Neues von der „Curiosity“-Mission # 066: Die verborgenen Talente des „Mars Science Laboratory“ an Bord des Rovers

03.12.17 • INTERESSANTES, JEZT AKTUELL, NEWSCONTAINER, START, WISSENSCHAFT, MEDIZIN & TECHNIKKeine Kommentare zu Neues von der „Curiosity“-Mission # 066: Die verborgenen Talente des „Mars Science Laboratory“ an Bord des Rovers

Dieses Bildpaar von der Curiosity-Mastcam zeigt, wie spezielle Filter verwendet werden, um das Terrain zur Erkennung von Gesteinsunterschieden zu erkunden. – Fotos © NASA JPL-Caltec MSSS

(BERNHARD DOEPFER) – Rund drei Meter lang und fast drei Meter breit ist „Curiosity“, der automatische Mars-Rover der NASA, der seit mehr als 60 Monaten die Oberfläche des roten Planeten erforscht, Proben entnimmt und nach Anzeichen früheren Lebens sucht. Ganz wesentlich hängt der bisherige und weitere Erfolg der Mission vom sog. „Mars Science Laboratory“ ab, mit dem Curiosity die Planeten-Biosphäre erforscht. Hierzu ist der Mars-Rover mit zehn völlig unterschiedlichen Instrumenten zur Untersuchung von Gestein, Atmosphäre und Strahlung ausgerüstet, bei deren Analyse-Arbeit neben einer großen Zahl unterschiedlicher Spektrografen auch Kameras und meteorologische Instrumente zum Einsatz kommen, welche ihre Messdaten für die Auswertung zur Erde schicken.

Hierbei erweist sich die Fähigkeit, Farben falsch darzustellen, als besonders hilfreich, wie man auch derzeit erleben kann, während Curiosity einem Bergkamm am Fuße des Kraterberges Aeolis Mons/Mount Sharp erklimmt. Diese Möglichkeit, Farben falsch darzustellen, ergänzt ideal das optische Ergebnis der vielen Tausend Vollfarben-Bilder, die der Mars-Rover bislang nach Hause gesendet hat. Viele von ihnen in den nicht besonders hellen Originalfarben des Mars (= mit einer durchschnittlichen Entfernung von 228 Millionen Kilometern ist er rund 1,5-mal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde und entsprechend weniger Sonnenlicht kommt dort an) , andere in aufgehellterer Variante, so wie wir das Sonnenlicht auf der Erde empfinden würden.

Drei Mal die gleiche Stelle des Marsbodens mit verschiedenen Falschfarbenfiltern aufgenommen. – Foto © NASA JPL-Caltec/MSSS

Doch kann der Rover den Mars auch mit speziellen Filtern betrachten, die hilfreich bei der Identifizierung einiger Mineralien sein  können, wie er vor Kurzem wieder einmal eindrucksvoll  unter Beweis gestellt hat. Mit Hilfe seines Spektrometers wird das Licht in Tausende von Wellenlängen aufgespalten, auch in Infrarot und Ultraviolett. Diese Beobachtungen helfen den Missions-Wissenschaftlern auf der Erde durchaus bei der Entscheidung, zu welchen Zielen man fahren soll, welche neuen Ziele ausgewählt werden. Eine dieser Methoden zum Analysieren von Farben verwendet die Mast-Kamera (Mastcam), eine andere das Instrument der sog. Chemischen Kamera (ChemCam). Die Mastcam hat zwei „Augen“ – ein Teleobjektiv und ein Weitwinkelobjektiv -, um zu beurteilen, wie hell ein Felsen oder Stein Licht bestimmter Farben reflektiert. Einige der Mastcam-Filter sind dabei für Licht-Wellenlängen bestimmt, die bestimmte Mineralien eher absorbieren als reflektieren als andere. Hämatit zum Beispiel, ein Eisenoxidmineral, ist so mit den Falschfarbenfiltern der Mast-Kamera auch aus erheblicher Entfernung zum Rover nachweisbar; ein Mineral das derzeit für die NASA-Wissenschaftler von höchstem Interesse ist, wenn der Rover den „Vera Rubin Ridge“ am unteren Teil des Kraterberges untersucht.

„Wir befinden uns dort in einem Gebiet, in dem diese Fähigkeit von Curiosity besonders wichtig sind“, sagte vorletzte Woche Abigail Fraeman vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena/Kalifornien (JPL), das für die Untersuchungen am Standort „Vera Rubin Ridge“ verantwortlich zeichnet. Bereist bevor Curiosity vor fünf Jahren aus dem Mars landete, wurde dieser Grat am unteren Kraterberg zu einem geplanten Ziel für Curiosity auserkoren, nachdem spektrometrische Beobachtungen von Raumsonden aus der Mars-Umlaufbahn gezeigt hatten, dass dort reichlich Hämatit vorkommt. Denn da sich die meisten Hämatitformen allein durch das Vorhandensein von Wasser bilden (bzw. dort vor Abermillionen von Jahren bildeten) ist hier ein Ort, um Hinweise auf „feuchte Bereiche in der antiken Vergangenheit des Mars“ zu finden, wie sich die NASA etwas poetisch ausdrückt.

Dieses Falschfarbenbild zeigt, wie spezielle Filter der Curiosity Mastcam helfen können, bestimmte Mineralien in Zielgesteinen freizulegen. Es handelt sich um eine Kombination von Fotos, die am 17. September 2017 durch drei wissenschaftlich-optische Filter aufgenommen wurden, die von der NASA ausgewählt worden sind, um Hämatit in einer Purpurfarbe hervorzuheben.- Foto © NASA JPL-Caltec MSSS

Die ChemCam von Curiosity ist wiederum bestens geeignet, Gesteine von nahem mit einem Laser zu beschießen, um so chemische Elemente in ihnen freizulegen und durch deren verdampfen zu identifizieren. Doch kann sie noch viel mehr, so z.B. Ziele ohne Verwendung des Lasers untersuchen. Dazu misst die ChemCam das von den Zielen reflektierte Sonnenlicht und zerlegt dies ebenfalls in Tausende von Wellenlängen. Durch diese Spektraldaten können Hämatit oder andere Mineralien identifiziert werden. Die analysierten Farben der Felsen auf Vera Rubin Ridge sind interessanter und variabler als alles, was wir zuvor bei Curiosity gesehen hatten“, berichtete das Wissenschaftsteammitglied Jeffrey Johnson vom Labor für angewandte Physik der Johns Hopkins Universität in Laurel/Maryland. Er und seine Mitarbeiter verwenden für ihre Analysen sowohl Mastcam- als auch ChemCam-Daten.

Zum Beispiel lieferte ein Falschfarben-Panoramabild, das Mastcam-Bilder kombinierte, die durch drei spezielle Filter aufgenommen worden waren, eine Karte, auf dem Hämatit in einer vom Rover etwa drei Tagesfahrten entfernt zu erkennen war. Also steuerte das Rover-Team der NASA Curiosity zu dieser Stelle, damit dort spezielle Untersuchungen zwischen Gesteins-Bruchzonen und Hämatit überprüf werden konnten. Die Untersuchungen mit einer Kombination von Mastcam, ChemCam und dem Roboterarm des Curiosity-Rovers (einschließlich einer Bürste), belegten, dass sich Hämatit auch im Marsuntergrund weiter von den Gesteinbrüchen entfernt findet, sobald eine, den optischen Eindruck verdeckende, Schicht von Marsstaub entfernt wird. Diese Erkenntnis legt nahe, dass Staub und Brüche dazu führen, dass der Hämatit fleckiger erscheint, als er tatsächlich ist. Ist Hämatit jedoch breit verteilt ist, ist sein Ursprung zeitlich eher früher als in einer späteren Periode von Wasserdeckung anzunehmen, in der sich das Gestein durch Brüche veränderte.





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