Mars 2020

2020 geplante astrobiologische Mars-Rover-Mission von NASA
Mars 2020
Phase: E / Status: aktiv

Typ: Raumsonde (Rover)
Land: Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Organisation: NASA und Jet Propulsion Laboratory
COSPAR-Bezeichnung: MARS-2020
Missionsdaten
Startdatum: 30. Juli, 07:50 Uhr Ortszeit
(bzw. 11:50 UTC, 4:50 Uhr PDT)[1][2]
Startplatz: Space Launch Complex 41
(Cape Canaveral Air Force Station)
Trägerrakete: Atlas V 541 (AV-088)
Landeplatz: Jezero (Marskrater)
Sonstiges
Vorherige
Mission:
Mars Science Laboratory
 
30. Juli 2020 Start
 
18. Februar 2021 Geplante Landung auf dem Mars
 
 
PIA23769-MarsPerseveranceRover-NamePlacard-20200326.jpg
3 SiliziumchipsB
PIA23712-Mars-SampleReturn-OrbitingContainer-Concept-20200225.jpg
BodenprobenbehälterC
PIA23496-MarsSampleReturnMission-Launching-20200210.jpg
Start der BodenprobenD

Mars 2020 ist die fünfte Mars-Rover- und erste Helikopter-Mission der NASA.

Mittels einer Atlas V-Trägerrakete wurde eine Raumsonde, in der sich der Rover und der Helikopter befinden, von Cape Canaveral am 30. Juli 2020 um 11:50 UTC in eine Erdumlaufbahn transportiert, ehe sich die Sonde nach einer Stunde von der Centaur-Oberstufe trennte und seitdem auf dem Weg zum Mars ist; ihre Ankunft auf dem Mars ist für den 18. Februar 2021 geplant.

Die Mission ist Teil des Mars Exploration Program der NASA. Der Mars-Rover trägt den Namen Perseverance – englisch für „Beharrlichkeit“.[2] Er soll Marsgestein im Hinblick auf geologische Prozesse und die geologische Geschichte des Planeten genauer untersuchen, um so unter anderem Erkenntnisse über etwaiges Leben auf dem Mars zu gewinnen.[3] Außerdem soll der 2,5 Milliarden Dollar teure Rover das Klima auf dem Planeten untersuchen.[2]

Es gibt Pläne, das vom Rover gewonnene Marsgestein mit einer darauf folgenden Mars-Sample-Return-Mission zur Erde zurückzubringen. Da der Rover auch Methoden prüft, Sauerstoff aus der Marsatmosphäre zu gewinnen, nach anderen Ressourcen (z. B. unterirdischem Wasser) sucht sowie Umweltbedingungen wie Wetter und Staub untersucht, ist die Mission Bestandteil der Vorbereitung für einen bemannten Marsflug.[3]

PlanungBearbeiten

Mars 2020 wurde am 4. Dezember 2012 während des Herbsttreffens der American Geophysical Union in San Francisco angekündigt. Am 31. Juli 2014 wurde die Landung des Rovers, welcher nach demselben Modell wie der Curiosity Rover gebaut werden soll, von der NASA angekündigt, nachdem über 60 Vorschläge für die Zusammensetzung der an Bord befindlichen Instrumente eingegangen waren.

Als geplanter Landeplatz wurde am 19. November 2018 der Jezero-Krater angekündigt,[4] welcher in dem Syrtis Major Planitia bei den Koordinaten 18° 51′ 18″ N, 77° 31′ 8,4″ O zu lokalisieren ist. Der schon vorher favorisierte Landeplatz[5] ist ein ehemaliges, 3,5 Milliarden Jahre altes Flussdelta im Krater. Die Alternativen waren alte hydrothermale Quellen im Nordosten der Hochebene Syrtis Major oder bei den Columbia Hills.[6]

Der Missionsstart wurde nach einer Verschiebung auf ein Fenster zwischen dem 30. Juli und dem 15. August 2020 angesetzt.[7] Der Rover sollte von einer 58 m hohen Atlas V-541 Rakete, also mit der ersten Stufe der Atlas V, 4 Feststoff-Boostern und der Centaur als zweiter Stufe von Cape Canaveral Air Force Station, Florida zum Mars gebracht werden[8]. Wissenschaftliche Instrumente wurden nach einem offenen Wettbewerb für die Ladung des Rovers im Juli 2014 ausgesucht, nachdem die Missionsziele bekannt gegeben wurden.

Der Rover ist mit zwei Mikrofonen ausgestattet, mit denen bei erfolgreicher Landung erstmals Töne vom Mars übertragen werden könnten. Zwar hatten bereits zwei vorhergehende NASA-Missionen Schallwandler an Bord, jedoch scheiterte die Landung von Mars Polar Lander, und das in der Kamera des Abstiegsmoduls von Phoenix eingebaute Mikrofon wurde nie aktiviert.[9] Jedoch konnten mit dem Mars-Lander InSight, der keine Mikrofone an Bord hat, Windgeräusche vom Mars durch Seismographen rekonstruiert werden.

Anmerkung
A In dieser Kapsel – beinahe baugleich mit dem Mars Science Laboratory – sollen die Perseverance und die Ingenuity, nach dem Abtrennen vom Marschflug-Modul, durch die Atmosphäre des Mars gelangen.
B 3 Siliziumchips, auf denen die Namen der Send your Name to Mars-Kampagne gespeichert sind.
C Behälter für die gesammelten Bodenproben. Sie werden in den Metallröhren am Ort der Probeentnahme liegen gelassen und sollen bei einer späteren Mars Sample Return vom Fetch Rover gesammelt werden.
D Künstlerische Darstellung zum Start der Bodenproben von der Oberfläche in den Marsorbit. Siehe: Mars Sample Return

Instrumente der Perseverance (Auswahl)Bearbeiten

Aufbau der Raumsonde


1: Marschflug-Modul 6: Fallschirmgehäuse 2: Kapsel
3: Abstiegsstufe 4: Rover (Perseverance) 5: Hitzeschild
Film (Animation), die die Probenaufnahme des Rovers veranschaulicht. (Dauer: 2:20 Min)
Film mit verschiedenen Phasen der Montage und Prüfung der Raumsonde. (Dauer: 39:20 Min)

Mastcam-ZBearbeiten

Mastcam-Z ist ein panoramisches und stereoskopisches Kamerasystem mit Zoomobjektiv. Das Instrument wird außerdem die Minerale auf der Oberfläche des Mars bestimmen und mit der Navigation helfen. Das Instrument wurde von der Gruppe um James Bell an der Arizona State University in Tempe entwickelt.[10] Gebaut wurde es unter anderem vom Malin Space Science Systems in San Diego, Kalifornien. Neben anderen US-amerikanischen Universitäten war bzw. ist auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt und die österreichische Joanneum Research GmbH an dem Projekt beteiligt.[11]

SuperCamBearbeiten

SuperCam ist ein Zusammenbau von vier Spektrometern, die per laserinduzierter Plasmaspektroskopie Analysen von Gesteinen und Böden durchführen und organische Verbindungen aufspüren kann. Mit der Supercam kann nach organischen Verbindungen in Steinen und Regolithen gesucht werden. Es wurde entwickelt um Biosignaturen von Mikroben auf dem Mars zu identifizieren.

Hauptsächlich wurde das Instrument von einem Team des Los Alamos National Laboratory, in Los Alamos, New Mexico, entwickelt, beigetragen haben aber auch die französische Raumfahrtagentur (Institut de Recherche en Astrophysique et Plane'tologie (CNES/IRAP)), Forschungseinrichtungen der Universitäten von Hawaii und der spanischen Universität Valladolid.[12]

Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL)Bearbeiten

Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL), ein Röntgenstrahlen-Fluoreszenzspektroskop, das auch mit einer hochauflösenden Kamera ausgestattet ist, die elementare Zusammensetzung der Marsoberfläche bestimmen soll. PIXL wurde von dem Team um Abigail Allwood, NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, gemacht.[13][14]

Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC)Bearbeiten

Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) ist ein Spektrometer, das mit ultra-violett Lasern die genaue Mineralogie, und organische Verbindungen bestimmt. SHERLOC wird das erste ultra-violett Raman-Spektrometer sein, das zum Mars fliegt. Es wurde von dem Team um Luther Beegle, NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornien, verwirklicht.[15][16]

The Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE)Bearbeiten

The Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) ist ein Instrument zur Erforschung einer Technologie, die das in der Atmosphäre vorhandene Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff verwandelt. MOXIE wurde von dem Team des Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, entworfen.[17]

Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA)Bearbeiten

Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) sind eine Reihe von Sensoren, die die Temperatur, Windgeschwindigkeit, Luftdruck, relative Feuchtigkeit, Staubkorngröße und Form messen. Diese Instrumente wurden von einem Team des Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial, Spanien, entworfen.[18]

The Radar Imager for Mars' Subsurface Exploration (RIMFAX)Bearbeiten

The Radar Imager for Mars' Subsurface Exploration (RIMFAX) ist ein Bodenradar, das die geologische Struktur, Dichte sowie Gesteine und Meteoriten analysiert und unterirdisches Wassereis und Sole in zehn Metern Tiefe erkennt. Norwegens Forsvarets forskningsinstitutt hat das Instrument entwickelt.[19][20]

HelikopterdrohneBearbeiten

Im Rahmen der Mars-2020-Mission soll erstmals eine Helikopterdrohne auf einem anderen Himmelskörper eingesetzt werden, der Mars Helicopter,[21][22] auch Ingenuity (englisch für Einfallsreichtum, Erfindungsgabe) genannt.[23]

Die Drohne ist solarbetrieben und wiegt 1,8 Kilogramm. Um auf dem Mars abheben zu können, erreichen die Rotorblätter 3000 Umdrehungen pro Minute und sind damit rund zehnmal schneller als bei einem Helikopter auf der Erde.[24]

Außer Kameras befinden sich an ihr keine Gerätschaften.[25] Sie soll die beste Fahrroute für den Rover ermitteln und gilt als Testobjekt für etwaige zukünftige Flugobjekte auf dem Mars.[26]

GalerieBearbeiten

Anmerkung
1 Künstlerische Darstellung der Perseverance – der Rover ist, neben den bereits beschriebenen Messinstrumenten, auch mit 23 Kameras und zwei Mikrofonen ausgestattet.
2 Zusammenbau des Marschflug-Moduls, das während der Strecke von der Erde zum Mars die Sonde steuert.
3 Abstiegsstufe, mit der der Rover und der Helikopter sicher auf der Marsoberfläche landen sollen.
4 Prüfung des Schwerpunkts zur Feststellung des Zeitpunkts einer gleichmäßigen Kraftverteilung an der Abstiegsstufe.
5 Blick von oben auf die Abstiegsstufe mit dem darunter befindlichen Mars-Rover Perseverance.
6 Raumsonde zur Phase des Abstiegs und Landung auf der Marsoberfläche – Blick von unten auf den Rover und das Marschflug-Modul. An der Unterseite des Rovers ist die Helikopter-Drohne zu sehen.
7 Arbeiten an den Solarzellenflächen am Marschflug-Modul – „umgedreht aufgehängt“ – in einer Testkammer.
8 Technisch-wissenschaftliche Instrumente der Mars-2020-Mission in Englisch.
9 Der Kühler, an dem die Radionuklidbatterie (MMRTG – Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) befestigt wird, ist hier mitte-rechts im Bild sichtbar.
10 23 Kameras insgesamt – 9 Kameras zur technischen Anwendung, 7 Kameras zur wissenschaftlichen Anwendung und 7 Kameras der Navigation für Eintritt, Abstieg und Landung auf dem Mars.
11 Die Supercam der Perseverance besteht aus einer Kamera und zwei Lasern und vier Spektrometern, um per laserinduzierter Plasmaspektroskopie Analysen von Gesteinen und Böden durchzuführen und organische Verbindungen aufzuspüren, um dadurch Biosignaturen von Mikroben auf dem Mars zu identifizieren.
12 SHERLOC – Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals – ein Raman-Spektrometer zur genauen Analyse der Mineralogie und Chemische Verbindung der Proben.

Siehe auchBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Launch – Mars 2020 Mission, Perseverance Rover Launch. mars.nasa.gov, abgerufen am 5. Juli 2020 (englisch).
  2. a b c pgo/dpa: Nasa gibt grünes Licht für Start des Marsrover "Perseverance". DER SPIEGEL - Wissenschaft, 27. Juli 2020, abgerufen am 27. Juli 2020.
  3. a b Mars 2020 Mission Overview. NASA, abgerufen am 2. August 2019 (englisch).
  4. NASA Announces Landing Site for Mars 2020 Rover. In: NASA. 19. November 2018, abgerufen am 20. November 2018 (englisch).
  5. PIA19303: A Possible Landing Site for the 2020 Mission: Jezero Crater. National Aeronautics and Space Administration - NASA, abgerufen am 29. Mai 2016 (englisch).
  6. Landeplätze für neuen Marsrover ausgewählt. In: www.scinexx.de, abgerufen am 14. Februar 2017
  7. Stephen Clark: Spaceflight Now – NASA delays Mars rover launch to no earlier than July 30. In: spaceflightnow.com. Abgerufen am 1. Juli 2020 (amerikanisches Englisch).
  8. Launch Vehicle - Mars 2020 Rover. In: NASA. Abgerufen am 21. Mai 2017 (englisch).
  9. a b Microphones – Microphones on the Perseverance Rover. In: NASA. 29. Juli 2011, abgerufen am 3. Dezember 2019 (englisch).
  10. NASA Announces Mars 2020 Rover Payload to Explore the Red Planet as Never Before | Mars News. NASA, abgerufen am 20. Mai 2017.
  11. Mastcam-Z Team Members. NASA, abgerufen am 18. Juni 2020 (englisch).
  12. Karen Northon: NASA Signs Agreements to Advance Journey to Mars. In: www.nasa.gov. 16. Juni 2015, abgerufen am 19. Juni 2020 (englisch).
  13. Mars 2020 Rover's PIXL to Focus X-Rays on Tiny Targets. In: Jet Propulsion Laboratory – JPL. Abgerufen am 19. Juni 2020 (englisch).
  14. David R. Thompson, Abigail Allwood, Christopher Assad, David Flannery, Robert Hodyss, Emily Knowles, Lawrence Wade: Adaptive sampling for rover x-ray lithochemistry (Memento vom 8. August 2014 im Internet Archive). PDF-Datei; 3,2 MB. In: www.davidraythompson.com, abgerufen 19. Juni 2020. (englisch)
  15. SHERLOC to Micro-Map Mars Minerals and Carbon Rings. Jet Propulsion Laboratory, abgerufen am 19. Juni 2020 (englisch).
  16. 11thInternationalGeoRamanConference(2014). (PDF-Datei; 320 kB) Universities Space Research Association – USRA Houston, abgerufen am 20. Juni 2020 (englisch).
  17. NASA TechPort. NASA, abgerufen am 19. Juni 2020 (englisch).
  18. Space Technology: Game Changing Development | In-Situ Resource Utilization (ISRU). NASA, 2. April 2015, abgerufen am 19. Juni 2020 (englisch).
  19. Emily Chung: Mars 2020 rover's RIMFAX radar will 'see' deep underground. In: www.cbc.ca. 19. August 2014, abgerufen am 20. Juni 2020 (englisch).
  20. Radar Imager for Mars' Subsurface Exploration (RIMFAX). mars.nasa.gov, abgerufen am 19. Juni 2020 (englisch).
  21. Dieser Hubschrauber soll über dem Mars fliegen. In: Welt, 21. April 2020.
  22. Mars Helicopter. In: NASA, abgerufen am 23. April 2020. (englisch)
  23. Alabama High School Student Names NASA's Mars Helicopter. In: NASA, 29. April 2020. (englisch)
  24. tagesschau.de: NASA startet neue Mission - Nächster Halt: Mars. Abgerufen am 30. Juli 2020.
  25. a b Karen Northon: Mars Helicopter to Fly on NASA’s Next Red Planet Rover Mission. In: www.nasa.gov. 11. Mai 2018, abgerufen am 30. April 2019 (englisch).
  26. Jonathan Amos: Nasa prepares tiny chopper for Mars flight. In: BBC News. 29. August 2019 (englisch, bbc.com [abgerufen am 19. Juni 2020]).
  27. PTI: NASA's Mars 2020 mission: NASA's 2020 Mars rover to have 23 'eyes' - Times of India. 1. November 2017, abgerufen am 19. Juni 2020 (englisch).
  28. NASA's Next Mars Rover Progresses Toward 2020 Launch. National Aeronautics and Space Administration - NASA, 15. Juli 2012, abgerufen am 15. Juli 2012 (englisch).