Mars Rover Spirit und Opportunity

Auch wenn die jetzigen Sturmsysteme auf dem Mars nicht so schlimm sind wie 2001, als der gesamte Mars für Monate in eine Staubwolke eingehüllt war, wird es doch etliche Wochen dauern, bis sich die Atmosphäre wieder soweit aufgeklart hat, dass auch die anderen Mars-Satelliten wieder wie gewohnt arbeiten können. Die NASA ist mittlerweile auch etwas weniger um die Rover besorgt, die Temperaturen im sommerlichen Mars sind schon hoch genug, dass die nächstliche Auskühlung nicht so hoch wie sonst ist, die Rover also weniger Energie für die Wärmeerzeugung verbrauchen müssen. Die "Expeditionsfahrt" in den Krater ist aber bis auf weiteres ausgesetzt. Die BIlder von den Rovern sind durch den Sturm stark beeinträchtigt, zum einen durch die Störungen auf der FUnkstrecke, zum anderen bringen die reflektierenden Staubkörner in der Atmosphäre die Kameras mehr durcheinander als gedacht.

Die tägliche Stromerzeugng von Opportunity ist runter auf 280 Watt, sobald es noch weiter sinkt, wird man als erste Maßnahme die Zahl der Funkkontakte reduzieren. Dadurch wird man zwar weniger Daten übertragen können, aber zum einen kann man diese eine ganze Weile zwischenspeichern und zum anderen sind die Daten im Augenblick nicht so interessant ud die reinen Wetterdaten brauchen nicht so viel.

Sobald der Sturm sich gelegt haben sollte, würde der Rover die 30 Meter zum Startpunkt des Abstieges rollen.

Die Überlebenschancen für Opportunits sind mittlerweile sehr schlecht. Obwohl beide Rover recht robust gebaut sind, un mit dem Wind und Staub von mechanischen Standpunkt aus fertig werden sollten, macht die immer weiter absinkende Stromversorgung allen beteiligten Stellen sehr viel Sorgen. Am Mittwoch sank die Tagesstromproduktion auf 128 Wattstunden ab, 130 werden benötigt, um überhaupt noch eine Kommunikation mit der Erde führen zu können. Opportunits wurde daher angewiesen, die Kommunikation mit der Erde für die nächsten Tage zu überspringen und statt dessen die verbleibenden Stromreserven für den Betrieb der elektischen Heizsyseme für die Bordelektronik zu nutzen.

Auch bei Spirit wurden diverse Funktionen bereits abgeschaltet und ein Energiesparprogramm initialisiert, auch wenn Spirit noch die besten Überlebenschancen hat.

Die Frustration und Sorge ist natürlich bei allen Beteiligten extrem hoch, besonders, da Opportunits nur noch ein paar Tage benötigt hätte, damit man viele wertvolle technsiche Daten beim Abstieg hätte sammeln können.

Die gesamte Mars-Atmosphäre ist nunmehr von dem Staubeintrag durch die Stürme betroffen, der Mars hat somit erneut einen "Red-Out", was die Prognose für die Zukunft der beiden Rover weiter verschlechtert.

Unverhofft gute Nachrichten kommen soeben von der NASA. Den beiden Rovern geht es recht gut. Die Energiesparmaßnahmen haben sehr gut funktioniert, die beiden Rover haben jeweils mehr Energie produziert, als verbraucht und sich so eine Reserve geschaffen. In der Tat sind die Batterien zwischenzeitlich voll gelanden.

Dies gelang auch, weil sich die Mars-Atmosphäre erstaunlicherweise schon von dem Staubsturm zu erholen beginnt. Der Tau-Wert, der die Menge der Schwebeteilchen in der Atmosphäre angibt, ist von 5 auf 4 gesunken. Normal ist auf dem Mars ein Wert von 1. Es kann aber auch sein, dass die Reflektion des Sonnenlichts durch die Staubkörner nicht ganz so funktioniert wie auf der Erde, so dass die Photovoltaik-Flächen durchaus mehr Sonnenlicht einfangne konnten. Man hat noch keine wirklichen Erfahrungswerte mit solchen Stürmen.

Man wird noch einige Tage abwarten, wie sich die Lage entwickelt, aber man ist doch nun wieder etwas optimisitischer, dass Opportunity doch noch zu seinem Abstieg in den Victoria-Krater kommt.

http://www.space.com/scienceastronom...rs_update.html

Die NASA ist mittlerweile wieder bedingt optimistisch, dass die beiden ROver den Sandsturm überstehen können, während sich die Situation bei Spirit etwas verschlechtert hat, aber noch besser als bei Opportunity ist, beginnt es sich auch bei Opportunity wieder besser zu werden. Die Stürme sind zwar noch nicht wieder zum erliegen gekommen, aber der aufgewirbelte Staub verteilt sich immer weiter in der Athmosphäre und führt so zu einer verminderung der Konzentration in den unmittelbar vom Sturm betroffenen Gebieten.

Da sich die Durchsetzung der Atmosphäre mit Staub in der letzten Woche nicht - wie erwartet - weiter verbessert hat, sinken die Überlebenschancen für Opportunity wieder. Zudem verstärken sich die Staubablagerungen auf den photovoltaik-Flächen, was die Möglichkeit das wenige am Boden ankommende Sonnenlicht in Energie umzuwandeln weiter beeinträchtigt. Seit dem 18. Juli ist ein besonders strenges Energiesparprogramm in Kraft, welches Opportunity gerade so seine weitere Funktionsfähigkeit ermöglicht, da die wenige Energie für die Heizsysteme des Rovers genutzt werden, aber die Auskühlung des Gesamtsystemes, besonders des aus Elektronik bestehenden Kerns nimmt zu. Sonst hat die Nutzung der verschiedenen Systeme zusätzliche Wärme gebracht, jetzt ist der Rover allein auf die Heizsysteme angewiesen.

Und obwohl es etwas wärmer als sonst auf dem Mars ist, wird es dort derzeit in der Nacht -35°C kalt, ab 32°C schalten sich automatisch spezielle Heizsysteme zu, die mehr Energie verbrauchen könnten, als Opprotunity tagsüber wieder produzieren kann, was bald zu einer Erschöpfung der Battiere führen könnte.

Um die Zuschaltung dieser speziellen Heizsysteme zu verhindern, versucht man nun die das längere Laufenlassen bestimmter elektronischer Komponenten wieder etwas mehr Wärme im Kern direkt zu erzeugen. Ein heikler Balanceakt, denn auch dadurch wird ja Energie verbraucht.

In dieser Situation besteht das Risiko, dass die automatische Überwachung des Rovers auf einen Notfall in der Stromversorgung entscheidet, den Rover komplett in den Schlafmodus versetzt und die Batterien komplett aus der Stromversorgung herausnimmt, um sie zu laden. Gemäß dieser automatischen Notfallprozedur, würde der Rover jeden Tag überprüfen, ob er genug Strom hat, um aus dem Schlafmodus wieder hochzufahren und eine Kommunikation mit der Erde aufzubauen. Reicht die Energie aber nicht aus, würde der Rover in Schlafmodus bleiben, möglicherweise über Monate. Man hätte dann keine Kontrolle mehr über die Rover und wüßte auch nicht, ob sie nur schlafen oder gar wegen Erschöpfung der Batterien komplett ausgefallen sind, denn die Stromerzeugung benötigt eine gewisse Steuerung vom Bordcomputer, könnte also nicht vollständig autonom irgendwann die Batterien wieder laden, so dass der ROver-Bordcomputer dann plötzlich wieder zum Leben erwacht. Man hatte darüber nachgedacht, eine solche Schaltungsvariante einzubauen, hat es aber wegen verschiedener Probleme, die sich hieraus ergeben dann doch nicht getan, auf bei den weiteren Rovern für Mars und Mond sind solche Schaltungen nicht vorgesehen. Möglicherweise wird man nun noch mal darüber nachdenken, wie man hier eine Lösung finden kann.

Die Situation bei Spirit ist ähnlich, die atmosphärische Verunreinigung ist nun auf dem Mars überall gleich.

Irgendwie verstehe ich nicht ganz, warum die NASA keine Möglichkeit zum Putzen der Solarpanels vorsah. Eine ein Scheibenwischer oder eine abziehbare Folie inklusive entsprechender Mechanik anzubringen wäre ja wirklich eine Kleinigkeit gegenüber all den wissenschaftlichen Instrumenten an Bord, sowohl technologisch als auch vom Gewicht her.

Sicherlich war bei der ursprünglich geplanten Missionsdauer die Verschmutzung der Solarpanels noch kein Thema, andererseits muss sich die NASA wohl schon damals gewusst haben, dass sie die Lebensdauer extrem pessimistisch einschätzt und eine reelle Chance besteht, die Rover wesentlich länger zu nutzen. So ist es schon schade, dass die Geräte deswegen wohl bald einmal versagen werden.

Naja, ich weiß nicht, ob die ursprünglichen 90 Tage wirklich so pessimistisch waren. Wenn man bedenkt, wie viele Missionen fehlgeschlagen sind und dass die Vorgängermission Pathfinder auch nur 83 Tagen gedauert hatte. Natürlich war man sich sicher, dass die Mission unter guten Umständen auch länger dauern könnte, besonders da man die technischen Probleme, die das Ende von Pathfinder absehbar machten (Batterie konnte sich nur 40 mal erneut laden, jedes Mal mit Leistungsverlust), diesmal nicht hatte, aber wir sind trotzdem weit jenseits dessen, was man geplant hatte. Da die Photovoltaikflächen sich während des Transportes zum Mars in einem geklappten Zustand befanden, kann es keine Mechanik geben, die diese Flächen regelmäßig säubert. Folien scheiden klar aus, weil Kleber im All Probleme hat und die Fläche so groß ist, das die Gefahr bestände, dass die Folie sich irgendwo am Rover verfängt, vom Kraftaufwand bei so einer Fläche mal ganz abgesehen. Zudem würde sich die Folie sehr schnell verfärben. Die NASA hat bei allen Plastikteilen in früheren Shuttle-Missionen eine starke Veränderung durch chemische Reaktionen festgestellt.

Das Problem sind derzeit aber gar nicht die Staubablagerungen, sondern dass einfach zu wenig Sonnenlicht am Boden ankommt. Es gibt schon ein paar mechanische Tricks, mittels derer man eine Staubablagerung zum teilweisen abrutschen bringen kann, aber was notwendig und möglich ist, wird man sehen, wenn sich der Staub gesetzt hat.

Einzig ein kleines Gebläse würde nach NASA Ansicht in Betracht kommen, aber keiner baut etwas ein, was man auch so auf dem Mars bekommen kann. Jedes Teil erhöht die Komplexität, vergrößert das Volumen und das Gewicht.

Ein Sturm wie jetzt wurde von der NASA von Anfang an als ein unbeherrschbarer Missionsbeendigungsgrund angesehen.