Möglicher Landeplatz von Mars 3 entdeckt

Mars 3 mit geöffneten Paneelen
Abb. 1: Mars 3 mit geöffneten Paneelen. Er sollte so auf dem Mars stehen ...
Mars 3 war im Jahre 1971 das erste von Menschen gemachte Raumschiff, das weich auf dem Mars am Rande des Mare Sirenum unweit vom Nordrand des Ptolemäus-Kraters bei ungefähr 45.1°S und 158.3°W gelandet ist. Der Lander verstummte leider während der Übertragung des allerersten Bildes und weitere Daten konnten von ihm nicht mehr erhalten werden. Mars 3 landete während eines Sandsturmes und anders als die späteren Raumschiffe war seine Landeprozedur schon beim Start auf der Erde fest einprogrammiert und konnte nicht mehr geändert und so nach einem alternativen Landeort gesucht werden. Es gab 1971 noch keine Computer, die man an Bord eines Raumschiffes einsetzen konnte und so waren alle Abläufe per Timer und entsprechender mechanischer Hardware vorgegeben.

Man nahm an, dass der Lander schräg aufsetzte und während des Sturmes umkippte, denn das einzige erhaltene Bildfragment zeigte möglicherweise eine schräge Horizontlinie:
 
das allererste jemals auf dem Mars geschossene Foto aus dem Jahre 1971
Abb. 2: Mars 3 übertrug das erste jemals auf der Marsoberfläche aufgenommene Bild in der Menschheitsgeschichte

Seit dieser Zeit sind fast 40 Jahre vergangen und das Schicksal von Mars 3 ist nach wie vor ungeklärt. Mittlerweile gibt es eine Reihe von Bildern, teilweise hochaufgelöst, die den vermuteten Landeplatz dieses Veteranen abgelichtet haben. Das beste dieser Bilder ist von Mars Reconnaissance Orbiter im November 2007 und zeigt das Zentrum der Mars 3 - Landeellipse, siehe das MRO HiRISE Bild PSP_006154_1345 Hier das entsprechende Übersichtfoto bei Google Maps:
 
Abb. 3: Übersichtsbild zum Landeplatz von Mars 3

Auch mit den Möglichkeiten des 21. Jahrhunderts ist es nicht leicht, ein so kleines Objekt auf einem hochaufgelösten Foto zu entdecken, denn selbst auf einem HiRISE-Foto ist der Lander nur maximal 5-7 Pixel gross und sieht höchstwahrscheinlich aus wie ein ganz gewöhnlicher, gleich großer Stein oder Felsen. Trotzdem haben sich viele Hobbyastronauten und auch professionelle Wissenschaftler mit diesem Problem befasst. Eine sehr interessante Analyse hat der Benutzer vk3ukf von UMSF verfasst, deren Details hier näher erläutert werden sollen:

Mars 3 sollte aufgeklappt auf dem Mars stehen, denn er hat ja Teile eines Fotos zur Erde übertragen, d.h. er sähe aus wie ein kleines, konisches Gebilde mit drei kreisförmig um den Raumschiffkörper angeordneten dreieckigen Klappen, siehe Abb. 1 oben auf der Seite. vk3ukf fand auf dem obigen HiRISE-Foto der NASA die folgenden heissesten Kandidaten auf das Abbild von Mars 3 auf der Marsoberfläche:
 
Abb. 4: linker ober Bereich aus dem NASA-Foto in von links nach rechts steigender Auflösung. Ein Objekt (Mars 3 ?) ist lokalisiert beim Pixelwert 5215 x 2965 der Originalabbildung, gekennzeichnet durch ein gelbes Kreuz in der durch einen Klick auf das entsprechende Bild verfügbaren größeren Abbildung. Das Objekt ist konisch, wie sein Schatten zeigt. Allerdings ist es zu groß für den Lander, denn es überstreicht mehr als die möglichen 5-7 Pixel der Hochauflösungsaufnahme. Allerdings würde er mit ausgeklappten Seitenpaneelen auch größer aussehen. Möglicherweise ist es aber doch nur ein konisch geformter Felsen von außergewöhnlicher Regelmäßigkeit.
Abb. 5: Bereich aus der Mitte des Originalfotos in von links nach rechts steigender Auflösung. Ein weiteres Objekt ist lokalisierbar beim Pixelwert 6218 x 20834 der Originalaufnahme, ebenfalls gekennzeichnet durch ein gelbes Kreuz auf den vergrößerten Abbildungen (Klicken auf das entsprechende Bild). Das kleinere Objekt rechts unterhalb des größeren Objektes könnte der Lander Mars 3 sein, der zu dicht an diesem Objekt und damit stark schräg aufgesetzt hatte. Das einzige von ihm aufgenommene Bild der Abb. 2 wäre dann nicht der Marshorizont, sondern müßte um 90° gedreht werden und zeigte nur den Rand des nebenstehenden großen Felsbrockens, der, mit Sandsturmunterstützung, schließlich dafür sorgte, dass Mars 3 umkippte und die Kommunikation mit der Erde abbrach. Dafür würde auch das Bild der Abb. 2 sprechen, denn es heißt, dass mit der Kamera an Bord von Mars 3 nur vertikal orientierte Bilder möglich waren und die Abb. 2 deshalb nur gedreht korrekt sei.

Mit den vorliegenden Bildern läßt sich der Sachverhalt nicht abschließend klären. Denkbar wäre z.B. auch, dass die Abb. 4 den Schutzschild des Landers zeigt, der ebenfalls konisch geformt war. Allerdings ist auch hier die Größe nicht stimmig.  Nichtsdestotrotz scheinen die vom Benutzer  vk3ukf bei UMSF entdeckten Details nicht gänzlich abwegig. Vielleicht schaffen zukünftige Raumschiffe endgültige Klarheit.

Ein weiteres Indiz für mögliche Hardware von Mars 3 auf der Marsoberfläche zeigt ein anderer Bereich aus obigem HiRISE-Bild:

HIRISE Bild PSP_006154_1345, IRB color, map-projected, Pixelkoordinaten: 9641 x 54346
vergrößerter Ausschnitt aus obigem Bild

Man sieht einen weißen Bereich, der auf den darunter durchscheinenden Felsen und Felsbrocken aufzuliegen scheint. Es könnte sich hier um den Fallschirm von Mars 3 handeln. Allerdings liegt er seit 1971 auf der Marsoberfläche und sollte daher deutlich mehr verwittert sein. Das Gebilde ist etwa 25 Pixel im Durchmesser und könnte so von der Größe her mit etwas unter 10 m Durchmesser passen. Die Landeprozedur von Mars 3 ist im Video auf dieser Seite beschrieben. Es hat wie viel später bei den Mars Rovern eine Bremsung mit Überschallfallschirm, Raketenmotor und Ausklinken auf die Oberfläche für die letzten paar Meter gegeben.

Die Landung am 2. Dezember 1971 vor mehr als 40 Jahren bestand aus dem folgenden Ablauf:

1.) 09:14 UT: Mars 3 Lander separiert sich vom Orbiter
2.) 09:30 UT: Zündung der Raketenmotoren des Landers, um die Eintrittsorientierung mit dem Hitzeschild voran einzunehmen,
3.) 13:47 UT: Eintritt in die Marsatmosphäre mit 5.7 km/s unter einem EIntrittswinkel von kleiner 10°
4.) Überschallfallschirm wird freigesetzt
5.) Hauptfallschirm entfaltet sich, sobald das Raumschiff auf Unterschall ist.
6.) Abwurf des Hitzeschildes, Aktivierung des radargesteuerten Höhenmessers. Mars 3 fliegt mit dem Bug voran !
7.) Bei Erreichen einer Höhe von 20-30m über Grundmit einer Geschwindigkeit von 60-110 m/s wird der Fallschirm abgeworfen und die Bremsraketen der Landeeinheit gezündet. Der Fallschirm mit der Landeeinheit entfernt sich mit eigenen Raketen vom Raumschiff ("SkyCrane" !).
8.) 13:50:35 UT: Der Lander fällt auf die Oberfläche. Die Telemetrie zeigte eine Aufprallgeschwindigkeit von 20.7 m/s ! Der Landeplatz liegt bei ca. 45°S, 158°W.
9.) Die vier Klappen des Lander öffnen sich, er richtet sich dabei in der korrekten Orientierung auf.
10.) 13:52:35 UT: der Lander beginnt mit der Übermittlung des ersten Bildes an seinen Orbiter
11.) 13:52:25 UT: Die Datenübertragung von der Oberfläche bricht ab.

Was noch vorhanden sein müßte: 

1.) der Hitzeschild mit 2.90 m Durchmesser. Er sollte sich in bis zu 500 m Entfernung vom Lander befinden.
2.) der Hauptfallschirm mit seinem Raketentriebwerk (etwa 150 m Entfernung vom Lander)
3.) die < 2 m durchmessende Landeeinheit mit Raketentriebwerk (im Umkreis von etwa 100 m um den Lander)
4.) der Lander (1.2 m durchmessende Kugel mit vier geöffneten Klappen)

Wenn es sich bei obigem Bild um den Hauptfallschirm handeln sollte, dann muß der Lander im Umkreis von etwa 150 m zu finden sein. Viel Spaß beim Suchen !

Und die Suche war erfolgreich ! Im April 2013 veröffentlichte der Blogger Vitaly Egorov das Ergebnis seiner systematischen und erfolgreichen Suche. Mars 3 war lokalisiert. Damit gelang es, ein Bild des ersten von Menschenhand gebauten Raumschiffes auf der Oberfläche des Mars zu schiessen. Eine eigene Seite bringt im Folgenden einige Details zur Suche von Vitaly Egorov.


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