Mars Science Laboratory

Mars Science Laboratory

De Mars Science Laboratory (kuerz MSL) ass eng NASA-Missioun, déi de Mars erfuersche soll, fir erauszefannen ob a wéi wäit en als Biosphär kéint benotzt ginn. Dofir gouf um Mars e Rover mam Numm Curiosity (engl. fir Virwëtz) ausgesat, dee praktesch autonom schaffe kann. En ass mat zéng Instrumenter ekipéiert, fir ë. a. Gestengs, Atmosphär a Stralung z'analyséieren. Nieft Spektrographe kommen och Kameraen a meteorologesch Instrumenter zum Asaz. D'Donnéeë ginn op d'Äerd gefunkt. De Curiosity huet eng Mass vu knapps 900 kg an d'Gréisst vun engem klengen Auto; et ass dee bis ewell gréissten Objet, deen d'Mënschen op der Marsuewerfläch ausgesat hunn.

D'Technik gouf op Basis vun den Erfarunge mat de béide Mars-Roveren entwéckelt an huet an alle Beräicher däitlech méi Leeschtung. Zousätzlech gouf et nach e puer Innovatiounen, besonnesch am Beräich vum Landesystem (preziist, geziilt Opsetzen amplaz vun enger ongeneeër Airbag-Opschlaglandung). Donieft krut de Curiosity bei der Energieversuergung Radionuklidbatterien amplaz vu wiederofhängege Solarzellen.

De 26. November 2011 um 15:02 UTC war d'Sond u Bord vun enger Atlas V(541) vun der Cape Canaveral Air Force Station aus gestart,^[1] d'Landung war de 6. August 2012 ëm 05:31 UTC.

De 27. Mee 2009 gouf den offiziellen Numm vum Rover bekanntgemaach: "Curiosity". En ëffentleche Concours fir den Numm war ausgeschriwwe ginn, deen d'Clara Ma, e Meedchen aus dem sechste Schouljoer, mat dësem Nummvirschlag gewonnen hat. Den 22. Juni 2011 huet de Mars Science Laboratory no verschiddenen Tester d'Wierkshale vum JPL a Kalifornien verlooss a gouf op de Kennedy Space Center geflunn, wou déi lescht Virbereedunge fir de Start an d'Integratioun mat der Atlas V Drorakéit gemaach goufen.

Den 22. Juli 2011 gouf no fënnef Joer Sich bekannt, datt d'Landeplaz um Mars de Krater Gale soll sinn.

D'Haaptzil vum "Curiosity" ass et, z'ënnersichen, ob de Mars aktuell an der Lag ass, resp. an der Vergaangenheet war, Liewen opzehuelen. Doraus leede sech aacht konkreet wëssenschaftlech Aufgaben of:

• d'Erfaassung vun der Zesummesetzung an d'Unheefung vu kuelestoffhaltegen organesche Verbindungen
• d'quantitativ Miessung vun de Grondbausteng vum Liewen (Waasserstoff, Stéckstoff, Sauerstoff, Kuelestoff, Phosphor an Schwiefel)
• d'Sich no Strukturen, déi op biologesch Prozesser hindeiten
• d'Analys vun der Marsuewerfläch no hirer mineralogescher, cheemescher an Isotopen-Zesummesetzung
• d'Erfuersche vun de Prozesser, déi de Buedem an d'Fielse geschaf a beaflosst hunn
• d'Feststelle vun der aktueller Verdeelung an dem Zoustand vum Waasser a Kuelendioxid
• d'Analys vun der Atmosphären-Evolutioun iwwer en Zäitraum vu 4 Milliarde Joer
• d'Erfaassung vum Stralungsniveau a -spektrum op der Marsuewerfläch
• d'Demonstratioun vu Laangstreckefortbeweegung (5–20 km) um Mars
• d'Prezisiounslandung an engem Zilkrees vun 20 km Duerchmiesser
• d'Validéierung vun der Méiglechkeet, e schwéieren a grousse Rover um Mars ze landen (wichteg fir eng spéider Mars-Sample-Return-Missioun)

Follgend Explosiounszeechnung illustréiert den Opbau vum Mars Science Laboratory a bitt e kuerzen Iwwerbléck iwwer d'Funktioune vun den eenzele Komponenten.

Marschfluch- Modul		Dee Modul steiert de Mars Science Laboratory wärend dem Fluch vun der Äerd op de Mars. Ausserdeem enthält en Deeler fir d'Kommunikatioun a fir d'Reegelung vun der Temperatur. Virum Antrëtt an d'Marsatmosphär gëtt de Modul vun der Kapsel ofgetrennt.
Kapsel		An der Kapsel ass d'Ofstigstuf. D'Kapsel huet déi, an de Rover virun den Aflëss vum oppene Weltraum an de Belaaschtunge wärend dem Antrëtt an d'Marsatmosphär geschützt. Am ieweschten Deel war e Behälter fir de Fallschierm, deen den Ofstig vun der Kapsel bremse sollt. Un der Fallschiermhalterung waren ausserdeem verschidden Antenne fir d'Kommunikatioun ubruecht.
Ofstigstuf		Nodeem d'Hëtzschëld an d'Kapsel hir Aufgab erfëllt haten, sinn s'ofgetrennt ginn an hunn d'Ofstigstuf fräi ginn. Déi huet fir eng mëll a prezis Landung vum Rover op der Marsobuewerfläch gesuergt, wat duerch den Asaz vun engem Radar a vun individuelle Steierdreifwierker erreecht gouf. An der Stuf waren och wichteg Komponente fir d'Kommunikatioun wärend dem Marschfluch dran.
Rover "Curiosity"		De Rover "Curiosity" ass d'Kärstéck vun der Missioun an dréit all wëssenschaftlech Instrumenter a wichteg Kommunikatiounssystemer. Wärend dem Transport war d'Gefier zesummegeklappt, fir Plaz ze spueren.
Hëtzschëld		D'Hëtzschëld huet déi aner Komponente virun den extreem héijen Temperature beim Antrëtt an d'Marsatmosphär geschützt.

---

De ganze System

Zesummegesat ergëtt sech déi 3,4 Tonne schwéier, fluchbereet Konstruktioun wéi um Bild gewisen. D'Ofstigstuf an de Rover sinn an der Kapsel, op där nees de Marschfluch-Modul montéiert ass.

Dëst Bild weist en Iwwerbléck iwwer de Kommunikatiounssystem vum Mars Science Laboratory. D'Graphik ass eng sensitiv Graphik, ee Klick op de Baudeel féiert op den entspriechenden Artikel. Eng Kuerzinformatioun gëtt ageblent, wann d'Maus eng kuerz Zäit iwwer dem Objet ass.

De Mars Science Laboratory gouf u Bord vun enger Atlas V(541) mat enger "Centaur"-Uewerstuf de 26. November 2011 um 15:02 UTC gestart.^[1] Heibäi hat et sech ëm deen éischte Start vun dëser Atlas-Variant gehandelt. Als Startplaz hat d'Cape Canaveral AFS Launch Complex 41 gedéngt. Wärend dem Fluch mat der "Centaur" koum et zu onerwart villen Ausfäll bei der Telemetrie, wat sech awer net negativ op de Missiounsverlaf ausgewierkt hat: D'Oftrennung vum MSL war 44 Minutten nom Start exakt wéi virgesinn.^[2]

Den 1. Dezember 2011 gouf d'JPL bekannt, datt e geplangt Bunnmanöver net den 10. Dezember, mä ronn zwou Woche méi spéit gemaach gëtt. Grond dofir war den onerwaart geneeën Aschoss vun der Centaur-Uewerstuf d'Mars-Transferbunn. Zwéin Deeg virdru gouf et Problemer am Navigatiounssystem, soudatt sech d'Sond an de Sécherheetsmodus versat hat. De Grond war e Feeler an der Software, déi fir d'Identifizéierung vu Stären an de Biller vum Stäresensor zoustänneg ass. Dofir gouf d'Lagreegelung zäitwäis nëmmen iwwer déi béid Sonnesensore gemaach, wärend d'Ingenieuren un enger Léisung vum Problem geschafft hunn. D'Sond konnt kuerz drop mat Ausnam vun dësem System nees an den normale Betribmodus zeréckversat ginn. E wéineg méi spéit hat d'RAD-Instrument ugefaange fir d'Donneeën iwwer d'Stralungsbelaaschtung wärend dem Marschfluch ze sammelen. Déi Miessunge solle virun allem beim Lande vu bemannte Missioune benotzt ginn. Den 13. Juli gouf d'Instrument nees ausgeschalt a fir de Betrib op der Marsuewerfläch konfiguréiert. Éischt Auswäertungen haten eng géintiwwer der ISS däitlech méi héich Stralebelaaschtung erginn, haaptsächlech duerch kosmesch Stralung a manner duerch Emissioune vun der Sonn.

Den 9. Februar 2012 hat de JPL bekannt ginn, datt d'Computerproblemer am Navigatiounssystem behuewe goufen. E Feeler an der Software vum Speichermanagement hat ënner bestëmmte Bedéngungen zu Feeler beim Zougrëff op de Befeelscache vum Prozesser gefouert. Doduerch goungen e puer Kommandoe verluer, wourophin d'Sond sech an de séchere Modus versat hat. Mat enger iwwerschaffter Software, déi an engem Behandlungsmodus ofgespillt gouf, konnt dee Feeler schliisslech komplett behuewe ginn.

Fir déi wëssenschaftlech Aarbecht méi séier ofzeschléissen, hat d'NASA am Juni 2012 dat ugepeilt Landegebitt vun 20 × 25 km op 7 × 20 km verklengert. Déi Ännerung, erméiglecht mat neie Simulatiounen an Ofschätzunge vun der Prezisioun vum Landesystem, eng reduzéiert Fuerzäit vum Rover bis an d'Haaptfuerschungsgebitt ëm en ettlech Méint.

Den 31. Juli 2012 gouf mat Hëllef vum Rover Opportunity gepréift, ob e Signal vum Curiosity och direkt vun der Äerd aus empfänke ka ginn.^[3] Duerno gouf den Opportunity fir 9 Deeg am viraus programmàiert an dann „geparkt“, fir d'Funknetzwierk an d'Orbiter vu Kommunikatioun mat Opportunity méiglechst fräi ze hale fir déi zäitkritesch Kommunikatioun mat Curiosity wärend senger Landung. Nodeem Curiosity de 6. August gelant war, hat Opportunity seng Faart den 12. August fortgesat.^[4]

D'Signal vun der Buedemberéierung vum Rover gouf de 6. August 2012 um 5:31:45.4 UTC empfaangen an déi erfollegräich Landung mat Antreffe vum éischte Bild um 5:35 Auer bestätegt. D'Landeplaz läit ronn 2 km vun der ugestrieftem Landeellipszentrum ewech. D'Signallafzäit hat zum Zäitpunkt vun der Landung 13:48 Minutte fir déi zu dësem Zäitpunkt gutt 248 Mio. Kilometer vum Mars zu der Äerd ausgemaach.^[5]

Als Landeregioun gouf no enger fënnefjäreger Beurrdeelungsphas de Gale-Krater (aus iwwer 100 Ziler) ausgewielt. Et hat een sech fir dëse Krater entscheet, well säi Buedem ganz déif läit. Hei hu sech vill Schichte mat verschiddenem Material ofgelagert, dorënner och Tounmineralen a Sulfaten, déi ënner dem Afloss vu Waasser entstinn. Dës Schichte kéinten ënner anerem ëmfaassend Erkenntnesser iwwer d'Geschicht vum Klima a vun der Atmosphär liwweren.

Lëscht mat de wichtegsten Etappe vun der Landephas. D'Zäitdonneeën (an UTC) bezéie sech op déi lokal Zäit um Mars.

1. 05:00:45, 1609 km Héicht: Oftrennung vum Marschfluch-Modul
2. 1440 km: Ofworf vun de Kontrollgewiichter zu der Ausriichtung fir den Antrëtt an d'Atmosphär
3. 05:10:45, 127 km: Antrëtt an déi iewescht Atmosphär
4. 29 km: Maximal Erwiermung vum Hëtzschëld
5. 23 km: Maximal Ofbremsung vun der Kapsel
6. 05:15:05, 11 km: Entfalung vum Fallschierm
7. 05:15:25, 9,8 km: Oftrennung vum Hëtzschëld
8. 7,6 km: Aktivéierung vum Landeradar
9. 1,6 km: Oftrennung vun der Kapsel an dem Fallschierm
10. 1,3 km: Aktivéierung vun de Bremsdreifwierker vun der Ofstigstuf
11. 20 m: Ofseele vum Curiosity
12. 05:17:39, 6 m: Ausklappe vum Rover-Fuerwierk
13. 05:17:57, 0 m: Buedemkontakt vum Rover
14. Oftrennung vun de Seeler an Ewechfluch vun der Ofstigstuf

No der Landung huet d'Primärmissioun vum Curiosity mat der Iwwerpréiwung vun den Instrumenter an dem Rover ugefaangen. D'Abetribhuele vum Gefier an den Instrumenter bis den 22. August op der Landeplaz war bis op ee Wandsensor erfollegräich. Um 400 Meter laange Wee bei dat éischt Zil de "Glenelg" konnt och d'Material getest ginn.^[7]. D'Primärmissioun soll op d'mannst ee Marsjoer daueren.

Portal Astronomie

Commons: Mars Science Laboratory – Biller, Videoen oder Audiodateien

• Websäit vun der Missioun vum JPL
• Offiziellt Portal fir wëssenschaftlech Informatiounen
• Jet Propulsion Laboratory: Curiosity Live Cam
• Youtube: Mars Science Laboratory Curiosity Rover Animation

1. ↑ ^{1,0 1,1} YouTube: Mars Science Laboratory Launch
2. ↑ NASA TV live
3. ↑ „Opportunity Updates - sols 3023-3029, July 25, 2012 - August 01, 2012: Opportunity Prepares for Curiosity's Arrival!“ auf nasa.gov (englesch), ofgeruff den 12. August 2012
4. ↑ „Opportunity Updates - sols 3036-3042, August 08-14, 2012: Opportunity is on the Move Again!“ auf nasa.gov (englesch), ofgeruff den 20. August 2012
5. ↑ Abstand Mars-Erde am 6. August 2012 um 5:31am UTC berechnet von wolframalpha.com: 1,659 AU, opgeruff den 22. August 2012. D'Ëmrechnung a Liichtminutten ergëtt ronn 13,79 resp. 13:48
6. ↑ NASAtelevision: Challenges of Getting to Mars: Curiosity's Seven Minutes of Terror (HD)
7. ↑ NASA Curiosity News Briefing Aug. 22 (Video 54 min)