Kartierung der Route des Mars-Rover Perseverance beim Sammeln von Gesteinsproben

Der Marsrover Perseverance der NASA strebt eine riskante Landung an, um nach uraltem Leben zu suchen

Der Perseverance-Rover ist im Wesentlichen ein High-Tech-Astrobiologe und Geologe, der dazu ausgerüstet ist, die geologische Geschichte und das vergangene Klima dieser Ecke des Kraters zu untersuchen. Nach drei Jahren seiner Erkundung hat der Rover mehr als 24 km den Kraterboden erkundet, ist an der Fächerfront aufgestiegen und erkundet nun den Rand der alten Flussmündung, die vor Milliarden von Jahren dafür sorgte, dass Wasser den Krater füllte. Die NASA hat diese Reise durch die geologische Zeit unterteilt in 5 Erkundungskampagnen:

Wenn man bedenkt, dass der Rover nur 152 Meter pro Stunde (etwas weniger als 0,1 Meilen pro Stunde) zurücklegen kann, hat er eine ganze Strecke zurückgelegt. Wenn man über den Weg nachdenkt, den der Rover in den letzten drei Jahren auf einer Planetenoberfläche zurückgelegt hat, die für uns hier auf der Erde keinerlei Kontextbezug hat, könnte es hilfreich sein, den Weg über ein vertrauteres Gelände zu betrachten.

Die NASA hatte damit gerechnet, dass der Rover viel näher an der Fanfront landen würde, aber der Landeplatz erwies sich letztendlich als ein Segen, erklärte die Forscherin Katie Stack Morgan, denn so konnte das Team erkennen, dass sich Perseverance in der Nähe eines unerwarteten, aber faszinierenden Vulkans oder Eruptivgesteins befand Felsen am Kraterboden, dessen Erkundung sich lohnte. Stack Morgan arbeitet im Jet Propulsion Laboratory der NASA am Caltech und ist stellvertretender Projektwissenschaftler der Rover-Mission Mars 2020.

Das Team von Perseverance verbrachte die ersten 90 Sols (die Tage des Mars sind etwa 40 Minuten länger als die der Erde) damit, alle Teile und Instrumente des Rovers zu testen, bevor er sich bewegen und das erste seiner 38 Titanprobenröhrchen sammeln konnte. Obwohl es sich bei der ersten vom Rover entnommenen Probe letztendlich um eine Luftprobe handelte (die Marsatmosphäre besteht zu 96 Prozent aus Kohlendioxid), handelte es sich bei den nächsten acht gesammelten Proben um magmatische Gesteinskerne.

Sobald das NASA-Team ein Gestein für die Probenahme ausgewählt hat, beginnt der Bohrvorgang. Zuerst schneidet der Rover eine Abriebstelle ab und schabt dabei im Wesentlichen den oberen Teil eines Felsens ab; Nachdem der Fleck vom restlichen Staub befreit wurde, kann er von Geologen weiter analysiert werden. Wenn sich die Wissenschaftler dazu entschließen, eine Probe zu entnehmen, schaltet der Rover auf einen Bohrer um, der etwa 5 cm tief in das Gestein schneidet. Dann bricht der Rover die Probe ab und versiegelt sie hermetisch in einem Röhrchen. Die Röhren werden auf einem Lagergestell im Bauch des Rovers platziert.

Nach der Rückkehr zum ursprünglichen Landeplatz begab sich der Rover auf eine viermonatige schnelle Reise durch sehr glattes Gelände. Es wurden nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt, da es sich darauf konzentrierte, die Fächerfront zu erreichen, wo ein großer geologischer Übergang von magmatischen Gesteinen zu eher sedimentären Gesteinen erwartet wurde. Als Perseverance das Gebiet erreichte, begann der Rover einen mäandrierenden Weg, der entlang der Vorderseite hin und her führte. Es habe „das getan, was Geologen tun“, sagte Stack Morgan, indem es mehrere Gebiete erkundet und zu zuvor erkundeten Aufschlüssen zurückgekehrt ist.

Letztendlich wurden über einen Zeitraum von fünf Monaten neun Proben gesammelt – sieben Sedimentgesteinskerne und zwei Proben von Regolith, also losem Material. Eine vorläufige Analyse durch das Rover-Team auf der Erde ergab, dass die Kernproben Fluss-, Delta- und Seegrundumgebungen repräsentieren.

Dieser Teil der Kampagne unterstreicht auch die langfristige strategische Planung, die die NASA beim Betrieb eines Rovers in 140 Millionen Meilen Entfernung umsetzt. Während dieser ersten beiden Kampagnen hatte Perseverance im Rahmen eines Notfallplans im Wesentlichen paarweise Gesteinskernproben gesammelt.

Im Rahmen einer Partnerschaft mit der Europäischen Weltraumorganisation werden Vorkehrungen getroffen, um diese Proben Anfang oder Mitte der 2030er Jahre zur Erde zu bringen. Aber während dieser Kampagne fordert die NASA einen Notfallplan Depot-Caching wurde eingesetzt, um die doppelten Proben auf der Planetenoberfläche zu hinterlassen. Vom 21. Dezember 2022 bis zum 28. Januar 2023 platzierte der Rover zehn Probenröhrchen im Abstand von 15 bis 50 Fuß in einem sorgfältig kartierten Zickzackmuster. Das Jezero-Krater-Depot, auch „Three Forks“ genannt, ist nun ein einsatzbereiter Ersatz für den Fall, dass Perseverance die Proben nicht zur Erde liefern kann.

Letzte Woche kündigte das Jet Propulsion Laboratory der NASA Entlassungen im Zusammenhang mit der Mission an, Marsproben zur Erde zurückzuschicken. JPL wies auf Finanzierungsunsicherheiten und das Versäumnis des Kongresses hin, einen Haushalt für die NASA für 2024 zu verabschieden.

Haushaltsstau im Kongress führt zu erstaunlichen Entlassungen bei der NASA

Allerdings sagte Dewayne Washington, leitender Kommunikationsmanager für die Mars-Probenrückgabe, diese Woche: „Die NASA hat ein unabhängiges Prüfteam zur Bewertung des Mars-Probenrückgabeprogramms eingesetzt, das einen klaren Zeitplan und Plan für die Mission mit den bestmöglichen Budgetaussichten festlegen wird. Die Agentur hat ihre Pläne zur Bestätigung der offiziellen Kosten und des Zeitplans der Mission auf den Abschluss der Überprüfung verschoben, die im März erwartet wird.“

Als Perseverance auf dem Mars landete, beförderte es den ersten Hubschrauber der NASA im Weltraum, Ingenuity, der die Machbarkeit von Flügen auf abgelegenen Planeten testen sollte.

Der Hubschrauber erwies sich als fähiger Partner und flog dem Rover knapp voraus. Es nahm ein Video der Oberfläche auf und lieferte den Wissenschaftlern auf der Erde mehr Material, das sie bei der Entscheidung, wohin sie Perseverance bringen sollten, berücksichtigen konnten. Ein solcher Flug führte dazu, dass das Team den Rover umlenkte und die jüngste bisher gesammelte Gesteinsprobe freilegte. Damit erfüllte es ein wichtiges Ziel, nicht nur verschiedene Gesteinsarten, sondern auch Gesteine ​​aus unterschiedlichem Alter zu erfassen.

Am 25. Januar gab die NASA bekannt, dass Ingenuity bei seinem letzten Flug eine Woche zuvor einen Rotor beschädigt hatte und nicht mehr einsatzbereit war. Ingenuity war für nur fünf Flüge konzipiert, übertraf jedoch mit 72 Flügen über 11 Meilen die operativen Erwartungen.

Die im Rahmen dieser Kampagne gesammelten Proben zeigten Hinweise darauf, dass das Gestein von Flüssen abgelagert wurde. Zu den drei im Rahmen dieser Kampagne entnommenen Proben gehörte die erste Ansammlung von Gesteinskonglomeraten, die aus miteinander verkitteten, kieselgroßen Körnern bestehen. Dieses Konglomerat wurde außerhalb des Kraters gebildet und durch schnell fließendes Wasser in den Fächer getragen.

Die aktuelle Kampagne von Perseverance ist die Randeinheit, im Wesentlichen der „innere Rand“ des Jezero-Kraterrandes. Bilder des Mars aus früheren Orbitalmissionen haben starke Hinweise auf Karbonatablagerungen in dieser Einheit gezeigt. „Karbonat ist ein wichtiges Mineral für die Erfassung und das Verständnis der Marsatmosphäre, der Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre und dem Wasser an der Marsoberfläche, und es ist auch ein sehr biorelevantes Mineral, zumindest auf der Erde“, erklärte Stack Morgan. „Karbonate sind also ein ausgezeichnetes Mineral, das man vom Mars zurückbringen kann, sowohl aus geologischer Sicht als auch aus dem Verständnis der Entwicklung der Atmosphäre an der Oberfläche, aber auch aus astrobiologischen Gründen.“

Geplante Kampagne am Kraterrand

Für seine nächste Kampagne wird Perseverance weiterhin dem alten Flussbett bis zur Mündung der Bucht folgen, die den Rand des Canyons durchbricht. Die Kampagnenplanung hat begonnen und Wissenschaftler haben eine günstige Neigung am Rand gefunden, die der Rover höchstwahrscheinlich aus dem Krater nehmen wird. Während sich Perseverance den Rand hinauf bewegt, gehen Wissenschaftler davon aus, dass sich die Geologie in Art und Alter ändern wird, da sie sich von den Einflüssen der Wasserkräfte entfernt, die den Fächer- und Kraterboden darunter gebildet haben.

Der Rover hat Es sind noch 15 Probenröhrchen übrig. Es ist möglich, dass die Entscheidung darüber, wann die verbleibenden Röhren verwendet werden sollen, schwierig wird, da Wissenschaftler nicht jedes Gestein, das sie interessant finden, beproben können.

Stack Morgan sagte jedoch: „Angesichts der Realität beim Betrieb eines Mars-Rovers auf der Oberfläche neigen wir zu der Annahme, dass das größere Risiko darin besteht, dass wir möglicherweise nicht alle füllen, da der Fortschritt des Rovers langsam sein kann.“ Wir haben gezielt versucht, das Gefühl zu minimieren, dass die Röhren so wertvoll sind, dass die Messlatte unglaublich hoch liegen muss, um sie zu verwenden, und uns stattdessen erlauben zu sagen: „Ja, dieser Stein ist interessant.“ Ich denke, dieser Ansatz hat es uns ermöglicht, gute Fortschritte bei unseren Probenahmezielen zu erzielen.“

Wie viel mehr kann Perseverance erkunden?

Der Großteil der Hardware des Rovers und des Rovers selbst ist für eine Lebensdauer von 1½ Marsjahren bzw. etwa drei Erdenjahren geeignet, die er im Februar erreichen wird, sagte Stack Morgan. Obwohl es viele Unbekannte gibt, sagte sie, „gibt es die Hoffnung und die Erwartung, dass Perseverance noch viele weitere Jahre weiterbestehen kann.“ Andererseits gibt es auch diesen Zeitplan, wann Perseverance in der Lage sein müsste, sich mit zukünftigen Probensammelmissionen zu treffen. Diese Richtlinie wird in ein paar Monaten deutlich darlegen, wie unsere zukünftige Mission aussehen wird.“

Pfaddaten und Bilder wurden bereitgestellt von NASA, U.S. Geologische Befragung, JPL-Caltech. DC-Vektordaten bereitgestellt von Geografisches Informationssystem von DC. Grafikbearbeitung von Samuel Granados und Textbearbeitung von Melissa Ngo.