Mars Rover Spirit und Opportunity

Diskutiere Mars Rover Spirit und Opportunity im Raumfahrt Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Zum einen wieder mal vielen Dank an mcnoch für die (praktisch live:D) Berichterstattung.:TOP: Zum anderen der Hinweis, dass der rote Planet...
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Alien
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Zum einen wieder mal vielen Dank an mcnoch für die (praktisch live:D) Berichterstattung.:TOP:

Zum anderen der Hinweis, dass der rote Planet zum 27. Januar hin mal wieder für längere Zeit die größte Erdnähe erreichen wird und für Beobachtungen wieder ganz interessant ist/wird. Zwar nur halb so groß wie bei der Jahrhundertopposition 2003, aber mit geeignetem Instrumentarium immerhin live
Strukturen zu erkennen und nicht nur im Bilderbuch.

Werde bei passendem Wetter meinen 5 Zoll Refraktor auch mal wieder ausrichten und mein neues 4mm Planetenokular testen.

Ein Link mit Interessantem zur Position/Beobachtung:
http://news.astronomie.info/sky200912/thema.html
 
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wie muss man sich denn "eingraben" denn so vorstellen?
Da die Fotovoltaikflächen waagrecht montiert sind (siehe NASA-Illustration) und die Sonne während langer Zeit des Marswinters nicht oder kaum über den Horizont steigt, fallen kaum noch Sonnenstrahlen auf diese Flächen. Schon eine kleine Abwinkelung gegen die Sonne und der Rover stellt sich quasi selber in den Schatten. Was man daher plant, ist dass sich die Räder auf der linken, der Sonne zugewandten Seite so tief wie möglich eingraben und der Rover so in Richtung Sonne kippt, was den Winkel der Fotovoltaikflächen zur Sonne verbessern würde und auch die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass ein Windhauch die Staubablagerungen leichter abtragen kann, denn auch diese blockieren zunehmend das Sonnenlicht. Von hinten würde es wie ein mit zwei Rädern auf einem Bordstein parkendes Auto aussehen. Optimal wäre ein Winkel von 20°-22°, aber das ist nicht realistisch und wurde nur erreicht, indem man den Rover "bergauffahrend" am Hang gestoppt hatte. Der Rover steckt nun aber fest und man kann ihn somit nicht in eine bessere Position manövrieren. Könnte man die Fotovoltaikflächen etwas hochklappen, hätte man dieses Problem nicht, aber dies war bautechnisch nicht möglich, das zusätzliche Gelenk und der Aufstellmechanismus hätten nicht mehr reingepasst.
 
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Gute Nachrichten von beiden Rovern. Opportunity ist wieder unterwegs, aber der längere Zwischenstopp war für die Wissenschaftler sehr ergiebig, denn bei dem Stein, den Opportunity so ausführlich untersucht hat, handelt es sich um ein Bruchstück aus einer geologisch tiefer liegenden Region der Marsoberfläche. Offensichtlich wurde dieses Felsstück beim Einschlag eines Meteoriten aus dem tieferen Inneren eines Krater hinausgeschleudert. Es ist erst der zweite Gesteinsbrocken dieser Art, den die Wissenschaftler dank der Rover untersuchen konnten.

Von Spirit gibt es auch mal ein paar positive Nachrichten. Man hat den Rover ja nun im Rückwärtsgang fahren lassen und bei zwei Fahraufträgen gut 6,5 cm zurückgelegt, auch wenn man dabei die knapp 3 cm, für die man im Vorwärtsgang so lange gebraucht hat, wieder überfuhr. Man war mit der erreichten Bodenhaftung sehr zufrieden, da sich diese im Verlaufe des zweiten Manövers etwas verbessert hatte. Durch die Bewegung war es vorübergehend auch gelungen, den Winkel der Fotovoltaikflächen zur Sonne um mehr als 1° zu verbessern, dieser Vorteil wurde aber durch die weitere Fahrbewegung wieder zu Nichte gemacht. Man ist nach diesen beiden Manövern aber durchaus wieder etwas ermutigt, dass es mit Spirit doch noch nicht zu ende sein könnte. Weitere Manöver werden folgen.
 
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Trotz gewisser, kleiner Fortschritte mit der Rückwärtsfahrt, hat die NASA nun beschlossen Spirit zukünftig nur noch als stationäre Forschungsstation zu nutzen. Die verbliebene Mobilität soll in den nächsten Wochen dazu genutzt werden, den Rover so zu positionieren, dass er besser durch den langen Winter kommt. Hauptbeweggrund für diese Entscheidung ist der Ausfall des zweiten Rades. Der Rover verfügt damit auf der einen Seite nur noch über ein einziges Rad und ist damit kaum noch in der Lage selbst kleinere Erhebungen zu überfahren. Zudem musste die NASA/JPL einsehen, dass sich der Rover wohl selbst mit allen sechs Rädern nicht mehr aus der Lage befreien könnte. Auf der Erde hätte man einen Abschleppdienst gerufen, auf dem Mars geht dies nicht. Der Aufwand, der getrieben wurde, um Spirit zu befreien steht nun in keinem Verhältnis mehr zum Nutzen, z.B. durch Wissensgewinn über den Umgang mit solchen Situationen. Daher hat man beschlossen, die Befreiung von Spirit aufzugeben und ihn künftig stationär zu nutzen.

Sollte Spirit den Winter überstehen, was im Augenblick nicht als gesichert gilt, gäbe es eine Vielzahl von wissenschaftlichen Beobachtungen, die Spirit mit seinen Instrumenten erbringen kann. Im optimalen Falle könnte Spirit über Jahre Beobachtungen zur Erde zurückfunken und seine Nützlichkeit für die Wissenschaft durch bislang fast völlig fehlende Langzeitbeobachtungen vom Mars weiter untermauern.
 

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Habe es heute in der FAZ gelesen. Schade. Dann beginnt jetzt das dritte Leben als "Wetterstation". :)
 
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Da für Spirit der Winter nun schnell naht, unternimmt man derzeit eine Reihe von Fahrmanövern, um den Rover in eine bessere Position zur Sonne zu bringen. Der Rover hat sich zwar durch wiederholte Rückwärtsfahrmanöver schon um einige Zentimeter bewegt und auch etwas an Höhe gewonnen, aber steht nach wie vor unverändert ungünstig, um die schwache und niedrige Wintersonne einzufangen. Die eigene Energieproduktion ist bereits stark abgesunken, aber noch nicht problematisch.

Opportunity ist mittlerweile seit seiner Landung über 12 Meilen auf dem Mars gefahren und studiert derzeit den "Concepcion" Krater. 3,3 Meilen davon allein im letzten Jahr. Und es sollen noch mehr werden, denn das Ziel der Victoria Krater ist ja vom Endeavour Krater 19 km entfernt.
 
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Spirit ist nun in seiner endgültigen Position für die Überwinterung angekommen. Man mag es nicht riskieren noch weiter zu manövrieren, denn bei den letzten Fahrversuchen wäre der Rover fast noch weiter nach Süden abgekippt, als er eh schon steht. Nur durch ein Drehmanöver konnte man die Position noch etwas verbessern. Trotzdem wird er in einer ziemlichen Ausgangslage stehen. Der erreichte Anstellwinkel zur Sonne liegt bei 9° nach Süden, bei den früheren Wintern war der Rover mit deutlich höheren Anstellwinkeln jeweils nach Norden ausgerichtet, um ein Maximum der raren Sonnenstunden im Winter zu erreichen. Der Rover wird sich daher gemäß seiner Programmierung über viele Monate hinweg in den Winterschlaf-Modus versetzen. Man hat bereits begonnen, für diese Position optimierte Befehlssätze für Betrieb und Funkverbindungen einzuspielen, aber die Aussichten sind nicht gut. Die letzten Winter waren selbst in optimalen Positionen eine sehr knappe Angelegenheiten. Abgesehen von einem Minimum an meteorologischen Daten wird der Rover in dieser Zeit eh nichts an Daten sammeln und diese Daten sammelt er auch nur, weil er sie für seinen eigenen Betrieb benötigt. Sobald die Stromversorgung weiter absinkt, wird nur noch das zentrale Zeitmesssystem und die Batteriekontrolle laufen.

Derzeit produziert er noch 185 Wattstunden am Tag, aber die Werte werden jetzt sehr schnell runtergehen, vermutlich wird der Rover schon in ein paar Wochen in den Winterschlaf-Modus wechseln.

Opportunity hingegen, der sich mehr im Bereich des Mars-Äquators aufhält und für den Winter keinerlei besondere Vorkehrungen treffen muss, ist fleißig am forschen. Derzeit untersucht er eine geologische Gesteinsformation, die "Chocolate Hills" genannt wird, weil sie wir ein kleiner Haufen Schokoladenstücke aussehen. Besonderes wissenschaftliches Interesse hat dabei die dunkle, bräunliche Oberfläche verschiedener Felsen in dieser Gegend erregt. Opportunity wird daher die chemische Zusammensetzung mit seinen Instrumenten untersuchen. Dieser "Überzug" könnte eine durch Wasser oder Wind verwitterte Gesteinsschicht sein oder aber bei einem Meteoriten-Einschlag geschmolzenes Gestein. Das NASA/JPL Foto zeigt die Formation.
 
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Der Umstand, dass Spirit sich nicht mehr bewegen wird hat ein unerwartetes neues Forschungsfeld für ihn eröffnet. Dank der genauen Ortung seiner Funksignale kann man nun sehr viel besser als bisher die Eigenbewegung des Mars nachvollziehen, besonders die kleinen Schwankungen, das Wackeln und Schütteln des Planeten, welches durch den Zustand seines Kerns verursacht wird. Aus diesen Bewegungen kann man - wie auch bei der Erde - auf die Zusammensetzung und Massenverteilung des Marskerns schließen. Satelliten in der Umlaufbahn konnten diese feinen Beobachtungen bislang nicht liefern. Die Daten von einigen Monaten hat man ja schon gesammelt, nun hoffen alle, dass er möglichst lange noch durchhält und viel zur Klärung dieser Frage beitragen kann.
 
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Opportunity ist wieder zurück auf seinem ursprünglichen Weg zum Endeavour-Krater, nachdem die Erforschung der "Concepcion" getauften Gesteinsformation erfolgreich abgeschlossen wurde. Dabei wurde auch das neue AEGIS Steuerungssoftware abschließend getestet, die die bestehenden Informationsquellen noch besser für die autonome Streckenplanung nutzen kann.

Spirit ist bereits in seinem Winterprogramm, welches aus nur zwei Aktivitäten besteht. Täglich einmal "aufwachen" und die Energie und Lichtverhältnisse prüfen und einmal die Woche aus einer Funkmeldung zur Erde mit den so gesammelten Daten der letzten Woche. "Den Winter überleben" ist für Spirit jetzt das einzige Ziel. Sollte dies gelingen, steht ihm auch als statische Forschungsstation möglicherweise ein bunteres Forschungsprogramm bevor, als viele zunächst gedacht haben. Auf eine Anfrage des JPL an befreundete Institute für Vorschläge für mögliche Forschungsprojekte kamen nicht nur die erwarteten Vorschläge, sondern auch eine Reihe neuer Ideen, über die man während des nun anstehenden Mars-Winters beraten wird und von denen man so viele wie möglich umsetzen möchte.

Bei beiden Rovern wurde soviel der ursprünglichen Software für die Betriebssteuerung und den Forschungsbetrieb ausgetauscht, dass man das flexiblere Software-System bei diesen Rovern nun als Basis auch für zukünftige Missionen nutzen will. Über ihren rein wissenschaftlichen Auftrag hinaus, haben sie sich auch für die Software-Entwickler als ein äußerst ergiebiges Projekt bewiesen.
 
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Für Spirit beginnt jetzt der ernste Winter, der Rover ist in den nicht mehr beheizten Zonen bereits auf -41 ° C runtergekühlt. Checks ergaben, dass der Rover mit 139 Wattstunden Energieproduktion derzeit noch genug Energie für den eigenen Verbrauch produziert. Dies kann sich aber bald ändern, dann wechselt der Rover in den Winterschlaf-Modus und schaltet noch mehr Systeme ab.

Opportunity hingegen macht weiterhin gute Fahrt, letzte Woche allein 285 Meter und bis auf weiteres bleibt es auch beim Fahrprogramm, nachdem man in den letzten Monaten doch einige interessante Zufallstreffer am Wegesrand erforscht hatte.
 
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Während die Wissenschaftler immer noch über einigen unerwarteten Forschungsdaten von Opportunitys Zwischenstopp bei den "Chocolate Hills" grübeln, rollt der Rover fleißig weiter auf sein Ziel zu. Dabei kam neben einer verbesserten Kamerasoftware auch eine neue Steuerungssoftware zum Einsatz. Beide Tests verliefen positiv. Dank der beiden neuen Software-Pakete ist der Rover nun in der Lage aus einem selbst-erzeugten Panorama-Bild die interessantesten Stellen herauszusuchen und eigenständig seinen Weg dorthin zu suchen.

Die Wissenschaftler hoffen so auf noch mehr Zufallstreffer wie die "Chocolate Hills", gerade weil es die Wissenschaftler vor ständig neue Fragen stellt und alte Einschätzungen z.B. zu den - immer interessanter werdenden - "Blueberrys" über den Haufen wirft, die längst von einem exotischen Einzelbefund zu einem geologischen Massenphänomen auf dem Mars geworden sind und deutlich mehr Aufmerksamkeit erfordern werden, als man ihnen bislang hat zukommen lassen. Aber genau dies ist ja der Sinn und Zweck der Forschungsreisen der Rover. Sie sollen eben nicht nur alte Meinungsstände in der Wissenschaft untermauern - auch wenn das gut fürs Ego vieler Wissenschaftler ist - sondern durch neue Befunde die alten Meinungsstände immer wieder über den Haufen werfen, damit man Schritt für Schritt an die geologische Komplexität auf dem Mars herankommt.
 
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Spirit ist wohl schon vor einigen Tagen von seiner Steuerungsautomatik in den Winterschlaf versetzt worden. Der Ladestatus der Batteriezellen war bei den zuletzt gefunkten Statusmeldung immer schwächer geworden, so dass man nun, nachdem sich Spirit während eines geplanten Kommunikationsfensters nicht mehr gemeldet hat, davon ausgeht, das er mangels ausreichender Stromreserven in den Winterschlaf/Überlebensmodus gewechselt hat.
 
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Opportunity hat entlang seiner Wegstrecke mal schnell in zwei schon stark erodierte Zwillingskrater reingeschaut, aber nur für ein paar Fotos vom Inneren halt gemacht und ist dann weiter in Richtung auf sein Zielgebiet gerollt. Da die Stromproduktion wegen des Winters und der dichter werdenden Staubschicht auf den PV-Flächen stark gesunken ist, nur derzeit nur noch bei 280 Wattstunden am Tag liegt, muss der Rover immer mal wieder einen Tag Pause einlegen, damit seine Batterien wieder vollgeladen werden können.

Der Rover, der für eine Gesamtfahrstrecke von 600 Metern ausgelegt war, hat übrigens mittlerweile die 20 km Grenze überschritten. Um in sein neues Zielgebiet zu kommen, muss er aber noch weitere 12 km fahren.
 
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Der Rover Opportunity hatte in den letzten Tagen etwas Probleme. Auf seinem Fahrprogramm stand eine recht scharfe Kurve in einem wellenförmigen Sandgelände. Die dabei entstehenden Bewegungs- und Betriebsdaten haben zweimal die automatische Steuerung zu einem Abbruch des Manövers veranlasst. Beim ersten Mal war es eine Überschreitung der Leistungsaufnahme eines Motors, der das am weitesten außen liegende Rad gleichzeitig durch die Kurve und einen Sanderhebung hochfahren musste, das andere mal gab einer der Slip-Sensoren Alarm. Der Rover hat die enge Kurve nun aber hinter sich und kann beim nächsten Fahrmanöver in diesem nicht ganz zu unterschätzendem Terrain wieder mehr oder minder geradeaus fahren.
 
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Von Spirit war in den letzten Tagen nichts mehr zu hören, er ist wahrscheinlich in den Winter-Notfallbetrieb gewechselt und keiner kann genau sagen, ob und wenn wann er wieder aus diesem herauskommt.

Opportunity ist weiter mit seinem Fahrprogramm beschäftigt. Dabei ist er absichtlich über einige Bodenwellen gefahren, um mehr Daten für sein Fahrstrecken-Planungsprogramm zu sammeln. Zwei der Räder, rechts vorne und in der Mitte rechts scheinen derzeit ein paar kleinere Probleme zu entwickeln, die sich in erhöhtem Stromverbrauch ihrer Antriebsmotoren auswirken. Man wird dies im Auge behalten, oftmals waren es einfach Verunreinigungen oder gewisse Überbeanspruchungen.
 
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Für Spirit wird es bald wieder besser werden - hofft man - die Wintersonnenwende auf dem Mars steht in knapp drei Wochen an, dann sollte es langsam wieder mehr Sonnenlicht geben. Allerdings weiß man nicht, wie leistungsfähig die Photovoltaik-Flächen noch sind, man kann also keine Einschätzung abgeben, wann Spirit wieder genug Energie produzieren könnte, um sich zu melden und ob der verfügbare Strom ausreichen wird, den Winter zu überstehen.

Auch Opportunity hat etwas unter dem Winter zu leiden, aber deutlich weniger. Die einzige Auswirkung derzeit ist, dass er immer längere Ladepausen zwischen den Fahrstrecken einlegen muss und bei energieaufwändigeren Etappen nur kürzere Stücke voran kommt.
 
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Während man von Spirit weiter nichts hört, hat Opportunity sein Ziel mittlerweile im Blick. Aber der Eindruck soll nicht täuschen, bis zum Krater sind es noch 13 Kilometer. Zum Vergleich, der Rover hat seit seiner Landung etwa 21 km Strecke zurückgelegt. Der nun immer stärker hereinbrechende Mars-Winter erzwingt ein besonders ausgewogenes Fahrprogramm.

Das NASA/JPL-BIld zeigt im Vordergrund eine typische, vom Wind abgeschliffenen Gesteinsplatte. Endeavour ist hinter dem Sanddünenfeld links zu sehen, rechts erhebt sich die Auswurf und Kraterzone des 35 Kilometer entfernten Iazu Kraters.
 
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Opportunity ist in der letzten Woche zwei Strecken gefahren. Die Energieversorgung reicht derzeit nur für relativ kurze Strecken von um die 30 Meter.
 
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Da sich Spirit im Winterschlaf befindet und man daher nicht genau weiß, ob Spirit noch aktiv ist, wird heute erstmal Opportunity die Ehre übernehmen, das am längsten auf dem Mars aktive Forschungsinstrument zu sein. Viking 1 war der bisherige Rekordhalter mit 6 Jahren und 116 Tagen. Da die Marstage wieder länger werden, sollte bald aber auch Spirit wieder genug Energie produzieren, um aus seinem Wintertiefschlaf zu erwachen. Wenn dies erfolgreich gelingt, würde Spirit, der ja drei Wochen vor Opportunity auf dem Mars gelandet ist, die Führung in dieser Tabelle übernehmen. Der längste, aktive Satellit im Mars-Orbit ist übrigens noch Mars Global Surveyor mit über neun Jahren. Diese Rekordmarke wird im Laufe dieses Jahres - so nichts dazwischen kommt - von Mars Odysee übertroffen werden.
 
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Spirit hat sich immer noch nicht wieder gemeldet, aber das war auch nicht wirklich erwartet worden.

Opportunity hingegen geht es wieder etwas besser, ein kleiner Teil der Staubschicht auf den PV-Flächen wurde wieder weggeblasen, so dass nun mehr Sonnenlicht auf die Kollektoren fällt und so mehr Strom für längere Fahrstrecken produziert werden kann.
 
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