Missionsmanager des Mars Exploration Rover-Programms gaben diese Woche bekannt, dass der Spirit-Rover wahrscheinlich nie wieder auf dem Mars unterwegs sein wird. Aber das bedeutet nicht, dass ihr Leben vorbei ist. Da der Rover jedoch praktisch unbeweglich ist und in einem Sandfang steckt, befindet er sich derzeit in einer sehr verwundbaren und potenziell „tödlichen“ Situation, da der Winter auf der Südhalbkugel des Mars näher rückt. Das Ausrichten der Sonnenkollektoren des Rovers auf die Sonne ist entscheidend, wenn der Rover überleben soll, und das Rover-Team hat nur eine Handvoll Antriebe, um dies zu erreichen. Und die Winter auf dem Mars sind lang und hart. „Die Temperaturen werden kälter sein als alles, was Spirit bisher erlebt hat“, sagte John Callas, Projektleiter der MER-Mission. „Dies ist eine viel schwierigere und gefährlichere Situation für Spirit, und wir steuern auf ein Regime zu, in dem das Fahrzeug kälter als je zuvor werden wird.“
Was steht Spirit gegenüber und wie stehen ihre Chancen?
„Spirit wird abnehmende Energieniveaus erfahren, und wir werden wahrscheinlich Energieniveaus sehen, die unter 160 Wattstunden sinken werden“, sagte Callas, das ist das Energieniveau, das der Rover aufrechterhalten muss, damit er täglich mit der Erde kommunizieren kann. „Wenn wir dieses Niveau nicht halten können, löst dies einen Low-Power-Fehler aus, bei dem der Rover herunterfährt oder in den Ruhezustand wechselt, und die notwendigen Schritte unternehmen, um so viel Energie wie möglich zu sparen. Alles außer der Hauptuhr ist ausgeschaltet, und alle Photonen, die auf Solaranlagen treffen, werden zum Laden der Batterien verwendet.“
Bei diesem Energiesparfehler weckt ein Timer den Rover gelegentlich auf, um den Batteriestand zu überprüfen, und wenn genügend Energie vorhanden ist, wird Spirit genug aufwachen, um zu sehen, wie geladen die Batterien sind, und versucht, mit der Erde zu kommunizieren. „Der Geist wird wie ein Eisbär sein, der überwintert, möglicherweise für mehrere Monate, vielleicht in der Größenordnung von 6 Monaten, bis sich der Rover in diesem Zustand befindet“, sagte Callas. „Es wird nicht wie beim Phoenix-Lander sein, wo er praktisch vollständig abgeschaltet wird. Der Rover wird weiterhin elektrisch aktiv sein, aber nicht mit genug Leistung, um jeden Tag wach zu sein.“
Callas sagte voraus, dass es im Zeitraum von März bis April hier auf der Erde sein wird, wenn sie nicht mehr in der Lage sind, mit dem Rover zu kommunizieren, weil die Energie nicht ausreicht.
Normalerweise bleibt der Rover warm genug, indem er einfach „an“ ist und läuft, wie zum Beispiel, wenn Sie Ihr Auto im Winter laufen lassen, um es aufzuwärmen. Da der Rover jedoch tief schläft, sinken die Temperaturen auf dem Rover.
Callas und sein Team befürchten, dass die Temperaturen auf dem Rover sehr kalt werden. Basierend auf den vergangenen Wintern erwarten sie im tiefsten Winter Temperaturen von etwa -40 bis -50 °C auf dem Mars. Die Elektronik des Rovers hält -40 °C im Betrieb und -50 °C im Leerlauf aus. Aber diese Standards gelten für einen brandneuen Out-of-the-Box-Rover, sagte Callas, kein 6 Jahre alter Rover mit Elektronik hat viele verschiedene Temperaturzyklen durchlaufen.
Ironischerweise hätten die Fumarolen oder Dampföffnungen, die wahrscheinlich das wissenschaftlich sehr reiche 'Troy' -Gebiet geschaffen haben, in dem Spirit sitzt, es zu einem 'Hot Spot' auf dem Mars gemacht. Aber natürlich sind die Fumarolen nicht mehr aktiv.
Die Rover verfügen über drei 1-Watt-Radioisotop-Heizeinheiten (RHUs), bei denen es sich um winzige thermische Heizeinheiten handelt, die dazu dienen, Motoren und Batterien des Rovers warm zu halten, damit das wichtige Innere von Spirit nicht so kalt wird wie das Äußere.
Der Strom von den Sonnenkollektoren ist jedoch sehr wichtig, um den Computer und andere Elektronik aktiv zu halten, und im Moment ist die Position der Sonnenkollektoren überhaupt nicht optimal.
'Unsere Hauptaufgabe besteht darin, Sonnenkollektoren auf die Sonne auszurichten, um ihre Chancen zu verbessern', sagte Roverfahrerin Ashley Stroupe. „Idealerweise sollten die Sonnenkollektoren auf die Sonne gerichtet sein, um die Energie, die der Rover erhält, zu maximieren. Wenn wir genug Energie haben, um den Rover warm zu halten, verkürzt dies die Zeit, die Spirit möglicherweise in einem Energiesparzustand befindet.“
Bei den nächsten Fahrten wird das Team versuchen, das linke Hinterrad des Rovers anzuheben, indem es rückwärts fährt und seine Nordneigung verbessert. Spirit sitzt in einem kleinen Krater mit dem Rand hinter ihr, so dass er, während er sich rückwärts bewegt, langsam auf den Rand klettert und den Rover kippt. „Bei der letzten Fahrt haben wir eine Verbesserung der Neigung um 1-2 Grad gesehen“, sagte Stroupe am Dienstag. „Wir werden uns also so gut wie möglich verbessern, indem wir weiter rückwärts fahren. Wir können auch versuchen, den Rover so zu drehen, dass die Rolle nicht so stark nach Süden zeigt wie jetzt.“
Die Sonnenkollektoren des Spirit-Rovers waren mit Staub bedeckt, bis ein Windstoß sie wegwehte. Bildnachweis: NASA.
Jeder Neigungsgrad nach Norden gewinnt 5 Wattstunden an Verbesserung. Ein Vorteil ist, dass die Sonnenkollektoren derzeit ziemlich frei von Staubansammlungen sind.
Wenn der Rover jeden Tag versucht aufzuwachen, wird es gegen Mittag Ortszeit auf dem Mars sein, wenn sich die Elektronik aufgrund des Sonnenlichts erwärmt hat.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass das Team monatelang nichts vom Rover hört.
„Wir müssen auf eine solche Phase vorbereitet sein“, sagte Callas. 'Wir hören vielleicht nichts vom Rover, und es wird frustrierend und herausfordernd für das Team sein, aber wir müssen diesbezüglich diszipliniert sein und hoffentlich können wir die Kommunikation im Frühjahr wieder aufnehmen, wenn die Stromversorgung wiederhergestellt ist.'
Ein Blick auf die fast vergrabenen Räder des Spirit-Rovers auf dem Mars. Bildnachweis: NASA/JPL
Und im schlimmsten Fall, wo gibt es einen sehr langen Zeitraum, in dem sie nichts vom Rover hören, wie lange wird das Team versuchen, mit Spirit zu kommunizieren?
„Das ist ein sehr komplexes Problem“, sagte Callas auf der Pressekonferenz am Dienstag gegenüber Universe Today. „Der Rover wird tatsächlich zwei Ebenen des Fehlerschutzes erfahren. Der Rover ergreift Maßnahmen, die auf dem Hören von der Erde basieren, und wenn wir zu lange gehen, ohne mit dem Rover zu sprechen, löst er einen Verlust-Timer aus. Wir haben nur etwa 6 Wochen an Kommunikationstabellen auf dem Rover, so dass diese wahrscheinlich aufgebraucht sind. All diese Dinge machen einen komplexen Wiederherstellungsaufwand für den Rover aus. Es ist schwer zu sagen, wie lange wir es versuchen würden, denn wir müssten viele Dinge ausprobieren, bevor wir die Liste der Dinge, die wir tun können, erschöpft haben.“
Callas wollte keine Chancen geben, ob Spirit den Winter übersteht. „Spirits beste Überlebenschance ist, wenn wir mit ihr in Kontakt bleiben können“, sagte er. „Solange wir die Kommunikation mit dem Rover aufrechterhalten können, können wir nach Problemen Ausschau halten und sie beraten, wie sie ihre begrenzten Ressourcen am besten neu aufteilen kann.“
MER PI Steve Squyres sagte, es sei ein „bewegender Moment“ für das Team, keinen Rover zu haben. „Wir haben die Rover gebaut, um herumzufahren, also haben wir unseren Fokus auf eine andere Klasse von Aktivitäten verlagert. Es ist eine Veränderung, an die wir uns anpassen müssen. Aber das ist ein viel besserer Weg, als die Mission abrupt zu beenden, was die Art von Wissenschaft verhindern würde, auf die wir uns freuen.“ ( Lesen Sie mehr über die Wissenschaft, die Spirit in unserem früheren Artikel leisten kann.)
„Wir haben die Hoffnung, dass Spirit diesen kalten, dunklen Winter überlebt, den Spirit vor sich hat“, sagte Squyres.
