[DE] Die wissenschaftlichen Experimente an Bord der ExoMars-2016-Mission

Wie schon berichtet wurde die ExoMars-2016-Mission am 14.März 2016 erfolgreich gestartet. Die Mission besteht aus dem Trace Gas Orbiter (TGO) und dem Schiaparelli-Lander-Demonstrator. Diese gemeinsame Mission von Roscosmos und ESA wird dann also Mitte Oktober am Mars eintreffen – als schwerste Nutzlast die jemals den Mars erreichte. Wir drücken die Daumen.

Besonders interessant ist jetzt natürlich welche wissenschaftlichen Experimente mit dem Orbiter und auch dem Lander ausgeführt werden. Doch beginnen wir mit den Instrumenten auf dem Orbiter. Der Orbiter heißt Trace Gas Orbiter – also auf Deutsch „Spurengasorbiter“. Die Hauptaufgabe wird also sein nach Spurengasen in der Atmosphäre vom Mars zu suchen. Das Hauptinteresse besteht dabei darin die räumliche und zeitliche Verteilung des Gases Methan zu analysieren. Das Auftreten (und auch Verschwinden) von Methan in der Marsatmosphäre ist bisher ein Rätsel für die Wissenschaftler. Auf der Erde werden 90 Prozent des Methans bei biologischen Prozessen erzeugt, nur 10 Prozent bei geologischen Prozessen wie Vulkanausbrüchen. Beide Prozesse wurden auf dem Mars bisher aber nicht nachgewiesen. Was und wo sind also die Quellen des Methans auf dem Mars? Und wie verschwindet das Methan ungewöhnlich schnell wieder? Äußerst interessante Fragen welche mit den Instrumenten des TGO gelöst werden sollen.

TGOannotated

Die vier Instrumente auf dem Trace Gas Orbiter befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite von der Seite mit der großen High-Gain-Antenne. Darum konnten wir am ESOC auch kein Bild der Instrumente auf dem TGO-Modell aufnehmen.

Zur Lokalisierung des Methan stehen dann auch gleich zwei Instrumente zur Verfügung: das ACS (Atmospheric Chemistry Suite) aus Russland und NOMAD (Nadir & Occultation for MArs Discovery !?- es war wohl nicht so einfach eine Verbindung zu NOMAD aus Star Trek TOS herzustellen! 😉 ) aus Belgien. Zwischenzeitlich wollte die NASA auch so ein ähnliches Instrument für TGO liefern – dies wurde dann aber nicht finanziert. Verschiedene Spektrometer dieser beiden Instrumente NOMAD und ACS werden Spurengase wie Methan in der Marsatmosphäre bei Sonnenauf- und Untergängen sowie auch vertikal zum Boden schauend nachweisen können. Diese Information kann dann mit Bildern der CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) -Stereokamera aus der Schweiz verbunden werden um Gegenden zu identifizieren wo das Methangas entsteht. Die identifizierten Gegenden könnten dann speziell untersucht werden um herauszufinden wie das Methan dort entstehen kann, z. B. vom ExoMars-2018-Rover mit dem (vorläufigen ?) Namen „Bruno“. Dieser Rover könnte bis zu 2 Meter tief bohren um z.B. Methan-ausscheidende Mikroben zu finden!

An Bord des TGO befindet sich ein weiteres sehr interessantes Instrument aus Russland genannt FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector). Dieses Instrument dient zur Kartographierung von Wassereisreservoiren bis zu einigen Metern tief unter der Marsoberfläche – mit einer 10-fach besseren Auflösung als bisherige Instrumente. Dies ist natürlich sehr wichtig für zukünftige bemannte Missionen zum Mars.

Die NASA hat auch zwei „Electra“-UHF-Kommunikationspakete für TGO zur Verfügung gestellt. Damit kann TGO dann für Kontakte zwischen Landern und Rovern auf dem Mars und den Bodenstationen auf der Erde genutzt werden. So wird TGO natürlich auch Daten vom Schiaparelli-Lander zur Erde übermitteln können.

SchiaparelliAnnotated

Die Instrumente auf dem Schiaparelli-Lander befindet sich wie gezeigt auf einer zentralen Plattform. Der MetMast trägt diverse Instrumente wie im folgenden Bild gezeigt.

Der Schiaparelli-Lander-Demonstrator dient hauptsächlich dazu die Fähigkeit zur Landung auf dem Mars für zukünftige Missionen zu demonstrieren. Ursprünglich war geplant daß die NASA einen „Skycrane“ wie für den „Curiosity“-Rover genutzt für den ExoMars-2018-Rover zur Verfügung stellen wird. Nach dem Rückzug der NASA müssen nun Russland und ESA gemeinsam ein Landesystem bauen. Schiaparelli dient hier in gewissem Sinne der Vorbereitung für dieses Landesystem.

Die äußeren Bedingungen bei der Landung im Oktober 2016 werden besondere sein. Das erste Mal bei einer Landung auf dem Mars wird Sandsturmsaison herrschen. Dazu ist der Lander mit speziellen Instrumenten zur Charakterisierung der Marsatmosphäre während der Landung ausgerüstet.

Schiaparelli trägt aber auch einige wissenschaftliche Experimente die nach der Landung eingesetzt werden. Für einige Tage kann der Lander dann noch aktiv sein – abhängig vom Ladezustand der Batterien. Das Hauptinstrument auf dem Lander wird DREAMS genannt – was für „Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface“ steht. Dies ist so eine Art Wetterstation montiert auf dem „MetMast“ , welche Temperatur (MarsTem), , Luftfeuchtigkeit (DREAMS-H), Windgeschwindigkeit (MetWind) und Sonneneinstrahlung (Solar Irradiance Sensor, SIS) überwacht.

MetMastAnnotated

Die DREAMS-Instrumente auf dem MetMast

Desweiteren gibt es noch den DREAMS-P-Sensor zur Druckmessung und das MicroARES-Instrument zur Bestimmung von der elektrischen Ladung in der Atmosphäre. Außerdem ist noch ein Laserreflektor auf der Wissenschaftsplattform montiert. Dieser kann zur Lokalisierung von Schiaparelli auf der Marsoberfläche durch Marsorbiter benutzt werden.

Uns erwartet also eine Menge an spannender Wissenschaft nach der Landung von Schiaparelli und natürlich auch vom Trace Gas Orbiter – nach der Ankunft am Mars Mitte Oktober. Ich bin schon mächtig gespannt darauf – Ihr auch?

Euer Mausonaut

Teil I meiner ExoMars-Berichterstattung:

https://mausonaut.wordpress.com/2016/03/19/mein-bericht-zum-exomars-startevent-am-esoc/

Teil III meiner ExoMars-Startveranstaltungsberichterstattung (Cooles Wort :D):

https://mausonaut.wordpress.com/2016/03/20/wenn-ich-so-beim-exomars-startevent-am-esoc-traf/

P.S.: Einige wissenschaftliche Experimente werden auf deutsch in diesem Euronews-Video erklärt! Einfach mal reinschauen!

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3 Gedanken zu “[DE] Die wissenschaftlichen Experimente an Bord der ExoMars-2016-Mission

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