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Opportunity
Stichpunkte
Allgemein
Opportunity (englisch für Gelegenheit) (Mars Exploration Rover B MER-B) ist eine im Juli 2003 gestartete US-amerikanische Raumsonde der neuesten Generation zur geologischen Erforschung des Mars
Opportunity landete am 25
Januar 2004 erfolgreich in einem kleinen Krater
den die NASA später 'Eagle Crater' taufte. Bild nicht gefunden Mars Rover
Artwork Bild nicht gefunden Opportunity hüpfte nach dem ersten Aufschlagen zufällig in einen kleinen Krater Bild nicht gefunden Am Horizont sind die Abstiegsstufe (schwarz) und der Fallschirm (weiß) von Opportunity erkennbar. Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
"Verbergen") 1 Ziele der Mission 2 Technik der Sonde 3 Verlauf der Mission 4 Wissenschaftliche Ergebnisse 4.1 Belege für ehemals flüssiges Wasser auf dem Mars 4.2 Belege für ehemals offen stehendes bewegtes Wasser 5 Diskussion bisheriger Entdeckungen 6 Offene Fragen 7 Weitere Marsmissionen 8 Weblinks [Bearbeiten]
Ziele der Mission
die zuvor von den früheren Orbitern der NASA nach deren Strategie follow the water (folge dem Wasser) als mögliche ehemals Wasser führende Bereiche erkannt worden waren
Ziel der Sonde Opportunity (MER-B) und ihrer Schwestersonde Spirit (MER-A)
war die Landung und geologische Erkundung in Gebieten
Sie wiesen Strukturen oder Mineralien auf
weil dort ausgedehnte Vorkommen von Hämatit an der Oberfläche erkannt worden waren
die auf den Einfluss von flüssigem Wasser oder vielleicht sogar auf ehemals offene Wasserflächen schließen ließen. Für Opportunity war eine Landestelle nahe des planetaren Äquators auf der Tiefebene Meridiani Planum ausgewählt worden
Hämatit kann unter anderem in offenem Wasser oder auch hydrothermal entstehen
Ein weiterer sehr interessanter Aspekt für die Auswahl dieses Bereiches wird die Entdeckung einer nahezu plan liegenden
offenbar sehr fein geschichteten
wenn auch dieses Ziel öffentlich vorab nicht genannt worden war
hellen Gesteinsformation aus dem Orbit gewesen sein
darstellten
helle Vulkanitdecken (Lava) oder auch besondere Impaktite (geschichtete Ablagerungen von so genannten 'Gesteinswolken' aus Meteoriteneinschlägen)
Tuffite (Vulkanaschen)
war vor der Untersuchung am Boden noch völlig offen. [Bearbeiten]
Ob diese Gesteine allerdings äolische (windabgelagerte) oder aquatische (wasserabgelagerte) Sedimente
Technik der Sonde
Rover genannt
Im Gegensatz zu Mars Pathfinder ist "Opportunity" keine feststehende Bodenstation sondern ein fahrbarer Roboter
insgesamt etwa 3 km zurückzulegen und bis zu 6 Monate auf der Planetenoberfläche zu überleben
je nach Oberflächenbeschaffenheit am Tag etwa 100 m
Dieser ist 185 kg schwer
er sollte laut Spezifikation in der Lage sein
Dies übertrifft die Fähigkeiten des Vorgängers "Sojourner" (Mars-Pathfinder-Mission 1997) etwa um den Faktor 60
Der Rover wird von der NASA selbst als 'Robot-Geologe' (robotic geologist) bezeichnet und besitzt 6 unabhängig voneinander angetriebene Räder an stelzenförmigen Teleskopbeinen
um den Untergrund aufzuwühlen und damit einige Zentimeter des Bodenprofils mechanisch und fotografisch zu untersuchen
das in der Lage ist
Er trägt neben verschiedenen Panorama- (pancam)
Navigations- (navcam) und Gefahrenerkennungs-Kameras ( 'hazcams' - hazard recognition cameras) einen schwenkbaren Arm mit einem Gesteinsmikroskop (ebenfalls mit Kamera)
um auch das Innere erreichbarer Gesteine untersuchen zu können ( 'rat' - rock-abrasion-tool). Die Räder werden einzeln bewegt und dienen nicht nur zur Fortbewegung
mehreren Spektrometern (Mößbauer
Gesteinsoberflächen abzubürsten und auf einigen Quadratzentimetern mehrere Millimeter tief anzubohren
Alpha-Partikel
sondern können auch als Schürfgeräte eingesetzt werden
Infrarot) und einem mechanischen Werkzeug
Der Rover besitzt über Solarpaneele aufladbare Batterien und wird zur Energieeinsparung vor Sonnenuntergang in einen Ruhezustand versetzt und nach Sonnenaufgang durch ein Funksignal wieder 'geweckt'
Mit Hilfe seiner Antennen kann das Gerät Bilder und Messergebnisse entweder an die als Zwischenstationen zur Erde verwendeten umlaufenden Orbiter der NASA und der ESA oder direkt zur Erde senden sowie Befehle von dort empfangen
muss der Rover mit seinen Bordcomputern in gewissem Umfang autonom agieren können. [Bearbeiten]
Wegen der relativ hohen Laufzeit der Signale von der Erde (je nach Planetenabstand bis zu 20 Minuten)
Verlauf der Mission
"Opportunity" startete am 8
Juli 2003 erfolgreich mit einer "Delta II"-Trägerrakete und landete am frühen Morgen des 25
Januar 2004 (6.05 Uhr MEZ) in der Meridiani Planum-Tiefebene des Mars
was äußerste Zielgenauigkeit im Anflug erforderte
Im Gegensatz zu früheren Missionen wurde der Lander nicht aus einer Umlaufbahn abgesetzt
sondern direkt aus seiner Flugbahn heraus mit einer Fehlertoleranz von wenigen Kilometern auf den Planeten niedergebracht
durch ein Hitzeschild geschützt
Die Sonde wurde
zunächst in der Atmosphäre bis auf Schallgeschwindigkeit abgebremst
Dann entfaltete sich ein Fallschirm an dessen Leinen ein Raketensystem oberhalb der Sonde angebracht war
das horizontale Bewegungen in der Atmosphäre ausgleichen sollte
Kurz vor dem Aufsetzen wurden schlagartig schützend um die Sonde gelegte Airbags aufgeblasen
Nach dem Aufsetzen hüpfte das Landeraumschiff auf den Airbags noch etliche Male über die Oberfläche
bis es in einem kleinen Krater zum Stillstand kam
Nach Entleeren der Airbags und Öffnen der Kapsel des Schiffes offenbarten die ersten Fotos des Rovers nie gesehene Strukturen am Rand des kleinen Kraters
die eine der wichtigsten Beobachtungsobjekte für Opportunity werden sollten
entgegen vieler Erwartungen
genau getroffen hatte und in denkbar günstigster Position nur wenige Meter neben einem offen zutage liegenden Anschnitt der anvisierten hellen Gesteinsformation gelandet war
dass die Sonde ihr Ziel
Sie zeigten
Nach mehreren Tagen wurde der Rover auf seiner Landeplattform entfaltet und konnte diese über eine heruntergeklappte Rampe verlassen
um seine Fahrt aufzunehmen. [Bearbeiten]
Wissenschaftliche Ergebnisse
[Bearbeiten]
Belege für ehemals flüssiges Wasser auf dem Mars
Hinweise vom Boden auf ehemals flüssiges Wasser auf dem Mars konnte die NASA erstmals am 2
zum Beispiel Gips oder Anhydrit zu finden sind. Des weiteren fanden die Instrumente des Rovers Jarosit
das auf der Erde ebenfalls nur unter Mitwirkung von Wasser entsteht. Auf der Erde ist das Vorkommen dieser Salze in den vorliegenden Konzentrationen ein eindeutiges Anzeichen dafür
den Evaporiten
März 2004 vermelden: Opportunitys Instrumente entdeckten hohe Schwefelkonzentrationen im Gestein
ein Eisen-Schwefel-Mineral
dass das Gestein entweder in offen stehendem Wasser ausgefällt wurde bzw
wie sie unter irdischen Bedingungen meist nur in aus eingedampftem mineralhaltigen Wässern ausgefällten Gesteinen
Grundwässern über einen längeren Zeitraum hinweg ausgesetzt war
nur faustgroßen und damit extrem miniaturisierten Instrumenten APXS und MIMOS II möglich geworden
Diese Entdeckungen waren mit den beiden in Deutschland entwickelten
von der Münchener Firma Ketek (http://www.ketek.net) entwickelt und hergestellt wurden
dessen Herzstücke
die Alpha- und Röntgenstrahlungshalbleiterdetektoren
Das APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer) vom MPI für Chemie in Mainz ist ein Strahlungsdetektor
Das MIMOS II (Miniaturisiertes Mössbauer Spektrometer) wurde an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz entwickelt
wie sie in wässrigem Milieu entstehen
wie sie entstehen
etwa von Gips
Hochauflösende Nahaufnahmen der feingeschichteten Sedimente zeigten außerdem zentimetergroße tafelförmige Hohlräume
die bald als Konkretionen gedeutet werden konnten
wenn wasserlösliche Kristalle
millimetergroße und kugelrunde Mineralaggregate zunächst unbestimmter Zusammensetzung in großer Zahl im Gestein entdeckt
anderen Sulfaten oder Dolomit wieder aus dem Gesteinsverband herausgelöst werden. Darüber hinaus wurden regelmäßig verteilte
Dass die Kügelchen im Gestein selbst entstanden sind
was der Fall sein müsste
ohne die millimeterfeine Schichtung irgendwie erkennbar zu stören
wären sie etwa als Gerölle oder vulkanischer oder meteoritischer Niederschlag von außen eingetragen worden
konnte an den Lagerungsverhältnissen erkannt werden: sie liegen im Gestein
Etwas später konnten spektroskopisch hohe Hämatitkonzentrationen in diesen Konkretionen erkannt werden
was die obige Interpretation weiter erhärtete
Angesichts dieser Entdeckungen konnte die NASA von der Formation als ehemals soaking wet ('tropfnass') sprechen
also am Ort offen an der Oberfläche stehend vorhanden gewesen war
ob das Wasser an der ursprünglichen Entstehung der Schichten selbst beteiligt war
Zunächst war unklar
oder ob die beobachteten Gesteinseigenschaften auf die nachträgliche Einwirkung unterirdischer Wässer (Grundwasser oder hydrothermale Lösungen) zurückzuführen waren. [Bearbeiten]
Belege für ehemals offen stehendes bewegtes Wasser
Am 23
dass an der Landestelle früher ein offener flacher Salzsee oder Ozean bestanden hat
März 2004 gab die NASA bekannt
dass als sicher gelten kann
Der Rover konnte in einer Serie von über 200 Mikrofotos an einem Teilaufschluss der anstehenden Gesteinsschichten Sedimentstrukturen räumlich erfassen
deren irdische Äquivalente nur durch bewegtes Wasser entstehen (cross-bedding Schrägschichtung)
Die Wissenschaftler interpretieren diese Gesteine als Reste einer ehemaligen Küstenlinie und weisen darauf hin
wie sie hier angetroffen wurden
dass genau solche Ablagerungen
eventuelle (Mikro)Fossilien oder andere Spuren biologischer Aktivität hervorragend konservieren würden
Eine Rückkehr in die Gegend zum Zwecke einer automatisierten oder auch konventionellen Probennahme wäre damit sehr wünschenswert und auch wahrscheinlich
Opportunity hat einen der bisher interessantesten Orte im Sonnensystem entdeckt
feingeschichtetes Gesteinspaket offenbar über mindestens mehrere tausend Quadratkilometer verbreitet sind
dass die in Frage stehenden Schichten
ein helles
Auf Satellitenbildern ist zu erkennen
Opportunity ist nach einigen Anfangsschwierigkeiten inzwischen aus dem kleinen Krater am Landeplatz gefahren und soll nun die weitere Umgebung nach den als blueberries bezeichneten hämatit-haltigen Konkretionen
absuchen und in einem nahe gelegenen größeren Krater einen mächtigeren Aufschluss des Sedimentpakets untersuchen. Bild nicht gefundenLandekrater (zum Vergrössern klicken) Bild nicht gefundenSedimente (zum Vergrössern klicken) Links: Der Pfeil zeigt den Landekrater
die das Gestein kennzeichnen
dem nächsten Ziel der Sonde in etwa 1 km Entfernung ist die helle Gesteinsformation schon von oben deutlich zu sehen
Rechts am größeren Krater
Auf der Ebene ist sie durch eine dünne Schicht aus Staub und Geröll bedeckt
Rechts: Die Formation aus fein geschichteten hellen Sedimentgesteinen am inneren Kraterrand
Der Bildausschnitt ist etwa 5 m breit. Bild nicht gefundenHämatitkonkretion (zum Vergrössern klicken) Bild nicht gefundenHohlräume im Gestein (zum Vergrössern klicken) Bild nicht gefundenGesteinsschichten (zum Vergrössern klicken) Links: Eine der kugeligen Hämatitkonkretionen
blueberries genannt
die durch Ausfällung von Mineralien aus dem Wasser wuchsen
Die Kugel misst ca
2 mm
Mitte: Typische Hohlräume im Gestein entstanden durch Herauslösung von tafeligen Sulfatkristallen
Bildausschnitt etwa 5 cm
Rechts: Kleinräumige Schrägschichtung belegt die Entstehung der Schichten in offen stehendem bewegtem Wasser
Bildausschnitt etwa 5 cm. [Bearbeiten]
Diskussion bisheriger Entdeckungen
als in technischer und wissenschaftlicher Hinsicht außerordentlich erfolgreich gelten
wird dieser Absatz ständig erweitert.) Die Doppelmission der Mars Exploration Rovers darf bereits jetzt
noch vor ihrem Abschluss
(Da die Mission derzeit andauert
den Pioneer-
Sie knüpft damit an die größten historischen Erfolge der NASA an und steht in einer Reihe mit den bemannten Mondlandungen
Voyager und Viking-Sonden und stellt damit eine technische Höchstleistung dar
dass auch auf anderen Planeten flüssige Wasservorkommen und damit die Voraussetzungen für die mögliche Entstehung von Leben existieren oder existiert haben
Es ist zum ersten Mal der Nachweis direkt vor Ort gelungen
dass Sedimentgesteine eines fremden Planeten untersucht werden konnten
Es ist das erste Mal
noch bevor die Projektbeteiligten selbst es auswerten können
dass Datenmaterial aus der Erkundung eines fremden Himmelskörpers über das Internet annähernd in Echtzeit öffentlich zugänglich gemacht wurde
Es ist das erste Mal
Die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von "Bounce Rock"
zeigen eine starke Ähnlichkeit zu den Shergottiten
einer Untergruppe der so genannten Marsmeteoriten
einem Stein der von Opportunity bei der Landung beinahe getroffen worden wäre
dass die Marsmeteorite auch wirklich vom Mars herstammen. [Bearbeiten]
Dies ist ein weiteres starkes Indiz dafür
Offene Fragen
Weitgehend offen ist
wie alt die Schichten sein mögen
die im Wasser abgelagert wurden
Wegen des Grades der Verkraterung der Oberfläche auf Meridiani Planum ist ein gewisses Mindestalter von mehreren hundert Millionen Jahren wahrscheinlich
Welche Zeiträume wir in den untersuchten Schichten vor uns haben
dass diese vielleicht nicht ganz kurz gewesen sein könnten
ist ebenfalls völlig offen. Einige Hinweise legen immerhin nahe
der zwischen mindestens mehreren Jahrzehnten und vielleicht mehreren Jahrtausenden andauern müsste
Die Ausbildung der beobachteten Hämatitkonkretionen wäre auf der Erde ein Prozess
die eine wiederholte Überflutung mit nachfolgender Austrocknung und Ausfällung von Evaporiten in der Art irdischer Salzpfannen (Playas) nahe legen. Auf Bildern aus dem Orbit ist des weiteren zu sehen
Auch sind allein schon in dem kleinen beobachteten Aufschluss im Eagle Crater mehrere Phasen der Ablagerung mit immer wieder unterschiedlichen Korngrößen und Sulfatgehalten zu erkennen
dass diese oder ähnliche Schichten in der weiteren Umgebung des Untersuchungsgebietes mehrere Zehnermeter oder noch mächtiger sein müssen
dass das wässrige Milieu tatsächlich über längere Zeit hinweg bestanden hat
aus den bisherigen Beobachtungen allein ließen sich vielleicht bereits Zeiten von mehreren tausend bis mehreren hunderttausend Jahren ableiten
Daraus wäre zu folgern
über welche Zeiträume hinweg die Existenz offener Wasserflächen auf dem Planeten überhaupt möglich gewesen sein könnte
immerhin scheint sie unter heutigen Umständen ausgeschlossen
Hier stellt sich dann im Weiteren die Frage
dafür ist die Atmosphäre heute ganz wesentlich zu dünn und die Oberflächentemperatur viel zu niedrig
Offensichtlich müssen in der planetaren Geschichte Verhältnisse geherrscht haben
die ganz bedeutend von den heutigen abwichen
diskutiert werden unter anderem Bahnverschiebungen im Sonnensystem
Die Gründe dafür sind nicht bekannt
Veränderungen des Neigungswinkels der planetaren Rotationsachse oder Veränderungen in der Sonne selbst
Einige Wissenschaftler sind bereits der Meinung
der heutige Zustand des Planeten entspräche einer Sonderphase in dessen Geschichte
der Mars befände sich in einer tiefen Eiszeit
ob sich solche langfristigen globalen Veränderungen eines Tages vielleicht mit solchen auf der Erde zeitlich korrelieren ließen. [Bearbeiten]
Höchst interessant wäre in diesem Zusammenhang die Frage
Weitere Marsmissionen
Marsmissionen der Sowjetunion UdSSR Fobos UdSSR Mars 96 Russland Mariner USA Viking USA Mars Observer USA Mars Pathfinder USA Mars Global Surveyor USA Mars Climate Orbiter USA Mars Polar Lander USA 2001 Mars Odyssey USA Spirit USA Nozomi Japan Mars Express/Beagle 2 Europa Siehe auch: Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen
Chronologie der Mars-Missionen [Bearbeiten]
Weblinks
engl.) Daten zu Opportunity bei Solarviews (http://www.solarviews.com/eng/opportunity.htm) (engl.) Logbuch Mars Rover 'Opportunity' (http://www.science-at-home.de/news/sonderbeitrag/sonderbeitrag_det_20031216210935.php#Opportunity) (dt.) Beurteilung: Dieser Artikel ist in die Liste exzellenter Artikel aufgenommen worden. ca:Opportunity en:MER-B es:Opportunity it:Opportunity sv:MER-B zh:机��
Mars-Rover-Webseite der NASA (http://marsrovers.jpl.nasa.gov/home/index.html) (engl.) Mars Exploration Rover Sonderseite von Raumfahrer.net (http://mars2003.raumfahrer.net) (deutsch) Missionsdetails (http://www.jpl.nasa.gov/news/fact_sheets/mars03rovers.pdf) (PDF
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel
Opportunity
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