben Nr. 4, 5 und 6 stammen von der Stelle „Esperance“ (Abb. 4). Ein wichtiges Mineral dieser Stelle ist Montmorillonit, ein Tonmineral, das viel Aluminium enthält (grünes Feld). Dieser Dreiecksplot, gerne genutzt von planetaren Geologen, zeigt die Zusammensetzung dreier Minerale in einer Probe: z.B. der Gehalt an Aluminiumoxid, Calciumoxid und Eisenoxid (wenn eine Probe in einer Ecke des Plots liegt, dann besteht sie zu 100 Prozent aus diesem Mineral der Ecke). Die Probe Esperance6 befindet sich in einer Bruchstelle, die sich durch die Matijevic-Formation (vgl. Abb. 2) zieht. Die gemessenen Esperance-Proben (Nr. 4, 5 und 6) sind nahe bei dem grünen Feld, das die Variation der Montmorillonite zeigt. Dieser Fund von Tonmineralien auf dem Mars deutet darauf hin, dass einst größere Mengen von Grundwasser durch die Bruchstelle geflossen sind und dass dieses Wasser nur leicht sauer oder gar neutral war. Solche Bedingungen sind vorteilhaft für frühes Leben auf einem Planeten.
„Je mehr wir den Mars erforschen, desto interessanter wird er. Die jüngsten Ergebnisse präsentieren noch eine andere Art von Geschenk, das just mit Opportunity’s zehntem Jahrestag auf dem Mars zusammenfällt“, sagte Michael Meyer, leitendender Wissenschaftler des NASA Mars Erkundungsprogramms. „Wir finden mehr und mehr Plätze, wo Mars seine wärmere und feuchtere Phase seiner frühen Geschichte enthüllt. Dies gibt uns einen noch größeren Ansporn, weiterhin nach Hinweisen für frühes Leben auf dem Mars zu suchen.“
Opportunity hat keine Veränderung seiner Gesundheit im letzten Jahr gezeigt. Das Fahrzeug bleibt ein fähiger „Forschungspartner“ für das Team der Wissenschaftler und Ingenieure, die die täglichen Aktivitäten planen, die vom Rover dann auf dem Mars ausgeführt werden.
„Diese Woche schauen wir auf das Vermächtnis von Opportunity’s erster Dekade, aber da sind noch mehr gute Entdeckungen vor uns“, sagte der wissenschaftliche Leiter der Mission Steve Squyres, Professor an der Cornell Universität in Ithaka, Staat New York, USA. „Wir sind gerade dabei, einen Stein direkt vor unserem Rover zu untersuchen, der anders ist als alles, was wir bisher gesehen haben. Mars ist immer wieder für Überraschungen gut, wie schon in der ersten Woche der Rover-Mission.“
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Abbildung 6: Eine Karte der gesamten Fahrstrecke von Rover Opportunity während seiner ersten Dekade auf dem Mars. Opportunity landete im Eagle Krater (links oben) am 25. Januar 2004 (Greenwich Zeit). Die goldene Linie zeigt Opportunity’s Strecke mit Besuchen der Krater Endurance und Victoria bis zum westlichen Rand vom großen Krater Endeavour (Durchmesser 22 Kilometer), wo er sich in seinem zehnten Erd-Jahr befindet. In dieser Zeit hat Opportunity fast 40 Kilometer zurückgelegt. In der Tat hat der Rover die 40-km Marke am 3728-ten Sol gebrochen (20. Juli 2014). Die Karte zeigt Oberflächen-Strukturen einer Region, die Meridiani Planum heißt und sich in Äquatornähe befindet. Die Landestelle war ursprünglich ausgewählt worden, weil aus dem Orbit Vorkommen des Minerals Hämatit entdeckt worden waren, was auf alte Vorkommen von Wasser hindeutete. Das Mineral Hämatit und viele andere Hinweise auf Wasser sind dann tatsächlich vom Rover gefunden worden. Seine neueste Entdeckung in dieser Hinsicht sind Tonminerale.
Johannes Brückner
Text basiert auf einer NASA Pressemitteilung vom 23. Januar 2014.