Am Dienstagabend schickten die Ingenieure der Raumflugbetriebsanlage des Jet Propulsion Laboratory im kalifornischen Pasadena ihre endgültigen Befehle an den Rover Opportunity on Mars. Die NASA gab heute offiziell das Ende der Mission bekannt, ohne dass der schlafende Rover eine Antwort erhalten hatte.
"Ich erkläre die Opportunity-Mission als abgeschlossen und damit die Mars Exploration Rover-Mission als abgeschlossen", sagte Thomas Zurbuchen, Associate Administrator der NASA. "Ich muss dir sagen, das ist eine emotionale Zeit."
Der Rover verlor am 10. Juni 2018 den Kontakt zur Erde. Ein marsweiter Staubsturm verdunkelte den ansonsten aprikosenfarbenen Himmel des vierten Planeten vor der Sonne und versengte die Sonnenkollektoren des Rovers mit dem benötigten Sonnenlicht. Die Agentur hielt eine Mahnwache in der Hoffnung, dass der Rover wieder erwachen könnte, sobald der Sturm abgeklungen war. In den vergangenen Monaten hat die NASA eine Fusillade von Befehlen auf den Rover abgefeuert - insgesamt 835 -, falls ein Signal empfangen und der Betrieb wieder aufgenommen werden könnte. Nach acht Monaten Schweigen traf die Agentur die Entscheidung, den Zeitpunkt des Todes auszusprechen und den Roboter zu verabschieden.
Gelegenheit ist die Hälfte einer Zwei-Rover-Mission namens Mars Exploration Rovers (MER). Die Rover landeten im Januar 2004 separat auf dem Mars. Die Gelegenheit ergab sich in Meridiani Planum in der Nähe des Marsäquators. Spirit, sein Zwilling, landete auf halber Strecke um den Planeten, am Krater Gusev. Die Hauptmissionen der Rover bestanden aus 90 Mars-Tagen oder Sols (etwa 24 Stunden und 40 Minuten). Zweitausend Sols später schickte Spirit die Wissenschaft immer noch auf die Erde zurück und verlor schließlich im Jahr 2010 den Kontakt. Die Gelegenheit überlebte mehr als 15 Jahre lang auf dem Mars.
Heute befinden sich acht Raumfahrzeuge der Weltraumagenturen auf dem Mars oder umkreisen ihn. Eine Handvoll davon soll nächstes Jahr starten, darunter der Mars 2020-Rover der NASA. Mars ist eine von Roboterforschern unterworfene Grenze und hat wenig Ähnlichkeit mit dem Planeten, den wir im Jahr 2000 kannten, als die MER-Mission konzipiert wurde. Zu dieser Zeit umkreiste ein einziges Raumschiff den roten Planeten: der einsame Mars Global Surveyor. Die beiden vorherigen hochkarätigen Missionen der NASA zum Mars waren gescheitert. Mars Polar Lander stürzte auf den Planeten und der Mars Climate Orbiter verschwand, entweder verbrannt in der Marsatmosphäre oder abgelenkt in den Weltraum.
NASA-Ingenieure installieren Sonnenkollektoren auf dem Opportunity Rover, 10. Februar 2003. (NASA / JPL) MER kam nach gescheiterten Missionsvorschlägen von Ray Arvidson, einem Professor an der Washington University in St. Louis; Larry Soderblom vom US Geological Survey; und Steve Squyres, Professor an der Cornell University. Jeder der drei war von David Paige von der University of California in Los Angeles geschlagen worden, dessen unglücklicher Mars Polar Lander von der NASA für den Flug ausgewählt worden war.
„Während eines Treffens der [American Geophysical Union] habe ich Steve in der Halle aufgehalten“, sagt Arvidson. Ich sagte: ‚Ich bin ein ziemlich wund Verlierer. Wie ist es mit Ihnen?' Und das war der Anfang. “Arvidson, Squyres und Soderblom schlossen ihre verschiedenen Teams zusammen und machten sich daran, einen gemeinsamen Vorschlag zu verfassen, um einen Rover auf die Marsoberfläche zu bringen.
"Vor Spirit and Opportunity gab es ein Gefühl der Sehnsucht, an die Oberfläche zu gelangen, damit wir verstehen konnten, was die Orbitaldaten uns sagten", sagt Arvidson. „Den Mars aus vierhundert Kilometern Höhe zu sehen, ist etwas anderes als sich die Gesteinsstrukturen und die Querbetten sowie Partikelgrößen und Details der Mineralogie anzusehen und die Gesteine auseinanderzunehmen. So machen wir Geologie auf der Erde. Es wäre sehr schwierig, die Erde so zu verstehen, wie wir es nur aus Orbitaldaten machen - vielleicht unmöglich. “
Es dauerte fünf Versuche, einen Missionsvorschlag zu landen, der sich schließlich zu einem einzigen Mars-Erkundungsrover entwickelte. Squyres, der Hauptermittler der Mission, überzeugte schließlich Dan Goldin, den damaligen Administrator der NASA, zwei Rover zu schicken, falls einer scheitern sollte.
Am 7. Juli 2003 startete die NASA ihren zweiten Mars Exploration Rover, Opportunity, an Bord einer Delta II-Trägerrakete. (NASA) Die beiden Entdeckungsroboter wurden vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA gebaut, mit dem das Raumschiff Mars Pathfinder und sein Begleiter Sojourner bereits 1997 gelandet waren. Pathfinder, das 85 Tage dauerte, war in der Öffentlichkeit äußerst erfolgreich. Sein kleiner Sojourner-Rover legte stolze hundert Meter zurück - das waren hundert Meter mehr als alles, was jemals zuvor auf dem Mars gefahren war. Die Mission kostete 150 Millionen US-Dollar, und „schneller, besser, billiger“ wurde zum Mantra der Agentur. Nach dem Misserfolg von Mars Polar Lander und Mars Climate Orbiter fügten die Ingenieure dem Mantra grimmig hinzu: „… nimm zwei.“
MER würde für beide Rover eine Mission im Wert von 820 Millionen US-Dollar werden - Bau durch Hauptmission -, was ein unglaubliches Geschäft war, insbesondere angesichts der unerwarteten Langlebigkeit des Raumschiffs. (Zum Vergleich: Die 1975 eingeführten Wikinger 1 und 2 waren inflationsbereinigt Lander im Wert von mehreren Milliarden Dollar.)
Im Sommer 2003 verließen die beiden Raumschiffe bei günstiger Himmelsmechanik und klarem Himmel über Cape Canaveral die Erde, um in einer anderen Welt ihr neues Zuhause zu finden.
Räder auf dem Boden
"Als ich in der High School war, sind diese Rover gelandet", sagt Heather Justice, der Lead-Rover-Fahrer für Opportunity bei JPL. „Das war die erste große NASA-Sache, die ich gesehen habe und die mich wirklich dazu brachte, über Arbeiten im Weltraum oder in der Robotik nachzudenken. Und ich erinnere mich, dass ich damals gedacht habe, vielleicht mache ich eines Tages so etwas. Ich hätte nicht gedacht, dass es diese Mission sein würde. Sie sollten nur 90 Tage dauern! “
Jeder Rover landete mit Hilfe von Überschallfallschirmen, um die Geschwindigkeit zu verringern, und dann mit Airbags, die von allen Seiten nach außen platzten, bevor das Raumschiff mit dem Planeten kollidierte. Die Rover treffen den Mars als die am wenigsten zerstörenden Meteoriten der Welt, die wie ein paar Würfel im Spiel eines Riesen über die Erdoberfläche springen und springen. Die Gelegenheit ließ sich schließlich im Eagle-Krater auf Meridiani Planum nieder.
Die Mars Exploration Rover Opportunity der NASA erhielt diese Ansicht des eigenen Hitzeschilds am 325. Mars-Tag des Rovers (22. Dezember 2004). Die Hauptstruktur des erfolgreich eingesetzten Schildes befindet sich ganz links. Weitere Fragmente des Hitzeschildes befinden sich in der oberen Bildmitte. Die Aufprallmarkierung des Hitzeschilds ist direkt über und rechts vom Vordergrundschatten des Opportunity-Kameramastes sichtbar. Diese Ansicht ist ein Mosaik aus drei Bildern, die mit der Navigationskamera des Rovers aufgenommen wurden. (NASA / JPL) "Es gab keine Garantie für den Erfolg dieser Landungen", sagt Wendy Calvin, ein Mitglied des MER-Wissenschaftsteams, das sich dem Projekt ein Jahr vor dem Start des Raumschiffs anschloss. „Wir waren gerade von diesen beiden schrecklichen Fehlern befreit worden und es war wirklich zu spüren, dass dies ein weiterer sein könnte. Wir haben unsere Technik so erfolgreich demonstriert, dass die Leute seitdem so oft vergessen haben, dass wir uns im Jahr 2004 auf den Kopf gesetzt haben und uns gefragt haben, wie es weitergehen soll. Niemand hat damit gerechnet, dass die Landungen so spektakulär erfolgreich sein werden wie sie. “
Vor der Mission, erklärt sie, hatten Planetenwissenschaftler bestimmte Vorstellungen über den Mars, wie er als Planet funktioniert und wie er von der Oberfläche aus aussieht. „Die ersten Bilder vom Landeplatz von Opportunity waren wirklich beeindruckend, weil der Planet so anders aussah“, sagt sie. „Ich habe vor der Landung Vorträge für die breite Öffentlichkeit gehalten und sagte, dass ich mich nicht wundere, wenn es so aussieht wie der Landeplatz Sojourner oder der Landeplatz Viking. Aber der Landeplatz von Opportunity war wirklich, wirklich anders. Und das war echt cool. “
Das Wissenschaftsteam entschied sich für die Landung in Meridiani, da Mars Global Surveyor an dieser Stelle spektrale Hinweise auf kristallinen Hämatit fand. "Zu der Zeit gab es eine Menge Debatten darüber, was die Ursache dafür war", sagt Calvin. „War es eine Stein-Wasser-Wechselwirkung? War es vulkanisch? Ich glaube, wir haben die Geschichte des Mars und den Wasserkreislauf überhaupt nicht verstanden. In der geologischen Geschichte gab es so viel mehr Details, als wir vor der Mission erwartet hatten. “
Hämatit ist ein Eisenoxid, das üblicherweise als Erz auf der Erde abgebaut wird. Da sich die Mineralien durch Wasserwechselwirkungen auf diesem Planeten bilden, hoffte man, dass es in Meridiani einst Wasser gegeben haben könnte. In den frühen 2000er Jahren erwarteten einige Wissenschaftler, große Hämatitbrocken auf der Oberfläche zu finden. Was dort wartete, war etwas ungewöhnlicher: winzige graue Kügelchen, die in Millimetern gemessen und in den Sandstein eingebettet waren, der über die Oberfläche verteilt war. Wissenschaftler nannten sie Blaubeeren, dank ihres blauen Farbtons in Falschfarbenbildern, und sie - keine Felsbrocken - waren die Quelle von Hämatit, der aus der Umlaufbahn entdeckt wurde. Die Ablagerungen wurden wahrscheinlich durch durch Sandstein fließendes Wasser erzeugt und dann durch Verwitterung freigelegt. Es war eine (metaphorische) geologische Goldmine, was darauf hindeutet, dass dieser Ort einst warm und feucht war.
Die kleinen Kügelchen auf der Marsoberfläche in dieser Nahaufnahme befinden sich in der Nähe des Fram-Kraters, der im April 2004 von der Mars Exploration Rover Opportunity der NASA besucht wurde. Dies sind Beispiele für die Mineralkonkretionen mit dem Spitznamen "Blaubeeren". Opportunitys Untersuchung der hämatitreichen Konkretionen während der dreimonatigen Hauptmission des Rovers Anfang 2004 lieferte Hinweise auf eine wässrige antike Umgebung. (NASA / JPL-Caltech / Cornell / USGS) "Aus dem Orbit ist es eine Ebene!", Sagt Arvidson. „Wir hatten keine Ahnung, wie die Umweltablagerung war. Man muss dort runter und nach Steinen auf der Kornskala Ausschau halten und nach Laminierungen und Schlammrissen und allem anderen suchen, was man von der Umlaufbahn aus einfach nicht machen kann. Besonders ... wenn man dem Wasser folgt und sich an die Bewohnbarkeit gewöhnt, kann man das nicht vollständig anhand von Orbitaldaten tun. “
"Für mich", sagt Calvin, "sind die beiden großen Entdeckungen, dass sich die aus der Umlaufbahn entdeckte Hämatitsignatur in diesen Sphären befindet und dass wir mit Spirit Orte gefunden haben, die im Grunde Vulkanschlote mit nahezu reinem Siliciumdioxid waren." Die Einbeziehung von heißem Wasser, das mit dem Gestein in Wechselwirkung steht, hätte die Bewohnbarkeit begünstigt - ein mögliches lebenserhaltendes Ökosystem auf dem Mars vor Millionen und Abermillionen Jahren, dessen Schatten heute als Narben und subtile Spuren im Gestein verankert ist.
Die Entfernung überbrücken
Die Kieselsäure wurde zufällig entdeckt, eine zufällige Nebenwirkung eines fehlerhaften Rades auf den Rover Spirit. Das Rad klemmte, und als die anderen fünf Räder es mit sich zogen, wurde ein merkwürdiger weißer Graben in den Marsschmutz gemeißelt. Laut Bill Nelson, dem technischen Leiter des MER-Projekts, hatten beide Rover Probleme mit demselben Rad, sei es in Rotation oder Lenkung. „Bei Spirit würde sich das rechte Vorderrad nicht drehen, aber es würde lenken. Bei Gelegenheit würde es sich drehen, aber nicht steuern. Deshalb haben wir eine NASA Lessons Learned eingereicht, die besagt, dass wir das schlechte sechste Rad weglassen und in Zukunft nur noch fünfrädrige Rover bauen sollen. “
Nachdem der Bericht überprüft worden war, sagte Nelson: "Wir stellten bald fest, dass die NASA keinen messbaren Sinn für Humor hat."
Ein Selbstporträt des Mars Exploration Rover Spirit der NASA zeigt, dass die Sonnenkollektoren auch zwei Jahre nach der Landung des Rovers und der Erkundung des roten Planeten noch im marsianischen Sonnenlicht glänzen und nur eine dünne Staubschicht tragen. (NASA / JPL-Caltech / Cornell) Aber laut dem Chefingenieur haben sogar die Räder des Rovers wertvolle Einblicke in die Disziplin der Terramechanik geliefert, ein Schlüssel zum Fahren auf anderen Planeten. „Das ist ein etwas esoterischer Bereich des Maschinenbaus, in dem man die Wechselwirkung zwischen Rädern und Gelände untersucht und wie sich Dinge einbetten oder lösen oder wie sie sich bewegen und verrutschen und so weiter. Zwischen unserer Modellierung und Erfahrung haben wir dort echte Beiträge geleistet. “
Die Gelegenheit wirft einen langen Schatten auf alle nachfolgenden Mars-Rover und setzt einen Goldstandard für JPL-Technik. Auf dem Rover Curiosity und dem kommenden Mars 2020 werden angepasste Versionen seiner Mobilitätssoftware verwendet. Fünfzehn Jahre akribischer Messungen des Marsstaubs und seiner Auswirkungen werden für zukünftige Missionen von unschätzbarem Wert sein. Und dann ist da noch die Haltbarkeit des Rovers.
"Wir haben den Weltrekord für Distanz aufgestellt", sagt Nelson. „Wir sind über 45 Kilometer gefahren. Vor fast zwei Jahren waren wir die Gewinner des ersten Mars-Marathons, und ich gehe davon aus, dass wir diesen Rekord noch einige Zeit halten werden. Ich glaube ehrlich gesagt nicht, dass Curiosity viel Hoffnung hat, so weit zu reisen wie wir, und es ist auch nicht wirklich klar, ob Mars 2020 das wird. “
Die zurückgelegte Strecke war ein wissenschaftlicher Multiplikator. "Dies war ein Rover, der eine lange Zeit gedauert hat", sagt John Callas, MER-Projektmanager bei JPL. „Die NASA hatte die Anforderung, dass man mindestens 600 Meter weit gehen musste, um den vollen Missionserfolg zu erzielen. Deshalb haben wir dieses Rovering-System für eine Kilometerstrecke konzipiert - und wir waren total begeistert, diese Fähigkeit auf dem Mars zu haben. Wir hätten nie gedacht, dass wir mehr als 45 Kilometer fahren könnten. Wir sind so weit gefahren.
Diese Szene aus der Panoramakamera (Pancam) auf der Mars Exploration Rover Opportunity der NASA blickt zurück auf einen Teil des Westrands des Endeavour-Kraters, den der Rover im Sommer 2014 in südlicher Richtung entlangfuhr. (NASA / JPL-Caltech / Cornell Univ ./Arizona State Univ.) Der Eagle-Krater, in dem Opportunity gelandet ist, befindet sich geologisch in der Hesperianischen Periode - der mittleren Periode der Mars-Geschichte, ungefähr gleichzeitig mit dem Archäischen Zeitalter auf der Erde. Im Jahr 2011 erreichte der Opportunity-Rover den Endeavour-Krater, einen Felsen aus der Noachian-Zeit, in dem die älteste Geologie auf dem Mars untersucht werden kann. Die letzten acht Jahre waren wie eine Bonusmission, praktisch ein drittes Fahrzeug in der MER-Flotte. "In gewissem Sinne", sagt Callas, "konnten wir mit diesem Rover in die Vergangenheit fahren und viel ältere Geologie studieren."
Einer der größten Beiträge dieser Mission, sagt Callas, ist ein immaterieller Wert. Jeden Tag wachen Wissenschaftler und Ingenieure auf und arbeiten auf dem Mars. Jeden Tag wird etwas Neues gelernt und der Mars wird ein wenig mehr Teil unserer Welt. „Bis Januar 2004 hatten wir diese gelegentlichen Besuche auf dem Mars. Die Wikingerländer in den siebziger Jahren. Pathfinder im Jahr 1997. Wir versuchten 1999 mit Polar Lander zurückzukehren. Mit MER haben wir nicht nur die Marsoberfläche besucht, sondern sind auch dort geblieben. Jeden Tag kommen neue Informationen über die Oberfläche des Mars von einem Oberflächenobjekt. Wir sind in die Ära nachhaltiger, täglicher Erforschung der Marsoberfläche eingetreten. “
Eine Betriebsdauer von fünfzehn Jahren ohne Tankstelle wäre für jedes Fahrzeug eine erstaunliche, erfolgreiche Strecke, geschweige denn eine, die in den unwirtlichen Gefilden des Mars rollt. Die gelbbraune, gefrorene, tote Welt, die Opportunity begrüßte, hat sich in den Augen des Erdgebundenen völlig verändert. Was einst der träge Mond war, aber rot, ist heute ein Planet, auf dem einst Wasser frei und in Hülle und Fülle floss. Die Frage ist nicht mehr: War der Mars nass? Die Rover-Gelegenheit ermöglichte es Wissenschaftlern, stattdessen zu fragen: Ist etwas in diesen Gewässern geschwommen, und wie finden wir es?
