Die Raumfahrtorganisationen Europas (ESA) und der Vereinigten Staaten (NASA) haben am 2. August 2010 bekanntgegeben, welche wissenschaftlichen Instrumente an Bord des ExoMars Trace Gas Orbiters zum Einsatz kommen sollen.
Quelle: ESA, NASA. Vertont von Peter Rittinger.
(Bild: ESA)
ESA und NASA beabsichtigen, den Orbiter im Rahmen eines gemeinsamen Programms zur Erforschung des Mars im Jahr 2016 Richtung Roter Planet auf den Weg zu bringen. Ist der ExoMars Trace Gas Orbiter erst einmal in eine Umlaufbahn um den Mars eingeschwenkt, besteht seine vorrangige Aufgabe in der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Marsatmosphäre. Spuren von Gasen, die Hinweise auf Leben auf dem Mars geben können, wie zum Beispiel Methan, sind dabei von besonderem Interesse. Auch die Frage, ob der Mars, wenn derzeit unbelebt, einmal Leben beheimaten können wird, steht im Fokus.
Eine zusätzliche, nicht weniger wichtige Funktion hat der ExoMars Trace Gas Orbiter hinsichtlich künftiger auf der Marsoberfläche aktiver Missionen. Ähnlich wie Mars Odyssey aktuell als Relais für die Datenkommunikation der Marsrover Opportunity und Spirit dient wird auch der ExoMars Trace Gas Orbiter künftig arbeiten. Ein europäischer und ein US-amerikanischer Rover sollen nach den derzeitigen Planungen im Jahr 2018 über den Orbiter mit der Erde kommunizieren können.
Außerdem wird der ExoMars Trace Gas Orbiter einen experimentellen Marslander transportieren. Mit ihm will die ESA Verfahren und Techniken einer Marslandung testen.
Die Instrumentenaustattung des Marssatelliten hatten ESA und NASA international ausgeschrieben. Wissenschaftler aus der ganzen Welt waren eingeladen, Vorschläge für die wissenschaftliche Nutzlast des Orbiters einzureichen. Bei der Auswahl kam es auf hohen wissenschaftlichen Wert der zu gewinnen Daten bei einem möglichst geringen Risiko an. Beide Raumfahrtagenturen begutachteten die 19 eingegangenen Vorschläge und wählten zusammen 5 davon aus. Die Arbeitsgruppen für die Instrumente kommen aus Europa und den Vereinigten Staaten, maßgebliche Technik wird zusätzlich auch aus Kanada und der Schweiz beigesteuert werden.
Das Technische Institut Kalifornien aus Pasadena stellt ein Spektrometer zur Erfassung sehr geringer Konzentrationen molekularer Komponenten in der Marsatmospähre zur Verfügung. Das Instrument wird als Mars Atmosphere Trace Molecule Occultation Spectrometer (MATMOS) bezeichnet und ist Ergebnis der Arbeit eines von Paul Wenneberg geführten Teams.
(Bild: ESA)
Vom belgischen Institut für Weltraumaerometrie aus Brüssel kommt ein weiteres Spektrometer. High Resolution Solar Occultation and Nadir Spectrometer (SOIR/NOMAD) genannt, dient es der Messung und Kartierung von Spuren von chemischen Bestandteilen der Marsatmospähre. Ann C. Vandaele leitet die entsprechende Arbeitsgruppe.
Unter der Führung von John Schofield von NASAs Labor für Strahlantrieb entstand das Konzept für den ExoMars Climate Sounder (EMCS). Das Infrarotradiometer soll täglich Daten aus der gesamten Marsatmosphäre über den Gehalt an Staub, Wasserdampf und von den Spektometern bestimmten Substanzen liefern.
Ein bildgebendes Instrument steuert die Universität Arizona bei. Der unter der Leitung von Alfred McEwen entworfene High Resolution Stereo Color Imager (HiSCI) besitzt ein Kamerasystem, das Stereo-Farbbilder mit einer Auflösung von zwei Millionen Pixeln pro Bild erfassen kann. Mit ihm will man die Marsoberfläche in 8,5 Kilometer breiten Streifen abtasten.
Aus Kalifornien kommt ein weiteres Kamerasystem. Eine Arbeitsgruppe um Bruce Cantor von Malin Space Science Systems aus San Diego beschäftigt sich mit dem Mars Atmospheric Global Imaging Experiment (MAGIE). Es handelt sich dabei um eine in einem weiten Bereich des Spektrums empfindliche Weitwinkelkamera zur Aufnahme von Bildern des vollständigen Planeten. Ihr Einsatz wird insbesondere die Arbeit der anderen Instrumente unterstützen.
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