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All die Anstrengungen der letzten neun Monate, Rover Spirit aus der Sandfalle zu befreien, sind gescheitert. Der nächste Winter kommt in drei Monaten und Rover Spirit ist mit seinen Solarzellen falsch positioniert. Deshalb hat die NASA in Zusammenarbeit mit dem Rover-Projekt beschlossen, dass die Versuche, aus der Falle herauszufahren, eingestellt werden und die verbleibende Energie benutzt wird, Spirit so zu positionieren, dass er den Winter überlebt. Damit wird der einst mobile Rover zu einer stationären Plattform.

© NASA/JPL-Caltech/Cornell Hohe Auflösung (380 KB)

Abbildung 1: Spirits Blick nach Süden auf die leichte Vertiefung, ein verfüllter alter Krater, genannt „Scamander“, an dessen Rand sich ein Ensemble von Steinen befindet, als „Rock Garden“ bezeichnet. Ein paar Tage nach dieser Aufnahme blieb Spirit rechts von „Rock Garden“ stecken. Die Räder brachen durch die dunkle Kruste in helles, loses, sandiges Material (siehe Abbildung 2). Bei weiteren Fahrversuchen grub sich Spirit immer tiefer ein. Das Unglück konnte nicht vermieden werden, da die Sandfalle nicht erkennbar war. Im Vordergrund sind Spirits Solarpanele zu sehen. Der rundliche Stab mit dem Knauf ist eine Sonnenuhr, die für die Farbkalibrierung der Panoramakamera mit einer Farbtafel (quadratische Fläche) erweitert wurde. Das Bild wurde mit der Navigationskamera an Sol 1870 aufgenommen.

 
„Spirit ist nicht tot; er hat gerade eine andere Phase in seinem langen Leben begonnen“, sagt Doug McCuistion, Direktor des Mars-Erkundungsprogramms am NASA-Hauptquartier in Washington, DC, USA. „Letztes Jahr sagten wir der Welt, dass die Versuche, den geliebten Rover frei zu bekommen, nicht erfolgreich sein könnten. Es schaut nun so aus, dass die jetzige Position von Spirit seine letzte sein wird.“

Vor zehn Monaten fuhr Spirit neben der westlichen Kante eines niedrigen Plateaus, genannt „Home Plate“. Dort gruben sich seine Räder durch eine verkrustete Oberfläche in sehr feines, loses, sandiges Material hinein, das unter der Kruste verborgen war.

© NASA/JPL-Caltech/Cornell Hohe Auflösung (1,6 MB)

Abbildung 2: Das lose, helle, sandige Material, in dem Spirit stecken blieb und das „Troy“ genannt wird, zeigt eine große Farbvariation von der dunklen Kruste bis hin zu fast weißen Stellen. Die Farben wurden etwas verstärkt, um die Unterschiede deutlicher zu machen. Die zwei Steine oben rechts im Bild sind 10 Zentimeter lang und 2 bis 3 Zentimeter breit. Das Bild wurde mit der Panoramakamera an Sol 1892 (29. April 2009) aufgenommen.

 
Nachdem Spirit eingesunken war, plante das Rover-Team, das sechsrädrige Fahrzeug mit seinen noch funktionierenden fünf Rädern zu befreien. Das sechste Rad hatte schon 2006 aufgehört sich zu drehen und behinderte dadurch Spirits Mobilität.

Die Vorbereitungen schlossen Versuche auf der Erde mit einem Testrover ein, der in einem großen Sandkasten in NASAs Jet Propulsion Laboratory betrieben wurde. Der Sandkasten enthielt ein loses Gemisch, das so fein war, dass auch dieser Rover Schwierigkeiten hatte, sich aus der künstlichen Falle zu befreien. Durch viele Versuche wollte man ermitteln, wie der Rover am besten aus solch einer Falle herausfahren kann.

© NASA/JPL-Caltech	Hohe Auflösung (3 MB)

Abbildung 3: Mitglieder des Rover-Teams führen im Rahmen der „Free Spirit  Kampagne“ Fahrtests durch. Der Testrover muss bei diesem Versuch in losem Material bergauf fahren. Die Tests finden in einem Kasten statt, der mit einer speziellen Mischung aus verschiedenen, sehr feinen Materialien gefüllt ist, um die Eigenschaften des losen Sands, genannt „Troy“, auf dem Mars zu imitieren. Eine Vielzahl von verschiedenen Manövern wurde durchgespielt, um eine Strategie für die Befreiung von Rover Spirit zu finden. Das Bild wurde im Juli 2009 am NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, aufgenommen.

 
Im November blockierte nun ein zweites Rad von Spirit, was die Situation noch schwieriger machte. Die Versuche, mit den verbleibenden vier Rädern ganz langsam aus dem sandigen Material herauszufahren, scheiterten. Spirits Räder drehten sich zwar, aber er bewegte sich kaum und grub sich nur noch tiefer in den Sand hinein. Es gab einfach kein Entrinnen aus der Falle.

© NASA/JPL-Caltech/Cornell

Abbildung 4: Spirits Blick nach Norden auf seine eingesunkenen Vorderräder. Dieses Sandbett wurde „Troy (Troja)“ genannt, ohne zu ahnen, dass es einmal ein Ort der Niederlage sein sollte. Links ist der Schatten des Instrumentenarms zu sehen. Die hier in hoher Auflösung (3 MB) gezeigte Reihe von Weitwinkel-Aufnahmen veranschaulicht den letzten Versuch, der Sandfalle zu entrinnen. Die Bilder stammen von der Frontkamera, aufgenommen an den Sols 2145 bis 2154.

 
Der kommende Winter auf der Südhalbkugel des Mars erfordert nun einen Wechsel der Strategie. Der mittlerweile in die Jahre gekommene, altehrwürdige Rover Spirit hat jetzt als wichtigste Aufgabe, sich in der Sandfalle, die ja ein verfüllter Krater ist, so zu positionieren, dass er den harten Marswinter überleben kann.

Die solare Energie fällt stetig, da die Sonne immer mehr nach Norden sinkt. Es wird erwartet, dass schon Mitte Februar nicht mehr genügend Energie für das Drehen der Räder zur Verfügung steht. Deshalb versucht das Rover-Team, die verbleibende Energie dafür zu nutzen, den Rover in eine nördliche Schräglage zu bringen. Spirit ist gegenwärtig nach Süden geneigt. Den Winter über bleibt die Sonne im nördlichen Himmel. Deshalb würde jede Verringerung der südlichen Neigung eine Verbesserung der Einstrahlung auf die Solarzellen bedeuten.

„Durch den Winter zu kommen, heißt gegen zu niedrige Temperaturen bei der Elektronik und den Batterien zu kämpfen“, sagt John Callas, Projektmanager am JPL für die beiden Rover. „Jedes bisschen Energie, produziert von Spirits Solarzellen, wird benutzt werden, um die kritische Elektronik warm zu halten, entweder durch das Betreiben der Elektronik (d.h. Eigenwärme zu produzieren) oder durch das Einschalten von lebenswichtigen Heizelementen.“

Selbst im stationären Zustand wird Spirit weiterhin wissenschaftliche Forschung durchführen können.

„Es gibt Forschungsbereiche, die wir nur mit einem stationären Fahrzeug durchführen können und die wir während der Jahre des Fahrens aufschieben mussten“, sagt Steve Squyres, Forscher an der Cornell-Universität in Ithaca, New York State, USA, und wissenschaftlicher Leiter von Opportunity und Spirit. „Keine Mobilität heißt nicht, die Mission endet abrupt. Stattdessen werden wir zu stationärer Wissenschaft übergehen.“

Stationäre Forschung schließt das Studium von Veränderungen auf der Oberfläche ein, das mit den Instrumenten am robotischen Arm durchgeführt werden kann. Die Kameras können benutzt werden, um Staub zu beobachten, die Bewegung von Sandkörnern oder die Veränderungen der Atmosphäre. Das wären wichtige Beträge zur Erforschung des Wetters auf dem Mars.

Ein außergewöhnliches, stationäres Experiment ist die Vermessung von winzigen Taumelbewegungen in der Rotation des Mars. Dies würde Einsicht in den Zustand des Planetenkerns bringen. Jedoch erfordert das ein monatelanges Verfolgen einer Radio-Boje auf der Oberfläche des Mars. Der Rover kann die Rolle einer solchen Boje übernehmen, um die Langzeit-Bewegung des Mars mit einer Genauigkeit von ein paar Zentimetern zu messen.

„Wenn die letzte wissenschaftliche Errungenschaft von Spirit eine Bestimmung des Zustands des Marskerns wäre (ist der Kern flüssig oder fest),  wäre das Ergebnis einfach wunderbar – es ist so anders als das andere Wissen, das wir von Spirit bekommen haben“, sagt Squyres.

Text basiert auf einer NASA Pressemitteilung vom 26. Januar 2010.