von Porcupine nach Süden

Ende April, nach Sol 1870 von Opportunity auf dem Mars, ging die Fahrt nach Süden zum Endziel Endeavour weiter. Opportunity hatte die kritische Situation beim Krater Porcupine locker gemeistert und war aus einer der sogenannten "Purgatory"-Dünen, in die der Rover hineingeraten war, ohne Probleme wieder herausgekommen. Der weitere Weg zum noch weit entfernten Ziel führte zunächst weiter nach Süden, um felsige Bereiche in der endlosen Dünenlandschaft für gefahrloses Weiterkommen nutzen zu können.

Die nächste Karte, ein Bild des Benutzers "ustrax" bei UnmannedSpaceflight.com, zeigt die weitere Route nach Süden. Eingezeichnet ist der vom Kartenersteller prognostizierte Kurs (in lila) im Vergleich zu den von den Roverfahrern tatsächlich genommenen Weg (in gelb). Die Übereinstimmung war auf dem ersten Teil des Weges vom Krater Victoria zum Krater Porcupine recht gut gewesen, Opportunity war lediglich östlich und nicht westlich an Porcupine vorbeigefahren. Allerdings war das Timing nicht so optimistisch wie von ustrax prognostiziert:
 
Abb. 1: Karte des Benutzers ustrax von UMSF mit dem von ihm prognostizierten zweiten Wegabschnitt für Opportunitys Kurs in Richtung Süden und Südwesten auf den Krater Endeavour zu.
 
Wegstrecke bis Sol 1870
Abb. 2: Wegstrecke bis Sol 1870 (Credits: Tesheiner von UMSF)
Doch so weit war es lange noch nicht. Sol 1870, der 28. April 2009, war wieder ein Fahrtag und Opportunity legte an diesem Tag nur eine kleine Strecke vom Standort an Sol 1865 zurück, genannt "Short Break". Siehe nebenstehendes Übersichtsbild, das die letzten zurückliegenden Sols in der Nähe des Kraters Porcupine im Detail zeigt. Der Rover näherte sich der 16 km Marke seiner zurückgelegten Gesamtstrecke auf dem Mars. Bis zum Westrand des Zielkraters Endeavour war es nach wie vor eine Wegstrecke von weiteren 10 km, eine stolze Zahl.
 
Abb. 3: Blick aus vorderer Hazcam an Sol 1870

So sah Opportunity an Sol 1870 auf seine Spur und die kleine Sandfalle von Sol 1865 zurück (Abb. 3). Dieses Teilstück war also wieder rückwärts gefahren worden. Übrigens: die oftmals am Ende eines Sol zu beobachtenden Seitwärtsbewegungen des Rovers wie auch hier in Abb. 3 dienen dazu, ihn optimal zur Flugbahn des überfliegenden Orbiters auszurichten, damit die allabendliche Datenübertragungssession mit möglichst hoher Bandbreite ablaufen kann. Dieser Prozess läuft autonom ab und ist im Steuercomputer gespeichert, der anhand seiner aktuellen Missions-Uhrzeit die genauen Positionen der für ihn wichtigen anderen Raumschiffe und Himmelskörper (z.B. Sol und Terra) bestimmen kann.

Dies war der Blick in Fahrtrichtung Süden an Sol 1870:
 
Panoramablick nach Süden an Sol 1870
Abb. 4: Panoramablick nach Süden in Fahrtrichtung an Sol 1870

Wegstrecke bis Sol 1873
Abb. 5: Wegstrecke bis Sol 1873
Opportunity legte bis zum 3. Mai 2009 (Sol 1875) weitere 100 m nach Süden entlang der Dünental-Felsenstrecke im rechten Teil der Abb. 4 zurück. Wie sich am 29. April allerdings herausstellte, brachte die abwechselnde Vorwärts- und Rückwärtsfahrt zur Lastverteilung der Kräfte auf alle Räder letzlich keine Verbesserung des Stromverbrauches des problematischen rechten Vorderrades. Die Werte stiegen wieder an, was ein Zeichen für erhöhten Rollwiderstand des Rades war. Allerdings half eine Fahrpause. Während einer Stillstandsperiode verteilte sich das Schmiermittel wieder etwas besser im Radlager, sodass der Rollwiderstand, der proportional zum Stromverbrauch des Rades war, sich nach einer Pause wieder etwas verringerte.


Nichtsdestotrotz kam Opportunity gut voran, weil das Gelände wieder felsiger wurde und der Rover festen Untergrund unter den Rädern hatte. Hier das 360°-Panoramafoto am Ende von Sol 1873 und einige Impressionen der folgenden Sols:
 
Panorama Sol 1873
Abb. 6: 360° Panorama vom Standort an Sol 1873
Sol 1874
Abb. 7: Falschfarbenaufnahme des felsigen Bereiches an Sol 1874
Sol 1874
Abb. 8: unmittelbare Umgebung von Opportunity an Sol 1874
Sol 1875
Abb 9: Blick Richtung Südosten an Sol 1875

Das Getriebeproblem mit dem erhöhten Drehwiderstand des rechten Vorderrades führte zu einem Stillstand des Rovers in der ersten Maiwoche bis über weitere Strategien für die Abhilfe entschieden werden konnte. Die Annahme war nun, dass durch eingedrungenen Sand der Reibungswiderstand im Radlager größer geworden war, der sich durch abwechselndes Vorwärts- und Rückwärtsfahren nicht beheben liess. Man beschloß, vor der Weiterfahrt einige Sols zu pausieren und stattdessen mit dem Instrumentenarm die umliegenden Felsgebiete näher zu untersuchen, um dem Problemrad Zeit zur Erholung zu geben. Am 5. Mai 2009 (Sol 1877) fuhr Opportunity etwa 2 m vorwärts, um seinen Instrumentenarm auf eine untersuchenswerte Felsformation zu positionieren:

Abb. 10: Markierung des Zieles für den Instrumentenarm der Untersuchungssession ab dem 6. Mai 2009 (Sol 1877)

Die Energiewerte des Rovers waren am 6. Mai 2009 (Sol 1877):

  • Energieaufnahme: 491 Wh/Tag. (leichte Verbesserung gegenüber letzter Woche)
  • Tau-Wert: τ = 0.811 (unverändert)
  • Staubfaktor auf den Solarpaneelen: 60.9 % Durchdringung (unverändert)
  • zurückgelegte Wegstrecke: 15.902,4 m
Während der Zwangspause zum "Auskühlen" des rechten Vorderrades hatte Opportunity sein fernes Ziel, den Krater Endeavour,  immer im Blick. Hier an Sol 1881, dem 10.05.2009:

Endeavours Randgebirge am Horizont Endeavour Randgebirge am Horizont
Abb. 11: Opportunitys Fernziel, der Krater Endeavour, war in Form seines Randgebirges immer in Sichtweite, hier an Sol 1881 aus mehr als 10 km Entfernung ...

An Sol 1884 (12. Mai 2009) erfolgte eine kurze 5m-Fahrt zum Felsbrocken namens Kasos:

Ort des Felsbrockens "Kasos" "Kasos" in Falschfarbendarstellung
Abb. 12: Ort des Felsbrockens "Kasos" in 5m Entfernung von aktuellen Standort Abb. 13: "Kasos" in Falschfarbendarstellung

Fahrt an Sol 1884 über 5 m zu Kasos
Abb 14. Zusammenstellung der Fahrtbilder von Sol 1884 zu Felsbrocken "Kasos" als Film
Die nebenstehende Bildabfolge zeigt die kurze Fahrt von Sol 1884 zu Kasos als kleines Filmchen. Am Schluss der Fahrt manövrierte Opportunity am Rande der Sanddüne, um in eine geeignete Position zum Ausfahren seines Instrumentenarms auf den Stein Kasos zu kommen. Es wurde vermutet, dass Kasos möglicherweise ebenfalls ein Meteorit war. Üblicherweise wurden während einer Fahrt keine Etappenbilder aufgenommen, die Fahrtstrecke des Tages wurde programmiert und der Rover fuhr los. Erst am Ende einer Strecke wurden dann Bilder aufgenommen, um die genaue Position des Rovers ermitteln zu können. In diesem Fall gab es zu jedem Teilschritt der Fahrt entsprechende Übersichtsaufnahmen, die sich sehr schön zu einem kleinen Film zusammenschneiden liessen. 

Während dieser kurzen Fahrt verhielt sich das rechte Vorderrad wieder normal, d.h. der Stromverbrauch zum Drehen lag in der üblichen Region zwischen 0.3-0.4 A. Das nächste Bild zeigt in einer Panoramaaufnahme den Blick zurück an Sol 1886, dem 15. Mai 2009, auf die hinter Opportunity liegende Strecke:

Blick zurück Sol 1886
Abb. 15: Blick zurück an Sol 1886 (15. Mai 2009)

Hier der Stein "Kasos", aufgenommen aus allernächster Nähe mit dem Microscopic Imager, der am Ende des Instrumentenarms sitzt. Scheint sich wirklich um einen weiteren Meteoriten zu handeln:

Abb. 16: der Felsbrocken Kasos scheint ein Meteorit zu sein. Es wäre der fünfte Meteorit, den die Rover auf dem Mars gefunden und untersucht haben.

 Die Werte für die Energiesituation waren an Sol 1885 (13. Mai 2009) wie folgt:  
  • Energieaufnahme: 460 Wh/Tag. (ganz leichte Verbesserung)
  • Tau-Wert: τ = 0.732 (leichte Verbesserung)
  • Staubfaktor auf den Solarpaneelen: 58.1 % Durchdringung (leichte Verschlechterung)
  • zurückgelegte Wegstrecke: 15.908,9 m
Opportunity half an seinem Sol 1890, dem 19. Mai 2009, mit bei der Befreiung von Spirit aus der Sandfalle an der Home Plate. Die Absicht war, mit Hilfe des am Instrumentenarm angebrachten Microscopic Imager ("MI") die Unterseite des Rovers zu fotografieren, um bei geeigneten Lichtverhältnissen die sonst nicht sichtbaren Mittelräder auf das Bild zu bekommen. Spirits Instrumentenarm war zu der Zeit nicht einsatzfähig, da diesem Rover Anfang April während unvorhergesehener Reboots die Eichung der Elektromotoren der Armgelenke verloren gegangen war und erst wieder nachgeholt werden mußte.

Problem dabei war, dass der Microscopic Imager ("MI") zu ganz anderen Zwecken gedacht war, nämlich um aus wenigen Millimetern bis etwa 1-2 cm Höher über dem anvisierten Objekt Großaufnahmen von Bodendetails zu machen, siehe z.B. die Abb. 16 auf dieser Seite als ein sehr schönes Beispiel für solche Aufnahmen. Die Brennweite und die Auflösung der Kamera waren statisch und konnten nicht geändert werden. Daher würden solche Bilder der Rover-Unterseite nur sehr unscharf sein, aber nichtsdestotrotz erwartete man bei geeigneten Lichtverhältnissen wenigstens schemenhaft die Höhe des Rovers über Grund sowie die Bodenverhältnisse an den Mittelrädern ablesen zu können. Sollten sich bei Opportunity positive Ergebnisse durch solche Aufnahmen erzielen lassen, würde man sie bei Spirit zur Ist-Analyse der Roversituation nach neuer Eichung des Instrumentenarmes nachholen.

Eigentlich wider Erwarten waren die Ergebnisse recht ordentlich, wie die nachfolgenden Bilder zeigen:

Bild des Microscopic Imagers von der Rover-Unterseite
Abb. 17: links das Originalbild des MI, rechts daneben die Ergebnisse nach schrittweiser Dekonvolution der Bilddaten mittels Lucy-Richardson Dekonvolution und nachgeordneter Bildbearbeitung (Credits: Benutzer "Fred B" bei UMSF).
Opportunitys MI schaut unter den Rover Geglättete Ansicht der mit dem MI aufgenommenen Rover-Unterseite
Abb. 18: Opportunitys MI schaut unter den Rover Abb. 19: das erstaunliche Ergebnis nach mathematischer Glättung der Rohdaten. Die Unterseite des Rovers mit den vier im Gesichtsfeld des MI liegenden Räder ist deutlich sichtbar. Die Artefakte an den Bildrrändern sind verursacht durch die Rechnung. (Credits: Benutzer "Fred B" bei UMSF).

Das Ergebnis war deutlich. Solche Aufnahmen würden bei Spirit nachgeholt werden, sobald dessen Instrumentenarm wieder einsatzfähig war.
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