In den kommenden Jahrzehnten haben die größten Raumfahrtagenturen der Welt alle ziemlich große Pläne. Zwischen der NASA, der European Space Agency (ESA), Roscosmos, der Indian Space Research Organization (ISRO) oder der China National Space Administration (CNSA) gibt es Pläne für die Rückkehr zum Mond, bemannte Missionen zum Mars und bemannte Missionen zum Erdnahe Objekte (NEOs).
In allen Fällen werden geologische Studien ein wichtiger Aspekt der Mission sein. Aus diesem Grund hat die ESA kürzlich ein neues Trainingsprogramm vorgestellt, das als bekannt ist Pangaea-Kurs , ein Studienprogramm, das sich auf die Identifizierung planetarischer geologischer Merkmale konzentriert. Dieses Programm zeigt, wie wichtig Planetengeologen für zukünftige Missionen sein werden.
Pangaea hat seinen Namen von dem Superkontinent, der während des späten Paläozoikums und frühen Mesozoikums (vor 300 bis 175 Millionen Jahren) existierte. Aufgrund von Konvektion im Erdmantel zerbrach dieser Kontinent schließlich, wodurch die sieben Kontinente entstanden, die wir heute kennen.
Der Superkontinent Pangäa im Perm (vor 300 – 250 Millionen Jahren). Bildnachweis: NAU Geology/Ron Blakey
Francesco Sauro – ein Feldgeologe, Entdecker und der Planer des Kurses – erklärte den Zweck von Pangaea in einer ESA Pressemitteilung :
„Dieser Pangäa-Kurs – benannt nach dem alten Superkontinent – wird Astronauten helfen, interessante Gesteinsproben zu finden und die wahrscheinlichsten Orte für das Auffinden von Lebensspuren auf anderen Planeten zu bewerten. Wir haben einen Kurs geschaffen, der es Astronauten auf zukünftigen Missionen zu anderen Planetenkörpern ermöglicht, die besten Gebiete für die Erkundung und die wissenschaftlich interessantesten Gesteine zu entdecken, um Proben für die weitere Analyse durch die Wissenschaftler auf der Erde zu entnehmen.“
Dieser erste Teil des Kurses findet diese Woche statt, wo der Astronautentrainer Matthias Maurer und die Astronauten Luca Parmitano und Pedro Duque von einem Expertengremium für Planetengeologie lernen. Diese Lektionen umfassen das Erkennen bestimmter Gesteinsarten, das Zeichnen von Landschaften und die Erkundung eines Canyons mit ähnlichen Sedimentmerkmalen wie in der Murray Buttes Region, die kürzlich vom Rover Curiosity aufgenommen wurde.
Dem Geologie-Panel werden Koryphäen wie Matteo Messironi (ein Geologe, der an der Rosetta und ExoMars Missionen), Harald Hiesinger (ein Experte für Mondgeologie), Anna Maria Fioretti (ein Meteoritenexperte) und Nicolas Mangold (ein Marsexperte, der derzeit mit Das Curiosity-Team der NASA ).
Gesteinsproben auf dem Pangaea-Trainingskurs der ESA, der Astronauten bei der Identifizierung planetarischer geologischer Merkmale für zukünftige Missionen zum Mond, zum Mars und zu Asteroiden unterstützen soll. Bildnachweis: ESA/L. Bessone
Nach Abschluss dieser Kursphase folgt eine Reihe von Exkursionen zu Orten, die ausgewählt wurden, weil ihre geologischen Merkmale denen anderer Planeten ähneln. Dazu gehört die Stadt Brixen im Nordosten Italiens, die wenige Kilometer außerhalb des Brennerpasses (dem Teil der Alpen, der zwischen Italien und Österreich liegt) liegt.
Der Pangaea-Kurs setzt in vielerlei Hinsicht dort an, wo die Kooperatives Abenteuer zur Wertschätzung und Ausübung menschlicher Verhaltensweisen und Leistungsfähigkeiten (CAVES) Programm abgebrochen. Die ESA führt seit mehreren Jahren Trainingsmissionen in unterirdischen Kavernen durch, um Astronauten das Arbeiten in anspruchsvollen Umgebungen zu lehren.
Im vergangenen Sommer war das neueste Programm mit einem Team von sechs internationalen Astronauten verbunden, das zwei Wochen in einem Höhlennetzwerk in Sardinien, Italien, verbrachte. In dieser Umgebung, 800 Meter (2625 ft) unter der Oberfläche, führte das Team eine Reihe von Forschungs- und Erkundungsaktivitäten durch, um Aspekte einer Weltraumexpedition nachzubilden.
Als die Teams die Höhlen Sardiniens erforschten, stießen sie auf Höhlen, unterirdische Seen und Beispiele für seltsames mikroskopisches Leben – alles Dinge, die ihnen in außerirdischen Umgebungen begegnen konnten. Dabei bekommen sie auch die Chance, neue Technologien und Methoden für Forschung und Experiment zu erproben.
Sedimentaufschlüsse in der Region Bressanoe (links) im Vergleich zu Sedimentablagerungen in der Region Murray Buttes auf dem Mars (rechts). Bildnachweis: ESA/I. Drozdovsky (links); NASA (rechts)
Ähnlich wie bei Expeditionen an Bord der ISS sollte das Programm einem internationalen Astronautenteam beibringen, wie man sich den Herausforderungen des Lebens und Arbeitens auf engstem Raum stellt. Dazu gehören eingeschränkte Privatsphäre, weniger Ausstattung für Hygiene und Komfort, schwierige Bedingungen, schwankende Temperaturen und Luftfeuchtigkeit sowie extrem schwierige Notfallevakuierungsverfahren.
Das Programm versucht vor allem Teamarbeit, Kommunikationsfähigkeit, Entscheidungsfindung, Problemlösung und Führung zu fördern. Dieses Programm ist heute fester Bestandteil der Astronautenausbildung der ESA und wird einmal im Jahr durchgeführt. Und wie Projektleiterin Loredana Bessone erklärte, passt der Pangaea-Kurs gut zu den Zielen des CAVES-Programms.
„Pangaea ergänzt unser CAVES-Untergrundtraining“ Sie sagte . „CAVES konzentriert sich auf das Teamverhalten und operative Aspekte einer Weltraummission, während sich Pangaea auf die Entwicklung von Wissen und Fähigkeiten für die planetare Geologie und Astrobiologie konzentriert.“
Aus all diesen Bemühungen geht klar hervor, dass die ESA, die NASA und andere Weltraumbehörden sicherstellen wollen, dass zukünftige Generationen von Astronauten in der Feldgeologie ausgebildet werden und in der Lage sind, Ziele für die wissenschaftliche Forschung zu identifizieren. Aber natürlich ist das Verständnis der Bedeutung der planetarischen Geologie für die Weltraumforschung nicht gerade ein neues Phänomen.
Das sechsköpfige CAVES-Team in Sardinien, Italien, bei der Beobachtung eines unterirdischen Pools. Bildnachweis: ESA/V. Crobu
Tatsächlich wurzelt das Studium der planetaren Geologie in der Apollo war , als es zu einem von anderen Gebieten der geologischen Forschung getrennten Gebiet wurde. Und bei der Auswahl der Landeplätze der Apollo-Missionen spielten Geologie-Experten eine ganz entscheidende Rolle. Als Emily Lakdawalla, Senior Editor von Die Planetarische Gesellschaft (und selbst eine Geologin), sagte Universe Today in einem Telefoninterview:
„Die Apollo-Astronauten erhielten eine Ausbildung in Feldgeologie, bevor sie zum Mond gingen. Jim Kopf an der Brown University, der mein Berater war, war eine Person, die diese Ausbildung angeboten hat. Bevor es Missionen gab, Mondorbiter Das Programm hat Fotos zurückgegeben, mit denen Geologen die Mondoberfläche kartiert und gute Landeplätze gefunden haben.“
Diese Tradition wird heute mit Instrumenten wie dem Mars Global Surveyor . Vor dem Geist und Gelegenheit Rover auf der Marsoberfläche stationiert wurden, untersuchten NASA-Wissenschaftler Bilder dieses Orbiters, um festzustellen, welche potentiellen Landeplätze sich für die Forschung als wertvoll erweisen würden.
Und dank der Erfahrungen aus den Apollo-Missionen und Verbesserungen sowohl in der Technologie als auch in der Instrumentierung ist der Prozess viel ausgeklügelter geworden. Im Vergleich zur Apollo-Ära verfügen die heutigen NASA-Missionsplaner über viel detailliertere Informationen.
Mondgestein von der Apollo-11-Mission. Bildnachweis: NASA
'Heutzutage haben die Orbiterfotos so hohe Auflösungen, dass sie wie Luftaufnahmen sind, die Erdgeologen immer als Werkzeug verwendet haben, um ein Gebiet zu erkunden, bevor sie es untersuchen', sagte Lakdawalla. 'Mit diesen Fotos können wir ein Gebiet im Detail kartieren, bevor wir einen Rover schicken, und feststellen, wo sich die wertvollsten Proben befinden.'
Vorausschauend alles, was man beim Senden von Astronauten zum Mond gelernt hat – und aus dem Studium der Mondfelsen, die sie mitgebracht haben – wird eine wichtige Rolle spielen, wenn es darum geht, den Mars zu erkunden, zum Mond zurückzukehren und NEOs zu untersuchen. Wie Lakdawalla erklärte, wird der Zweck der geologischen Studien in jedem Fall etwas anders sein.
„Das Ziel bei der Gewinnung von Proben vom Mond bestand darin, die Chronologie des Mondes zu verstehen. Die von uns entwickelte Zeitskala für den Mond ist in den Apollo-Samples verankert. Aber wir denken, dass die Stichproben einen großen Einfluss haben – die Niederschlagswirkung . Die nächsten Mondproben werden versuchen, andere Zeiträume zu beproben, damit wir feststellen können, ob unsere Zeitskalen korrekt sind.“
„Auf dem Mars stellt sich die Frage: ‚Was ist die Geschichte des Wassers auf dem Mars‘. Sie versuchen, Gesteine aus der Umlaufbahn zu finden, die diese Fragen beantworten – Gesteine, die entweder durch Wasser verändert oder in Wasser geformt wurden. Und so wählen Sie Ihre Landezone aus.“
Und bei zukünftigen Missionen zu NEOs werden Astronauten die Aufgabe haben, geologische Proben zu untersuchen, die bis zur Entstehung des Sonnensystems zurückreichen. Auf dieser Grundlage werden wir wahrscheinlich ein besseres Verständnis davon bekommen, wie sich unser Sonnensystem im Laufe der vielen Milliarden Jahre, die es existiert, gebildet und entwickelt hat.
Es ist eindeutig eine gute Zeit, Geologe zu sein, da ihr Fachwissen für zukünftige Missionen ins All gefragt sein wird. Hoffe, sie mögen Tang!
