Phoenix Sols 92-117

Mit Sol 90 endete Ende August 2008 die primäre Mission von Phoenix. Sie wurde jedoch zunächst bis Ende September 2008 verlängert. Mit Beginn des Monats September wurden die Bemühungen fortgesetzt, die Bodenproben aus den verschiedenen Gräben aus verschiedenen Tiefen mit den Bordinstrumenten des Landers zu analysieren. Während unter "Dodo-Goldilocks" und "Upper Cupboard" eine Eisplatte gefunden worden war (Grabenbenennungen siehe hier), ließ sich in den Gräben "Stone Soup" und "Lower Cupboard" direkt daneben diese Eisplatte nicht nahe unter der Oberfläche nachweisen. Der Graben "Stone Soup" wurde so bis auf 20 cm vertieft, ohne auf Eis zu stoßen. Er lag in einer sich weiter in die Tiefe erstreckenden Grenzschicht, die die einzelnen Eisplatten unter der Polygonoberfläche der polaren Eisregionen des Mars voneinander trennte.

Daher wurde nun in Folge eine Bodenprobe aus "Stone Soup" aus 18 cm Tiefe im TEGA analysiert, um einen Vergleich mit der schon analysierten Probe aus einer eishaltigen Schicht vergleichen zu können. Zur Analyse wurde der Ofen 2 des TEGA geöffnet. Abbildung 1 zeigt die halbseitig geöffnete Ofentür, in der Abbildung 2 ist der Graben "Stone Soup" zu sehen:
 
TEGA-Ofen Nr. 2 an Sol 96 "Stone Soup" an Sol 96
Abb. 1: TEGA Ofen 2 ist an Sol 96 göffnet. Es hat sich nur die rechte Türhälfte bewegen lassen, genau wie schon vor Wochen bei der TEGA-Tür Nr. 5. Dies stellte allerdings für den Probeneintrag der Bodenprobe aus "Stone Soup" kein größeres Hindernis dar. Abb. 2: Die Region "Stone Soup", aus der in 18 cm Tiefe die Bodenprobe für den TEGA Ofen Nr. 2 entnommen wurde. Oben links der alte Graben "Dodo Goldilocks" mit dem freiliegenden Eis an seinem oberen Ende.

Mit Voranschreiten des Winters und Tieferstellung der Mitternachtssonne schien sich das bisherige beständige Wetter langsam zu ändern. Die Tagestemperaturen sanken gegenüber dem Höchststand von -20°C tagsüber und -80°C des Nachts um bis zu 4°. Phoenix beobachtete außerdem mit seinem Windmesser heftige Windböhen an Sol 95 und den darauffolgenden Tagen. Besonders im mittleren Bild sieht man auch die hinter dem Windmesser am Himmel vorbeiziehenden Wolken, die die Abb. 3b in einem kleinen Film eindrucksvoll zeigt:
 
Abb. 3a: Animation der Bewegungen des Windmessers an Sol 94 Abb. 3b: vorbeiziehende, deutlich sichtbare Eiswolken am Standort von Phoenix an Sol 94

Seit Sol 90 wurde es am Standort von Phoenix auch richtig Nacht, da die Sonne in dieser Zeit täglich für etwa 90 Minuten unter den Horizont sank. Trotzdem blieb es bis auf Weiteres weiterhin dämmerig hell. Die folgenden beiden Filme zeigen einen Teil des Weges der untergehenden Sonne an Sol 96 etwa eine Stunde vor und der aufgehenden Sonne an Sol 101 kurz nach Mitternacht.
 
Abb. 4a: Sonnenuntergang an Sol 96 zwischen 22:45 Uhr und 22:54 Uhr lokaler Zeit. Abb. 4b: Sonnenaufgang an Sol 101 zwischen 01:25 Uhr und 01:40 Uhr lokaler Zeit.

Durch die tieferstehende Sonne sank die tägliche Energieausbeute des Raumschiffes auf 1800 Wh/Tag. Bei der Landung und optimal hochstehender Mitternachtssonne hatte sie noch 2800 Wh/Tag betragen. Phoenix würde größere Schwierigkeiten bekommen, wenn die tägliche Energieausbeute durch das Sonnenlicht auf unter 800 Wh/Tag sinken würde. Dies würde vermutlich Ende Oktober/Anfang November 2008 der Fall sein. Die Mission würde dann ihr natürliches Ende finden.

Eis in Form von Rauhreif, wie schon vorher einmal gesehen, wurde um diese Zeit noch nicht in größerem Umfang beobachtet, wie das folgende Bild aus Sol 96 zeigt:
 
Sol 92 um 2:30 Uhr
Abb. 5: Testfoto für mögliche Rauhreifniederschläge an Sol 95 um 2:30 Uhr lokaler Zeit kurz nach Sonnenaufgang: kein Eisniederschlag !

Wie eine Meldung des New Scientist vom 5. September 2008 berichtete, gab es ein Problem im TEGA: die Weiterbeförderung der bei der Pyrolyse einer Probe entstehenden gasförmigen Zersetzungsprodukte zur Analyse hinein in das Massenspektrometer funktionierte nicht mehr. Dies konnte auch die relative Ruhe der NASA bei weiteren Berichten zu Ergebnissen der TEGA-Analysen erklären. Es wäre fatal, wenn das TEGA nicht mehr richtig funktionieren würde, denn ein Großteil der Funktionalität des Landers hing von diesem Analysegerät ab.  Der New Scientist-Artikel beschrieb auch eine Änderung der Strategie bei der Analysenverarbeitung. Wegen der abnehmenden Energieversorgung wurden die Arbeiten mit dem energiehungrigen Probenarm soweit als möglich vorgezogen, d.h. die Probeneinträge in die verschiedenen Meßinstrumente im September 2008 mit Hochdruck vorangetrieben. Die eigentliche Analyse sollte dann später in der Mission erfolgen, z.B. erst im Oktober, da diese passiven Arbeiten im TEGA und MECA sehr viel weniger Energie verbrauchten als die Bewegung des Probenarms.

Fest stand eines: Mit dem Beginn der solaren Konjunktion im November 2008, bei der über mehrere Wochen hinweg wegen des Sonnenstandes genau zwischen Erde und Mars keinerlei Kommunikation mit den Raumschiffen an und auf dem Mars möglich sein würde, mußte die Mission von Phoenix beendet sein. Es stand zu erwarten, dass sich bis zum Ende der solaren Konjunktion Ende Dezember 2008 die Energielage an Bord von Phoenix so weit verschlechtern würde, dass das Raumschiff dann möglicherweise nicht mehr funktionierte. 
 
Sol 101 um 3:15 Uhr Sol 102 um 9:15 Uhr
Abb. 6: Der Test auf Eisniederschläge in der südöstlich vom Lander gelegenen Testzone ergab auch an Sol 101/102 keine nennenswerten Niederschläge. Links die Aufnahme von Sol 101 in der Nacht um 03:15 Uhr, rechts von Sol 102 um 09:50 Uhr morgens.

Mit Voranschreiten des Sommers auf der Nordhalbkugel nahmen die Windeffekte stark zu, es wurde etwa ein Dutzend Staubteufel auf den Phoenix-Fotos aufgenommen. Ein besonders schönes Exemplar geriet Phoenix an Sol 104 vor die Linse, der über fast 5 Minuten Dauer in etwa 1 km Entfernung an Phoenix vorbeizog. Außerdem nahm die Wolkenbedeckung stark zu, wie nun täglich am Windmesser zu beobachten war. Wegen kontinuierlich am Südpol ausfrierendem Kohlendioxid aus der Atmosphäre nahm der Luftdruck am Landeort von Phoenix in der Nähe des Nordpols von 8.5 mbar am Landetag im Mai 2008 bis zu Sol 105 auf 7.6 mbar ab. Dieses erzeugte offenbar auf dem gesamten Planeten heftige Winde.
 
Dust Devils an Sol 104 Sol 94 Windmesser-Animation
Abb. 7: Mitte September 2008, nach Sol 100 von Phoenix auf dem Mars nahmen die Windeffekte stark zu. Hier ein Staubteufel an Sol 104, der während fast 5 Minuten in etwa 1 km Entfernung langsam am Lander vorbeizog und dramatische Wolkenstrukturen, die die meteorologische Station an Sol 103 aufnahm.

Bis zum 23. September 2008 war es immer noch nicht gelungen, nach dem teilweisen Erfolg um Sol 15 herum erneut eine wassereishaltige Probe in einen der TEGA-Öfen zu bugsieren. Zum einen waren die eishaltigen Bodenproben von einer unerwartet hohen Adhäsivkraft, so daß sie sich nicht durch die Einfüllsiebe am TEGA schaffen liessen, zum anderen gab es weiterhin Probleme mit den Türen der TEGA-Öfen. Offensichtlich war die Adhäsion bei den eishaltigen Proben sehr viel größer als bei den Nichteisproben. Sie liessen sich erst nach mehreren Tage und vielen Versuchen durch die Einfüllsiebe schieben, nachdem während dieser langen Zeit so viel Wassereis an der dünnen Marsatmosphäre verdampft war, daß die Analyse nur noch verfälschte Werte ergab. Außerdem funktionierten die bisher nicht geöffneten Türen der noch unbenutzten TEGA-Öfen ebenfalls nicht richtig und liessen sich nicht ordnungsgemäß öffnen, wie hier im nächsten Bild die Versuche zeigen, die Türen Nr. 3 und Nr. 7 zu öffnen:
 
TEGA Tür 3 an Sol 115 TEGA Tür 7 an Sol 120
Abb. 8: Die TEGA-Türen Nr. 3 (links an Sol 115) und Nr. 7 (rechts an Sol 120) liessen sich analog zu den schon geöffneten Türen ebenfalls nicht korrekt öffnen. Die beiden Türflügel bewegten sich jeweils nur ein wenig und gaben nur jeweils einen kleinen, dreieckigen Spalt für das Einfüllen frei. Damit war jetzt nur noch TEGA Ofen Nr. 4 ungeöffnet.

Mit dem absehbaren Ende der Mission bei weiter sinkendem Sonnenstand spätestens zum Beginn der solaren Erde-Mars Konjunktion Mitte November begann die NASA nun auch mit einigen weiteren Aktivitäten über das bisherige Repertoire hinaus. So wurde an Sol 117, dem 23. September 2008, der Stein namens "Headless" mit Hilfe des Instrumentenarms aus seiner Position gerollt, um festzustellen, was darunter verborgen war:
 
Headless
Stein Headless wurde an Sol 117 bewegt Stein Headless wurde an Sol 117 bewegt
Abb. 9: Wegrollen des Steins "Headless": oben in Originalposition, unten nach dem Wegrollen. "Headless" ist außergewöhnlich rechteckig.

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