Opportunitys Meteoritentour

Seit der Entdeckung eines Meteoriten am 11. Juli 2009 konnte der Marsrover Opportunity auf seiner Route zum Endeavour-Krater zwei weitere Meteoriten identifizieren und näher untersuchen. Nach der Beendigung der Analysen befindet sich der Rover jetzt auf einen Kurs in vorerst südliche Richtung.

Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, Planetary Society, Unmanned Spaceflight. Vertont von Peter Rittinger.

Im Rahmen der insgesamt sechs Wochen lang andauernden Untersuchungen des Eisen-Nickel-Meteoriten Block Island(Raumfahrer.net berichtete) wurde die Oberfläche des Meteoriten an mehreren Stellen intensiv mit den am Roboterarm angebrachten Spektrometern untersucht. Des Weiteren wurde eine Vielzahl von Mikroskopbildern erstellt. Den Abschluss der Untersuchungen bildete schließlich eine Umrundung von Block Island. Hierbei wurde der Meteorit zwischen dem 5. und 10. September 2009 aus sechs verschiedenen Blickrichtungen in hoher Auflösung von der Panoramakamera des Rovers abgebildet. Aus diesen Aufnahmen soll jetzt unter anderem ein dreidimensionales Modell des Meteoriten erstellt werden.
In den folgenden 20 Tagen legte der Rover in 11 Etappen insgesamt 720 Meter zurück, wobei diese Fahrten alle in westliche Richtung führten. Auf Aufnahmen der Navigationskamera vom 26. September 2009 entdeckte man dabei ein weiteres Objekt, welches dem gerade untersuchten Meteoriten zumindest optisch verblüffend ähnelte. Da sich dieser neue Felsen außerdem in der Fahrtrichtung des Rovers befand, nutzte das wissenschaftliche Team des JPL die Gelegenheit, auch dieses Objekt genauer zu untersuchen. Sehr schnell stellte sich heraus, dass es sich bei Shelter Island, so die Bezeichnung für den neuen Fund, ebenfalls um einen Eisen-Nickel-Meteoriten handelt. Dieser fällt mit einem mittleren Durchmesser von rund 47 Zentimetern allerdings etwas kleiner aus als Block Island, welcher etwas mehr als 30 mal 60 Zentimeter misst. Im Rahmen einer zehntägigen Kampagne wurde auch Shelter Island mittels Mikroskop und APXS-Spektrometer eingehend analysiert.

Opportunity beendete die Untersuchung am 11. Oktober 2009 mit einer Umrundung von Shelter Island. Im Rahmen dieser Fahrt wurde auch Shelter Island aus mehreren Richtungen mit der hochauflösenden Panoramakamera fotografiert. Noch während der laufenden Untersuchungen gelang in nur 64 Metern Entfernung die Entdeckung eines weiteren Objektes, bei dem es sich ebenfalls um einen Meteoriten zu handeln schien. Am 14. Oktober führte man die Fahrt schließlich in west-nordwestliche Richtung fort und begab sich zu diesem nächsten potentiellen Meteoriten. Bei Mackinac Island, so dessen neuer Name, hielt man sich dann allerdings nicht mehr allzu lange auf. Der 42 Zentimeter durchmessende Meteorit, als solcher konnte er aufgrund der Bilder letztendlich tatsächlich klassifiziert werden, wurde lediglich fotografisch abgebildet, aber nicht eingehender mittels der Messinstrumente analysiert.
Die Auswertung der bei diesen drei Meteoriten gewonnenen Daten ist noch lange nicht abgeschlossen. Allerdings kann man bereits jetzt sagen, dass es sich bei allen drei Objekten um Eisen-Nickel-Meteoriten handelt. Alle drei erscheinen stark verwittert und verfügen über eine sehr poröse Oberfläche. Auf dieser konnte in allen drei Fällen auch das Vorhandensein sogenannter „Widmanstätten-Strukturen“ nachgewiesen werden. Hierbei handelt es sich um Muster, welche ausschließlich bei Objekten meteoritischen Ursprungs mit einem Nickelanteil zwischen fünf und 12 Prozent auftreten. Ihre Ursache haben die Strukturen in der unterschiedlichen Beständigkeit der in den Meteoriten enthaltenen Minerale Taenit und Kamacit. Das Taenit stellt hierbei das ursprüngliche Mineral dar, welches einen Oktaeder bildet. Das Kamacit wiederum lagert sich auf der Oberfläche der Taenit-Oktaeder ab. Durch die detaillierteren Untersuchungen von Block Island und Shelter Island konnte auch deren Zusammensetzung bestimmt werden. Neben einem Hauptanteil von Eisen verfügen sie über einen Anteil von etwa sieben Prozent Nickel. Außerdem konnten in beiden Fällen weitere Spuren von Germanium, Iridium und Gallium nachgewiesen werden.

Da man somit in einem relativ eng begrenzten Gebiet gleich drei Meteoriten des selben Typs entdeckt hat, stellt sich auch die Frage nach deren Herkunft. Steve Squyres, der wissenschaftliche Leiter der Rover-Mission sagt dazu: „Wir sind hier auf gleich drei Meteoriten mit derselben Zusammensetzung gestoßen. Es erscheint plausibel, dass sie alle Teile eines gemeinsamen Ursprungskörpers sind, welcher den Mars traf und dabei in einzelne Stücke zerbrochen ist.“ Donald Yeomans, Asteroiden-Experte des JPL und Manager des Near-Earth-Object-Programms der NASA, erklärt dies folgendermaßen: „Man kann durchaus erwarten, dass sich die Fragmente ein und desselben Impaktereignisses in der gleichen Gegend konzentrieren.“

Ähnliches ist auch durch die Meteoritenforschung auf der Erde belegt. Zum Beispiel wurden im Rahmen der Untersuchungen des Barringer-Kraters nahe der Stadt Winslow/Arizona in der Umgebung dieses Kraters seit seiner Entdeckung etwa 30 Tonnen meteoritischen Eisens zusammengetragen. Matthew Golombek, Mitarbeiter des wissenschaftlichen Teams der MER-Mission, gibt allerdings zu bedenken, dass diese Häufung von Eisen-Nickel-Meteoriten durchaus auch zufälliger Natur sein könnte: „In ihrer Zusammensetzung gleichen sie sich zwar. Aber leider gibt es hierbei bisher mehr unbekannte Faktoren als bekannte. Wir können nicht abschließend sagen, ob sie vom selben Einschlagsereignis stammen.“

Da diese abschließende Aussage bisher nicht möglich ist, ist es auch noch zu früh, um wissenschaftlich haltbare Aussagen über das Datum des Impaktereignisses zu machen oder daraus gar Rückschlüsse über die damalige Dichte der Marsatmosphäre zu ziehen. Die Größe der entdeckten Meteoriten, so die Meinung einiger Wissenschaftler, deute darauf hin, dass diese zu einem Zeitpunkt auf dem Mars eingeschlagen sein müssen, als dieser noch über eine deutlich dichtere Atmosphäre verfügte, als dies heute der Fall ist. Eine dünne Marsatmosphäre wie in der heutigen Zeit hätte sie bei ihrem Fall zu wenig abgebremst und die Meteoriten wären mit einer zu hohen Geschwindigkeit auf der Marsoberfläche aufgeschlagen. Die dabei freigesetzte thermische Energie hätte dann zu einem vollständigen Schmelzen der Meteoriten führen müssen. Diese Theorie, so Steve Squyres, ist allerdings höchst spekulativ und es erscheint durchaus plausibel, dass die Meteoriten auch den Flug durch eine dünne Atmosphäre und einen Aufprall mit einer hohen Geschwindigkeit unbeschadet überstanden haben könnten. Für eine endgültige Bewertung der Funde, so Ralf Gellert von der University of Guelph in Ontario/Kanada, muss zuerst die Auswertung der gewonnenen Analysedaten fortgesetzt werden.

Seit dem Verlassen von Mackinac Island am 17. Oktober 2009 hat sich Opportunity zunächst in südwestliche Richtung bewegt. Seit dem 21. Oktober 2009 (Sol 2042 der Mission) hat der Rover dann einen Kurs in südliche Richtung eingeschlagen. Der Sinn dieses vermeintlichen Umweges (Opportunitys eigentliches Ziel, der 22 Kilometer durchmessende Endeavour-Krater, befindet sich in ost-südöstlicher Richtung) besteht darin, ein auf dem direkten Weg zum Endeavour-Krater befindliches Sanddünen-Feld zu umfahren. Würde Opportunity den direkten Kurs einschlagen, so bestünde die Gefahr, dass der Rover sich in einer der Dünen festfährt. Da er die Dünen außerdem frontal überfahren müsste, wären die Aktuatoren der Räder einer unnötig hohen Belastung ausgesetzt. Auf dem jetzigen Kurs hat Opportunity dagegen die Möglichkeit, ein relativ einfaches und ungefährliches Gelände zu passieren. Diese Strecke führt zu einem Großteil über offen zutage liegendes Grundgestein. Die sich dazwischen erhebenden Dünen erreichen lediglich eine Höhe von wenigen Zentimetern und verlaufen zudem in Nord-Südrichtung, so dass der Rover sich im Bedarfsfall zwischen ihnen „hindurchschlängeln“ kann. Diesen Kurs wird Opportunity wahrscheinlich noch für weitere etwa 1.000 Meter beibehalten, bevor ein Schwenk nach Osten direkt in Richtung auf den Endeavour-Krater erfolgen wird.

Seit dem Schwenk in die südliche Richtung hat Opportunity in sieben Etappen bereits weitere 430 Meter zurückgelegt und dieses für einen Marsrover „hohe Tempo“ will man zumindestens vorerst auch weiterhin beibehalten. Laut Steve Squyres besteht der grobe Plan für die ersten Tage des Novembers vereinfacht gesagt nur aus einem Punkt: „Immer weiter geradeaus fahren!“.

Allerdings könnte eine neue Entdeckung der letzten Tage dem Team dabei einen Strich durch die Rechnung machen. Auf zur Planung der zukünftigen Fahrtroute angefertigten Aufnahmen der Panoramakamera kann man einen weiteren potentiellen Meteoriten ausmachen. Der auf dem nebenstehenden Foto erkennbare Felsen befindet sich noch etwa 145 Meter von Opportunitys derzeitigem Standpunkt entfernt. Die links davon direkt am Horizont erkennbare schwarze Linie stellt den Rand eines vermutlich noch sehr jungen Einschlagkraters dar, welcher noch rund 430 Meter entfernt ist.

Am 29. Oktober 2009 (Sol 2.049 der Mission) generierte Opportunity 419 Wattstunden Energie (0,419 kWh). Aufgrund von Staubablagerungen erreichen derzeit noch etwa 57 Prozent des einfallenden Sonnenlichtes die Solarzellen und können zur Energiegewinnung genutzt werden. Der Taufaktor, welcher den Staubanteil in der Atmosphäre beschreibt, beträgt 0,58. Die Atmosphäre ist somit relativ staubfrei. Bis zum 29. Oktober 2009 hat der Rover insgesamt 18.622,44 Meter auf der Oberfläche des Mars zurückgelegt. Durch die Fahrten am 30. und 31. Oktober konnte dieser Wert mittlerweile um weitere 120 Meter gesteigert werden.

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