Curiosity ist bereit für die ersten Probenentnahmen

Der Marsrover Curiosity bereitet sich gegenwärtig darauf vor, erstmals mittels einer kleinen Baggerschaufel Bodenproben von der Marsoberfläche zu entnehmen und diese Proben anschließend zwei im Inneren des Rovers befindlichen Analysegeräten für eingehendere Untersuchungen zuzuführen.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL.

„Wir haben jetzt eine wichtige Missionsphase erreicht, während der wir innerhalb von etwa zwei Wochen den Analysegeräten die ersten Bodenproben zuführen werden“, so Michael Watkins, der Missionsmanager der Curiosity-Mission vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena/Kalifornien. „Curiosity hat bisher ohne jegliche Probleme operiert, so dass wir in den ersten zwei Monaten der Mission bereits beachtliche Fortschritte erzielen konnten.“

Der von der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA betriebene Marsrover Curiosity ist am 6. August 2012 auf dem Mars gelandet und hat sich in den folgenden Wochen im Rahmen mehrerer Etappen zu einer auf den Namen „Glenelg“ getauften Region begeben. Dieser erste Abschnitt der Mission wurde hauptsächlich dazu genutzt, um die verschiedenen Instrumente des Rovers zu kalibrieren und auf den eigentlichen wissenschaftlichen Einsatz vorzubereiten. Die bisher letzte Fahrt des Rovers erfolgte dabei am 2. Oktober, dem Sol 56 der Mission.

Mit dieser Fahrt, welche über eine Entfernung von lediglich sechs Metern führte, erreichte Curiosity ein kleines, etwa 2,5 x 5 Meter durchmessendes Feld aus lockerem Sand und Staubablagerungen. Im Bereich dieser Sanddüne, so die Entscheidung der an der Mission beteiligten Wissenschaftler und Ingenieure, wird ein weiterer, für den Gesamterfolg der Mission überaus wichtiger Schritt erfolgen. Der Rover soll hier in den kommenden Tagen erstmals Bodenproben von der Marsoberfläche entnehmen und diese anschließend seinen Analysegeräten zuführen.

Die Möglichkeit, Bodenproben zu entnehmen und diese anschließend durch die verschiedenen Instrumente des Rovers direkt zu untersuchen, ist eine der Grundvoraussetzungen für die Erfüllung der ambitionierten wissenschaftlichen Ziele der Mission. Unter anderem soll Curiosity dabei ergründen, ob auf dem Mars einstmals Bedingungen geherrscht haben, welche theoretisch die Entstehung primitiver mikrobiologischer Lebensformen ermöglichten, und ob solche Bedingungen eventuell auch noch in der Gegenwart vorherrschen. Die Analyse der mineralogischen Zusammensetzung der Marsböden und -gesteine gibt dabei Aufschluss über die ehemaligen Umweltbedingungen. Chemische Analysen können zudem den Nachweis von in der Gegenwart vorhandenen organischen Verbindungen erbringen.

Einen Tag nach dem Erreichen der mit dem formellen Namen „Rocknest“ versehenen Sandformation wurde das rechte Vorderrad des Rovers dazu genutzt, um sich leicht in den Sand einzugraben und den Boden so etwas aufzupflügen. Hierdurch ergab sich für die Marsforscher eine bessere Gelegenheit, um die dortige Größe und Dichte der Sandkörner sowie deren Verteilung innerhalb von „Rocknest“ näher zu studieren. Zu diesem Zweck wurde dieses Gebiet nach der erfolgten „Grabung“ mit einer Mikroskopkamera, der MAHLI-Kamera, und einem Alphapartikel-Röntgenspektrometer (APXS) untersucht. Ein weiterer Effekt dieser Grabung bestand darin, dass auf diese Weise frisches, nicht durch die auf der unmittelbaren Marsoberfläche vorherrschenden Umweltbedingungen erodiertes Material an die Oberfläche befördert wurde.

In den kommenden Tagen soll der Rover erstmals seit seiner Landung auf dem Mars eine kleine, am Ende des an der Frontseite des Rovers befindlichen Roboterarms montierte Baggerschaufel einsetzen. Mit dieser lediglich 4,5 x 7 Zentimeter großen Schaufel, welche eines der Bestandteile des Probenentnahmesystems ist, können Bodenproben entnommen und anschließend an die Analyseinstrumente im Inneren des Rovers weitergeleitet werden.

Zweimal, so die geplante Vorgehensweise bei diesem ersten Einsatz der Analyseinstrumente, werden dabei mit der Schaufel Proben entnommen, mit einem „Rüttelmechanismus“ aufgelockert, danach gesiebt und anschließend wieder ausgeworfen. Durch diese Prozedur soll sichergestellt werden, dass zukünftig zu entnehmende Proben auch wirklich ausschließlich vom Mars stammen und nicht etwa durch von der Erde mitgeführte Partikel kontaminiert sind.

„Wir wollen absolut sicher sein, dass die ersten Proben, welche wir untersuchen, eindeutig vom Mars stammen und sich nicht etwa noch Material von der Erde an den Wänden des Systems befindet“, so Joel Hurowitz, einer der für die Probenentnahmen verantwortlichen Mitarbeiter des JPL.

Die dritte zu entnehmende Bodenprobe wird dann nach einer Auflockerung auf einem Untersuchungstablett platziert und anschließend durch die am Rovermast montierten Kameras abgebildet. Nach der Anfertigung dieser die Bodenprobe dokumentierenden Bilder soll das Material einem der im Inneren des Rovers platzierten Analyseinstrumente, dem CheMin-Spektrometer zugeführt werden. Eine vierte Bodenprobe soll anschließend neben dem CheMin-Spektrometer zu einem weiteren Instrument, dem Sample Analysis at Mars (SAM), geleitet werden.

„Wir werden einen sehr genauen Blick auf die Zusammensetzung der Proben werfen. Nur so können wir sicher zu sein, dass es sich hierbei auch wirklich um die Bodenproben handelt, welche wir untersuchen wollen“, so Daniel Limonadi, ein weiterer der für das Probenentnahmesystem verantwortlichen JPL-Ingenieure. „Wir werden bei dieser erstmaligen Verwendung der Schaufel auf dem Mars sehr vorsichtig vorgehen.“ Die Arbeiten sollen dabei intensiv von den verschiedenen Kamerasystemen des Rovers dokumentiert werden. Aus den zu erstellenden Aufnahmen sollen dabei auch hochaufgelöste Videos erstellt werden, mit denen sich der Fortschritt der geplanten Arbeiten besser nachvollziehen lässt.

Alles in Allem werden diese erste Einsätze der Schaufel und die dabei vorgesehenen Befüllungen der Analysegeräte voraussichtlich bis zu drei Wochen andauern. Dieser relativ lange Zeitraum ist erforderlich, da die für die Bedienung des Roboterarmes und der Schaufel verantwortlichen Mitarbeiter des JPL erst das richtige „Gefühl“ für diese komplexen Arbeiten entwickeln müssen. Mehrere in der unmittelbaren Umgebung gelegene Gesteinsformationen sollen in diesem Zeitraum von den Kameras des Rovers und von dessen „Distanzanalyseinstrument“, der ChemCam, eingehender untersucht werden.

Nach dem Abschluss der Untersuchungen wird Curiosity seine Fahrt fortsetzen und dabei das noch etwa 100 Meter in östlicher Richtung entfernt liegende Zentrum von Glenelg ansteuern. Irgendwo dort soll dann auch erstmals ein ebenfalls am Roboterarm befestigte Gesteinsbohrer eingesetzt werden.

Bis zum heutigen Tag, dem Sol 59 der Mission, hat der Marsrover Curiosity eine Distanz von 484 Metern auf der Oberfläche unseres Nachbarplaneten zurückgelegt. Dabei haben die Kamerasysteme des Rovers mittlerweile fast 16.000 Bilder aufgenommen und an das Roverkontrollzentrum des JPL in Pasadena/Kalifornien übermittelt. Diese Bilder sind für die interessierte Öffentlichkeit auf einer speziellen Internetseite des JPL einsehbar.

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