Erfahren Sie mehr über den Verlauf der Mars Exploration Rover-Mission im Jahr 2003.
Autor: Michael Stein.
Hier können Sie die archivierten Mission-Updates von Prof. Steven Squyres, dem Projektleiter für die wissenschaftlichen Instrumente der beiden Mars Exploration Rover, lesen. Diese persönlich gefärbten Berichte über den Fortgang der Arbeiten an den beiden amerikanischen Mars-Rovern und des Missionsverlaufs gewähren einen lebendigen und interessanten Einblick in die Arbeitsabläufe eines wissenschaftlich-technischen Projektes an der Grenze des heute Machbaren.
3. Quartal 2003
September 2003
Die Woche vom 22. bis 28. September
Nun, wir haben den letzten Operations Readiness Test überlebt. Es war nicht leicht. Wie ich in der letzten Woche erwähnte konzentrierte sich dieser Test überwiegend auf die von uns „Aufprall bis Verlassen“ genannte Periode. Diese Phase beginnt, sobald der Lander zur Ruhe kommt und endet, wenn wir sechs Räder im Staub stehen haben. Alles in allem lief der Test erstaunlich gut. „Aufprall bis Verlassen“ ist einer der kompliziertesten Teile der Mission. Der Rover landet in einer eng zusammengefalteten Konfiguration, und während einer mehrtägigen Periode muss er sich entfalten, umsehen, aufstehen und seinen Weg ‚runter vom Lander auf die marsianische Oberfläche finden. Wir haben all dies im Test gemacht und den Rover innerhalb des Zeitplans erfolgreich vom Lander gefahren.
Natürlich war das im Vergleich zu dem, was noch kommt, ein einfacher Test. Im Moment versuchen wir einfach nur die ganzen Grundlagen zu erfassen, daher haben die Testleiter uns nicht allzu viele unangenehme Überraschungen in den Weg gelegt. (Immerhin waren direkt vor dem Rover mehrere gemein aussehende Felsbrocken, um die wir unseren Weg herum finden mussten.) Die kommenden Tests versprechen verzwickter zu werden. Und wer weiß, was die tatsächliche Landung auf dem Mars bringen wird.
Die Woche vom 15. bis 21. September
Sie könnten denken das es Ihr Leben einfacher machen würde, wenn Sie jeden Tag 39 Minuten extra hätten. Glauben Sie mir, es ist nicht so. Wir sind nun mehr als eine Woche in unserem neuesten Operations Readiness Test, und diese Arbeit, in Marszeit zu leben, ermattet einen wirklich.
Der Marstag ist um 39 Minuten länger als der Erdentag. Unsere Rover sind solargetrieben, und sie wissen oder kümmern sich nicht darum, ob es auf der Erde Tag- oder Nachtzeit ist. Sie kümmern sich nur um die Zeit auf dem Mars.
In diesem Operations Readiness Test simulieren wir den Prozess der Landung auf dem Mars und das Verlassen der Lander. Gerade heute (Montag, 22. September) sind wir den vierten Tag auf der marsianischen Oberfläche. Der Tag startet für den Rover wenn es ungefähr 09:00 Uhr auf dem Mars ist… was im Moment 06:00 Uhr Ortszeit entspricht. Morgen wird es 06:39 Uhr sein, den Tag danach 07:18 Uhr und so weiter. Viele von uns machen also genau das was sie nächsten Januar machen werden… während des Erdentages schlafen und während der irdischen Nacht arbeiten. Und noch schlimmer als das ist, dass die Anfangszeiten für unsere Schichten jede Nacht 39 Minuten später liegen als in der Nacht zuvor. Es ist wie ein ständiger Jet-Lag.
Die Woche vom 8. bis 14. September
Wir befinden uns mittlerweile in unserem nächsten Operations Readiness Test, und dieser ist ganz anders. Im letzten haben wir den Prozess des Umherfahrens und der wissenschaftlichen Arbeit auf der Marsoberfläche geübt. In diesem konzentrieren wir uns auf die Landung des Raumfahrzeugs und das Herunterfahren des Rover vom Lander. Während ich dies am Morgen des 16. September schreibe stehen wir vor der Entscheidung, ob wir einige letzte Trajectory Correction Maneuvers (TCMs) durchführen oder nicht. Ein TCM ist ein Manöver das man mit dem Antriebssystem des Raumfahrzeugs durchführt, um es ein bißchen näher in Richtung der vorgesehenen Landestelle zu bewegen. In diesem Test simulieren wir die Landung von Spirit im Gusev-Krater, und die „Landung“ selbst ist für Freitagabend geplant. Dazwischen findet das TCM statt, und wenn wir uns dafür entscheiden es durchzuführen dann wird es morgen am späten Abend passieren. Das alles fühlt sich zunehmend sehr real an…
August 2003
Die Woche vom 25. bis 31. August
Wir beginnen damit, das RAT (Rock Abrasion Tool = Gesteinsabrieb-Werkzeug) auf Herz und Nieren zu prüfen. Wir haben das RAT natürlich ausgiebig getestet, aber bisher ist das meistens isoliert auf einfachen Testständen entweder beim JPL oder bei Honeybee Robotics in New York geschehen, wo das RAT gebaut worden ist. Wir haben ebenso das Instrument Deployment Device (auch als der Arm des Rovers bezeichnet) ein wenig getestet. Aber ungefähr bis zur letzten Woche hatten wir nie die Chance gehabt einen kompletten Test durchzuführen, bei dem wir das RAT am Ende des Arms benutzten um uns in einen echten Felsen zu schmirgeln.
Nun, das haben wir endlich getan, und es hat funktioniert… wenigstens bis jetzt. Für unseren ersten Test montierten wir das RAT an das Ende eines Arms und benutzten es, um in Sandstein zu schmirgeln. Wir erwarten nicht wirklich, Sandstein auf dem Mars zu finden, aber es ist ein schön weicher Stein, den man für einen einfachen Anfang nutzen kann. Es funktionierte hervorragend. Wir haben ein schönes, etwa vier Millimeter tiefes Loch geschliffen und es von Staub frei gepinselt, so dass wir es mit den anderen Instrumenten sehen konnten. Es hat uns viel Vertrauen gegeben!
Aber das reicht noch nicht. Das RAT muss in der Lage sein sich in richtig hartes Gestein wie Basalt zu mahlen. Wir haben das mit einem anderen RAT gemacht, aber wir müssen das noch mit einem am Ende eines Arms montierten RAT ausprobieren. Das wird also unser nächster Test sein, und – wenn es funktioniert – es wird der Beweis sein den wir brauchen, dass das RAT und der Arm auf dem Mars wirklich zusammen funktionieren werden.
Die Woche vom 18. bis 24. August
Mensch, das sind ein paar verrückte Wochen gewesen. Wir tragen immer noch all‘ die Sachen zusammen, die wir aus unserem letzten Operations Readiness Test (ORT) gelernt haben, und schon sieht es so aus als ob der nächste für uns beinahe beginnt. Diese Aufgaben werden von jetzt an bis zur Landung schnell und wild über uns kommen.
Während des letzten ORT haben wir einen der Rover fünf aufeinander folgende simulierte Marstage – oder „Sols“ – in der großen Mars-Einrichtung im JPL gesteuert. Es lief außerordentlich gut wenn man in Rechnung stellt, dass wir es zum ersten Mal versucht haben. Ohne unser Wissen hatte das Ingenieurteam der Einrichtung Pennies an ungefähr einem halben Dutzend der vielen Felsbrocken angeheftet, die dort über die Szenerie verteilt sind. Wir haben zuerst einige von ihnen in den NavCam-Bildern entdeckt, und dann haben wir sie mit PanCam-Bildern anvisiert. Wir entschieden, dass sie interessante Ziele sein würden (sie wurden ja schließlich dort angebracht, um uns herauszufordern), steuerten den Rover zu einem von ihnen, fuhren den Arm aus und nahmen Daten von ihm mit allen am Arm befestigten Instrumenten.
Das klingt täuschend einfach, aber tatsächlich war es erstaunlich, dass eine so komplizierte Maschine wie unsere etwas derartig Komplexes beim ersten Versuch erreicht. Und zum Beweis das wir es tatsächlich geschafft haben ist hier das Microscopic Imager-Bild des Pennies selbst. (Der sonderbare „Strahlenkranz“ auf dem Bild entlang der oberen linken Kante des Pennies wird durch das Vorhandensein einer sehr glänzenden Metallkante in einem hell beleuchteten Bereich hervorgerufen… diese Kamera wurde nicht für glänzende Metalloberflächen entworfen!) Was wir zum ersten Mal bewiesen haben: Wir können einige unserer Instrumente verwenden, um ein kleines Ziel aus der Entfernung auszuwählen, dorthin fahren und es detaillierter mit den anderen Instrumenten untersuchen.
Nun müssen wir diese Sache nur noch immer und immer und immer wieder üben, bis wir darin extrem gut sind.
Die Woche vom 11. bis 17. August
Wir haben gerade einen sehr erfolgreichen ORT (= Operations Readiness Test) abgeschlossen, und unsere Instrumente haben wundervoll funktioniert. Wie haben es geschafft, den Rover-Arm in die perfekte Position zu bringen, um etwas Interessantes an einem „marsianischen“ Felsbrocken im gigantischen „Sandkasten“ des JPL zu untersuchen. Wir sind zur Zeit extrem beschäftigt mit der Auswertung unserer Leistungen, aber nächste Woche werde ich die Ergebnisse offenlegen.
Die Woche vom 4. bis 10. August
Wow, was für eine Woche! Es ist bei weitem die tollste Woche seit dem Start gewesen, und eine der großartigsten Wochen seit dem Beginn des Projekts. Während ich dies schreibe haben wir vier Tage eines fünftägigen Operations Readiness Test (ORT) hinter uns. In einem ORT simulieren wir – so detailliert wie es uns möglich ist – den Prozess der Operation eines Raumfahrzeugs. Und das ist der allererste ORT in der Geschichte dieses Projekts, in dem wir die Operation eines unserer Rover mit all seinen Instrumenten auf dem Mars simuliert haben.
Der Rover ist natürlich nicht auf dem Mars, aber wir haben einen kompletten Rover, so gut wie identisch mit den echten, in einem gigantischen „Sandkasten“ beim JPL. Der Sandkasten ist voller Felsen, und wir fahren den Rover umher und operieren genauso wie wir es nächsten Januar auf dem Mars machen werden.
Es ist nicht alles glatt gelaufen. Tatsächlich haben wir einen Haufen Fehler gemacht, davon einige sehr signifikante. Aber dafür ist ein ORT da. Wir benutzen diese Tests um alle Fehler heraus zu bekommen, um unsere Schwachstellen zu finden und um herauszuarbeiten, wie wir alles korrigieren, so dass auf dem Mars alles so arbeitet wie es vorgesehen ist.
Trotz aller Herausforderungen, Probleme und Fehler eines ersten ORT muss ich sagen, dass ich unglaublich stolz auf den Job bin, den das Team geleistet hat. Wir haben wundervolle Bilder mit der PanCam geschossen und viele Daten mit dem Mini-TES gesammelt. Wir haben die Bilder benutzt, um einen Fels als Ziel auszusuchen und dorthin zu fahren. (Wir haben den Felsen „Brain“ [= Gehirn] genannt, weil er danach aussieht.) Wir haben den Rover zu dem Felsen gefahren, und jetzt ist der Rover nahe genug, so dass wir morgen versuchen werden, ihn mit dem Microscopic Imager, dem APXS und dem Mössbauer zu untersuchen. Ich weiß nicht ob wir erfolgreich sein werden oder nicht – einen Rover auf dem Mars zu fahren ist die Art von Geschäft bei dem man nie weiß, ob man Erfolg haben wird. Aber es sind sehr aufregende Zeiten für unser Team.
Die Woche vom 28. Juli bis 3. August
Wir haben jetzt die Überprüfung der wissenschaftlichen Nutzlast von Opportunity abgeschlossen, beide Rover sind nun also erledigt. Alle Instrumente von Opportunity sehen gut aus. Wenn jedes Instrument auf dem Mars exakt so wie im Weltraum operiert, dann werden wir wundervolle Daten von jedem einzelnen von ihnen bekommen.
Bei Spirit arbeiten wir noch an einem Problem mit dem Mössbauer-Spektrometer. Wir hatten gedacht, dass die Ursache für die sonderbaren Mössbauer-Daten von Spirit, die wir vor ein paar Wochen erhalten haben, einfach die ist, dass das Instrument sich in der Schwerelosigkeit nicht wie auf der Erde verhält. Wir wissen jetzt das dies nicht der Fall ist, da wir gerade gesehen haben dass das Instrument an Bord von Opportunity genauso wie hier auf der Erde arbeitet. Also passiert irgendetwas anderes.
Wenn wir den Mössbauer von Spirit auf dem Mars genau wie jetzt verwenden müssten würden wir wissenschaftliche Daten erhalten, die nicht perfekt aber immer noch verwendbar wären. Wir glauben das wir die Situation verbessern können indem wir die Art, wie das Gerät operiert, durch eine Umprogrammierung ein wenig ändern. Daran werden wir also in den kommenden Wochen und Monaten hart arbeiten. Wir haben fünf Monate um dies zu erledigen, und wir werden unsere Zeit nutzen.
Also: Die Quintessenz ist, dass von unseren zehn wissenschaftlichen Instrumenten an Bord der beiden Rover neun gut arbeiten und das andere uns für eine Weile beschäftigen wird.
Juli 2003
Die Woche vom 21. bis 27. Juli
Wir machen uns für eine Übung im „Sandkasten“ bereit. Der „Sandkasten“ ist eine Einrichtung beim Jet Propulsion Lab (JPL), die marsähnlichen Sand, Felsen, simuliertes Sonnenlicht und eine Kopie des Rovers enthält. Ein Großteil unserer Anstrengungen in dieser Woche konzentrierten sich auf die Vorbereitung für einen Test der diese Einrichtung dafür benutzt, damit wir das Kommandieren der Rover auf dem Mars lernen. Der Test wird „PORT-3“ genannt – Post-Launch Operations Readiness Test (früher bekannt als Surface Operations Readiness Test). Wir werden eine Reihe von Computern in einem Gebäude des JPL bedienen, um das Rover-Modell in einem anderen Gebäude zu fahren.
Für die Vorbereitung von PORT-3 hat das Wissenschaftsteam die Details in Telekonferenzen herausgearbeitet, Software für die Übungen heruntergeladen und Sequenzen gebaut. Diese Sequenzen werden dem Rover im Sandkasten befehlen, sich einem Felsen zu nähern, seinen Arm in die Nähe des Ziels zu positionieren und den wissenschaftlichen Instrumenten am Ende des Arms mitteilen, Kontakt mit dem Felsen aufzunehmen.
Es dauert Wochen, um sich auf einen Test wie diesen vorzubereiten. Aber wir machen unsere Hausarbeiten und wir werden bereit sein.
Die Woche vom 14. bis 20. Juli
Einer erledigt und einer noch offen. Wir haben letzte Woche eine In-Flight-Überprüfung aller Instrumente von Spirit durchgeführt. Das war das erste Mal, dass wir seit dem Start die Nutzlast eingeschaltet haben, daher war es ein großes Ereignis! Glücklicherweise sehen die Dinge gut aus. PanCam, Mini-TES, Microscopic Imager und das APXS sehen alle vollkommen normal aus. Es gibt eine Sache beim Mössbauer die ein wenig sonderbar wirkt, aber wir arbeiten daran und erwarten nicht, dass es auf dem Mars ein großes Problem sein wird. Wir haben also eine gut aussehende Nutzlast auf dem Weg. In der übernächsten Woche machen wir dasselbe mit Opportunity.
Die Woche vom 7. bis 13. Juli
Wir haben diese Woche mit der Vorbereitung auf das erste große Ereignis der Mission verbracht… die erste Überprüfung während des Flugs.
Alle unsere wissenschaftlichen Instrumente waren während des Starts ausgeschaltet und sind es seitdem immer noch. Sie werden ihren Job auf dem Mars erledigen, so dass es wenig sinnvoll ist sie während des ganzen Wegs zum Mars eingeschaltet zu haben. Aber der Start ist ein gefährliches und brutales Ereignis, und wir wollen während des Flugs zum Mars genug Daten sammeln um sicher zu sein, dass die Instrumente den Start überlebt haben und korrekt arbeiten. Also werden wir in der kommenden Woche Kommandos an alle Instrumente von Spirit senden, sie einschalten und Daten sammeln.
Wir haben viel Arbeit gehabt um dies vorzubereiten. Wir haben ein so genanntes „Testbed“ am Boden, eine sehr genaue Nachbildung des Rovers und aller seiner Instrumente. Bevor wir irgendein Kommando zu so einer komplizierten Raumsonde senden ist es eine gute Idee, sie zuerst am Boden auszuprobieren, und das haben wir in dieser Woche am „Testbed“ gemacht. Alles hat gut ausgesehen, also gehen wir davon aus, dass die Kommandos richtig funktionieren, wenn wir sie erst einmal zur Raumsonde geschickt haben.
Wir erwarten natürlich nicht viel in den Daten, die wir nächste Woche bekommen, zu sehen, da der Rover sicher in seiner Schutzhülle verpackt ist. Im Inneren ist es dunkel, daher werden beispielsweise die Bilder aller Kameras einfach nur schwarz sein. Aber selbst mit diesen schwarzen Bilder können wir sagen, ob die Kameras in Ordnung sind, und das ist alles was wir wissen müssen. Die schönen Bilder und aufregenden Spektren können später kommen. Wenn alles in guter Verfassung ist werden wir alle erleichtert durchatmen. Und wenn etwas schief läuft können wir beginnen herauszufinden, was man jetzt unternehmen kann, anstatt zu warten, bis wir nächsten Januar auf dem Mars sind.
Also sind die Finger gekreuzt, und wir werden in der nächsten Woche sehen, was wir sehen werden.
7. Juli (Ortszeit)
Der Mars-Rover Opportunity hat seinen Flug an diesem Abend um 23:18 Uhr (Ortszeit) begonnen. Wir hatten beim ersten Startversuch etwas Aufregung, als ein Problem mit einem Ventil des Tanks für flüssigen Sauerstoff in der ersten Stufe der Delta II sieben Sekunden vor Ablauf des Countdowns eine Unterbrechung verursachte. Aber die Startmannschaft hat fantastische Arbeit geleistet und die Rakete für einen zweiten Versuch ungefähr 40 Minuten später wieder bereit gemacht. Unsere Rakete – die erste Delta II Heavy – hat uns einen perfekten Ritt beschert. Opportunity ist in guter Verfassung und auf seinem Weg nach Meridiani Planum.
Die Woche vom 30. Juni bis 6. Juli
Wir warten immer noch. Es ist eine lange Woche in Florida gewesen, und Opportunity ist immer noch am Boden. Das größte Problem, das wir hatten, ist die Korkisolierung an der Außenseite unserer Trägerrakete. Der Kleber, den sie zum Befestigen des Korks verwendet hatten, war nicht so fest wie von ihnen erhofft. Das Problem wird durch den flüssigen Sauerstoff verursacht. Unsere Rakete benötigt viel extrem kalten flüssigen Sauerstoff als Oxidator, der in Kombination mit dem eigentlichen Treibstoff den Schub liefert. Wenn der Tank im Inneren der Rakete mit flüssigem Sauerstoff befüllt wird, wird die Oberfläche der Rakete sehr kalt und schrumpft dadurch ein wenig. Wenn das passierte löste sich ein Teil des Korks an der Außenseite der Rakete, weil der Klebstoff, der ihn an seinem Platz halten sollte, nicht stark genug war. Sie sind zu einem anderen Klebstoff gewechselt, und nun bleibt der Kork haften. Problem gelöst.
Aber das war nicht unser einziges Problem. Das andere war das eine wichtige Batterie im Inneren der Rakete vor einigen Tagen „starb“. Sie ist ersetzt worden, und sobald ein paar Tests erledigt sind sind wir für den Start bereit. Während ich dies am Montagmorgen [Ortszeit] schreibe sind wir tatsächlich vielleicht nur zwölf Stunden von unserem Start entfernt, wenn alles gut geht. Das Wetter sieht gut aus. Schauen Sie auf dieser Website nach neuen Updates, und kreuzen Sie Ihre Finger…
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