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Saison der Staubstürme steht bevor
von Stefan Deiters
astronews.com
16. April 2009
Auf dem Mars beginnt wieder die Saison der großen
Staubstürme. Sie können innerhalb kurzer Zeit nahezu den ganzen Planeten mit
einem dunstigen Schleier versehen, was insbesondere die Energieversorgung der
Marsrover Spirit und Opportunity deutlich erschweren kann. Aus
Wetterbeobachtungen der vergangenen Jahre kann man allerdings die gefährlichen
Stürme inzwischen wesentlich besser vorhersagen.
Ausschnitt einer globalen Marskarte vom 2. April
2009 des Mars
Color Imager an Bord des Mars Reconnaissance
Orbiters. Staubstürme sind durch weiße Pfeile
markiert.
Bild: NASA / JPL-Caltech / M SSS
[Gesamtansicht] |
Am 21. April 2009 wird der Mars den sonnennächsten Punkt seiner
Bahn erreichen. Rund einen Monat später beginnt dann der Sommer auf der
südlichen Marshalbkugel. Dank der Kombination dieser beiden Ereignisse
dürften die kommenden Wochen zu den Wochen des Marsjahres gehören, in
denen heftige Staubstürme am wahrscheinlichsten sind. Ein Marsjahr
dauert rund 23 Erdmonate. Staubstürme können die Energieversorgung der
beiden Marsrover Spirit und Opportunity dramatisch
behindern.
"Da die beiden Rover mit Sonnenenergie betrieben werden, ist der
Staub in der Atmosphäre sehr wichtig für uns", erläutert Bill Nelson vom
Jet Propulsion Laboratory der NASA, der dem Rover-Ingenieursteam
vorsteht. Wie berichtet, sorgt derzeit ein Computerproblem von
Spirit für einiges
Kopfzerbrechen bei den Technikern, doch dürfte dieses nicht mit dem
Staub und einer reduzierten Energieversorgung zusammenhängen. Am Dienstag
wurden neue Daten von Spirit zur Erde übermittelt, die weiteren
Aufschluss über die Situation des Rovers geben sollen.
Monatelang konnten sich die beiden Rover über relativ klare Luft an
ihren jeweiligen Einsatzorten freuen, doch sorgte ein leichter
Dunstschleier im März für rund 20 Prozent weniger Energieerzeugung bei
Spirit und rund 30 Prozent weniger bei Opportunity. Grund dafür war ein
lokal begrenzter Sturm südlich der Rover. Die Bedingungen sind derzeit
allerdings immer noch um ein Vielfaches besser als im Juli 2007, also
vor rund einem Marsjahr, als so viel Staub in der Atmosphäre war, dass
99 Prozent des direkten Sonnenlichts vom Staub verschluckt wurden.
Zur Messung des Staubgehalts richten die Rover nahezu täglich ihre
Kamera direkt auf die Sonne aus. Die Daten helfen bei der Abschätzung
der Energiemenge, die an diesem Tag erzeugt werden kann und die somit
für die Aktivitäten des nächsten Tages zur Verfügung steht. Die
Messungen der Rover werden ergänzt durch Beobachtungen der Sonden 2001
Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter. Die Mars Color Imager-Kamera
an Bord des Reconnaissance Orbiters liefert jeden Tag ein Bild des
ganzen Planeten in einer Qualität, die in etwa mit Bildern irdischer
Wettersatelliten vergleichbar ist.
"Wir können so erkennen, wo Staub in die Atmosphäre aufsteigt und wie
er sich von Tag zu Tag bewegt", erläutert Michael Malin von Malin Space
Science Systems, der verantwortliche Wissenschaftler für die Kamera.
"Dank unserer Erfahrungen aus den Beobachtungen des Marswetters, etwa
durch die Daten des Mars Global Surveyor aus den Jahren 1998 bis 2007,
wissen wir in etwa, was uns erwartet. Das Wetter auf dem Mars wiederholt
sich von Jahr zu Jahr stärker als auf der Erde. Globale Staubstürme gibt
es zwar nicht in jedem Marsjahr, aber wenn sie auftreten, dann zu dieser
Jahreszeit."
Auch andere Instrumente an Bord der Marssonden im Orbit können Daten
über den Staubgehalt der Atmosphäre liefern. Deuten die Daten darauf
hin, dass sich ein Sturm der Position der Rover nähert, können sofort
Energiesparmaßnahmen ergriffen werden, in dem etwa Einsätze gekürzt oder
Kommunikationseinheiten mit der Erde gestrichen werden. Auch die
aktuellen
Wettervorhersagen des Mars Color Imager-Teams haben den
Rover-Verantwortlichen ihre Entscheidungen über die weitere Aktivität
von Spirit und Opportunity erheblich erleichtert. Danach ist nämlich der
zunehmende Dunst in der Atmosphäre noch kein Vorzeichen für einen großen
Staubsturm.
"Die Wetterberichte haben es uns erlaubt, weniger vorsichtig bei der
Nutzung der Rover zu sein", erläutert Mark Lemmon, ein
Atmosphärenwissenschaftler im Rover-Team von der A&M University. "Es gab
außerdem weniger falsche Alarme. Zu Beginn der Mission haben wir oft auf
viele Operationen der Rover verzichtet, weil wir einen leichten Anstieg
des Staubgehalts bemerkten. Jetzt haben wir mehr Informationen darüber,
ob wirklich ein missionsgefährdender Staubsturm sich in unsere Richtung
bewegt."
Solche Wetterberichte können zuweilen äußerst wichtig sein: So
erhielt das Rover-Team am 8. November 2008 eine Warnung der
Wetterfachleute des Imager-Teams über einen Staubsturm, der sich
Spirit
näherte. Das Team verzichtete daher auf eine bereits geplante
Datenübertragung und ordnete für den 10. November nur minimale
Aktivitäten für Spirit an. Ohne diese Reaktion, so die anschließende
Analyse, wären die Batterien des Rovers vermutlich bis auf ein
gefährliches Niveau entladen worden.
Wind kann aber auch positive Effekte haben: So wurden erst Anfang
April, wie berichtet, die Solarzellen von Opportunity durch eine Brise
von einer Staubschicht befreit. Bei Spirit gab es nur zwei kleinere
Säuberungen durch Wind im Februar. Die letzte wirkliche Säuberung der
Solarzellen liegt bereits mehr als ein Marsjahr zurück. "Wir hoffen
alle, dass wir noch eine gute Säuberung durch Wind bekommen werden", so
Nelson.
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