Die Analyse von Messdaten des Marsrovers Spirit gibt Grund zu der Annahme, dass in der Vergangenheit Schmelzwasser in den Marsboden im Bereich des Gusev-Kraters eingesickert ist und dabei die mineralogische Zusammensetzung des Bodens beeinflusst hat.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: JPL, EPSC 2010.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Cornell University)
Auf seiner Fahrt durch das im Gusev-Krater gelegene „West Valley“ brach der von der NASA betriebene Marsrover Spirit am 23. April 2009 durch die dünne Kruste der Planetenoberfläche und versank mit seinen zu diesem Zeitpunkt nur noch fünf funktionsfähigen Rädern tief im darunter befindlichen extrem feinen Sand. Nach mehrmonatigen Analysen und Simulationen der Situation begannen die für die Steuerung des Rovers verantwortlichen „Marsrover-Driver“ des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena/Kalifornien im November 2009 mit den Versuchen, Spirit aus dieser misslichen Lage zu befreien.
In den folgenden Monaten gelang es den Marsrover-Drivern jedoch trotz aller Bemühungen nicht, den Rover aus dieser Sandfalle zu manövrieren und wieder einen sicheren Untergrund zu erreichen. Als Konsequenz aus den vergeblichen Versuchen und der sich aufgrund des einsetzenden Wechsels der Jahreszeiten immer weiter verschlechternden Energiesituation des ausschließlich solarbetriebenen Rovers teilte die NASA am 12. Februar 2010 mit, dass die Befreiungsversuche eingestellt werden (Raumfahrer.net berichtete). Am 22. März 2010 konnte dann zum bisher letzen Mal erfolgreich ein Kontakt zu Spirit hergestellt werden. Seitdem befindet sich der Rover in einem durch Energiemangel bedingten Winterschlaf.
Die mehrmonatige „Zwangspause“ zwischen dem Einsinken des Rovers und dem Beginn der Hibernationsphase wurde von dem wissenschaftlichen Team der Rover-Mission genutzt, um die Oberfläche des Mars in der unmittelbaren Umgebung von Spirit eingehend mit dessen verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten zu analysieren. Das besondere Interesse der Wissenschaftler erweckten dabei bestimmte Bereiche der Oberfläche, wo die durchdrehenden Räder des Rovers tiefe Spuren in den Untergrund gefräst hatten. Diese Fahrspuren ermöglichten den Forschern die einmalige Gelegenheit, einen Blick direkt unter die Oberfläche unseres Nachbarplaneten zu werfen. Die in den Spuren der Räder sichtbar gewordenen verschiedenen Bodenschichten, so das Ergebnis der Analysen, weisen auffallende Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung auf. Die Zusammensetzung der einzelnen erkennbaren Schichten führt die Wissenschaftler jetzt zu der Annahme, dass diese Schichtungen ihre Ursache in der direkten Einwirkung von Wasser haben könnten.
(Bild: NASA, JPL-Caltech, Cornell University)
Zyklische Klimaveränderungen, welche durch eine periodische Verlagerungen der Polachse des Mars ausgelöst wurden, so der Ansatz der Wissenschaftler, könnten zu einem zeitweiligen Temperaturanstieg auf dem Mars geführt haben. Diese Erhöhung der Umgebungstemperatur könnte dazu geführt haben, dass oberflächennaher Bodenfrost oder direkt auf der Oberfläche befindlicher Schnee geschmolzen ist. Das dabei aufgetaute Eis wäre anschließend umgehend in Form von flüssigem Wasser in den Untergrund eingesickert.
Im Rahmen dieses Einsickerungsprozesses wurden wasserlösliche Mineralien, welche sich vorher noch in der obersten Bodenschicht befanden, tiefer in den Untergrund befördert. Relativ schlecht in Wasser lösliche Mineralien verblieben dagegen weiterhin an Ort und Stelle. Bei diesen relativ unlöslichen Mineralen auf beziehungsweise unmittelbar unter der Oberfläche handelt es sich in erster Linie um Hämatit, Siliziumdioxid und Gips. Die relativ gut in Wasser löslichen Eisensulfate, welche bei den Analysen von Spirit nicht mehr in den obersten Bodenschichten nachgewiesen werden konnten, wurden dagegen durch das Wasser in den Untergrund befördert.
Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt gelang es den für die Spirit-Mission verantwortlichen Technikern und Ingenieuren des JPL noch nicht, einen erneuten Kontakt mit dem Rover herzustellen. Allerdings gehen die JPL-Mitarbeiter davon aus, dass dies in den nächsten Wochen gelingen sollte (Raumfahrer.net berichtete). Sobald der Rover nach einem erneuten Kontakt seine Arbeit wieder aufnehmen kann, so die aktuellen Planungen am JPL, wird man die Untersuchungen der Oberfläche fortsetzen und sich dabei speziell auf die Stellen konzentrieren, welche der Rover im Rahmen seiner Befreiungsversuche kurz vor dem Eintreten in den Energiesparmodus freigelegt hat.
Zusätzlich will man sich der Fortsetzung eines Experiments widmen, welches durch indirekte Messungen der Analyse des inneren Aufbaus unseres Nachbarplaneten dient. Durch die präzise Messung der Doppler-Signatur der Funksignale des Rovers können die Wissenschaftler Daten über die Rotation und Achsenausrichtung des Mars gewinnen. Durch diese Daten lassen sich wiederum Rückschlüsse über den inneren Aufbau des „Roten Planeten“ ziehen. Laut Sebastien Le Maistre, einem der an diesem bereits im Jahr 2009 begonnenen Experiment beteiligten Wissenschaftler, dürfte der Rover dazu allerdings für eine Dauer von mindestens 300 Tagen nicht bewegt werden. Selbst minimalste Veränderungen der Position und Ausrichtung des Rovers würden die Messergebnisse verfälschen und die zuvor gewonnenen Daten unbrauchbar machen.
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