Spirit als Lander

In einer Pressekonferenz am 26. Januar 2010 gab die NASA-Chefetage bekannt (nicht die Roverfahrer und die unmittelbar Beteiligten !), dass die weiteren Bemühungen zur Befreiung von Spirit eingestellt worden sind. Es werde nur noch versucht, den Rover für den bevorstehenden Winter optimaler zur Sonne auszurichten, danach würde Spirit nicht wieder fahren und zu einem Lander werden.  Es sei allerdings noch mehr als fraglich, ob der Rover den nächsten Winter überstehen würde, da wegen einer nicht optimalen Ausrichtung zur Sonne nicht genug Energie produziert werden könne, um die 160 Wh/Sol Minimalenergie zum Warmhalten der Batterien und des Rovergehäuses über den gesamten Winter hinweg produzieren zu können.

Schema der Lage von SpiritWinterbeginn war Ende Mai 2010 am Standort von Spirit. Bis dahin sank die Sonne von 85.5° Höhe im Hochsommer auf nur noch etwa 50° Höhe über dem Horizont. Spirit war für die Energieversorgung vollständig auf seine Solarpaneele angewiesen. Ende Januar 2010, im Mittherbst zum Ende Januar 2010, war mit einer aktuell 6°-Nordneigung zur Sonne hin (Sol 2156)  nur noch etwa 200 Wh/Sol Energie über die Solarpaneele zu gewinnen. Diese Zahl verminderte sich pro weiteren Monat um etwa 50-60 Wh/Sol, d.h. Ende Februar 2010 war das Energieminimum zum Warmhalten der Hardware in der bis zu -55°C kalten Marsnacht unterschritten. Ab dann wurden die Batterien (Gesamtkapzitat von 19.5 Ah) nicht mehr vollständig geladen und würden sich zu leeren beginnen.

Um diesen Punkt so weit als möglich hinauszuzögern, beabsichtigte man, den Rover in einen Schlafmodus zu versetzen, sobald die täglich produzierte Energiemenge unter das Minimum sank, also etwa Ende Februar 2010. Es wurden dann sämtliche Aktivitäten ein- und alle Heizungen bis auf die nicht stromgebundenen thermonuklearen Heizelemente des Roverkerns abgeschaltet, auch die energiefressende X-Band Kommunikation mit der Erde. Nach den Erwartungen der Fachleute kühlte daraufhin der Rover bis auf -45°C aus, gerade bis an die minimale thermische Spezifikationsgrenze der Bauteile. Sollte es noch kälter im Roverkern werden, war es das gewesen für Spirit.

Der Rover wachte jeden Morgen nur noch soweit auf, um die Batterieladung zu kontrollieren. War diese noch in Ordnung, schlief er wieder ein. War sie nicht in Ordnung, gab es kein Erwachen mehr und der Rover war tot ! Solange es also noch ein morgendliches Aufwachen und den Batteriecheck gab, würde Spirit ab dem Moment, wo die täglich produzierte Energiemenge wieder über dem Minimum lag, versuchen, mit den Orbitern zu kommunizieren, ähnlich wie beim Lazarusmodus des Phoenix Landers.

Laut Aussage der Verantwortlichen konnte es bedeuten, dass nach dem Märzanfang 2010 der Rover für mehr als sechs Monate verstummte. Sollte alles glatt gehen, könnte er sich bis Ende 2010 wieder melden und danach als stationärer Lander weiter wissenschaftliche Messungen ausführen. Die
Comic: "Armer Spirit"
Comic: "Spirit"
NASA selbst schätzte diese Möglichkeit aber nicht sehr hoch ein. Deshalb wurden die Versuche zur besseren Ausrichtung der Solarpaneele zunächst weiter intensiviert. Nach Berechnungen der NASA konnte 1° weitere Nordneigung der Paneele für etwa 5-6 Wh/Sol zusätzliche Energie bedeuten. Daher fand der nächste Ausrichtungsversuch (nicht mehr Befreiungsversuch ) schon an Sol 2158, dem 28. Januar 2010, statt. Die zum Fahren notwendige Energie konnte bis Ende Februar 2010 erzeugt werden.

Nach Meinung des Autors dieser Zeilen war dies am 26. Januar 2010 der Abgesang auf Spirit. Bis Ende Februar 2010 würde man noch ein bisschen was versuchen. Wenn danach der Rover im Hibernationszustand versank, war auch das endgültige Ende des Rovers gekommen. Er würde nicht mehr aufwachen ....

Hier zunächst die weiteren Bilder der "Ausrichtungsversuche":

vordere HazCam Sol 2156-2158 hintere HazCam Sol 2156-2158
Abb. 1: Sol 2158 (28. Januar 2010): Blick aus vorderer (links) und hinterer (rechts) HazCam im Vergleich zum Stand von Sol 2156. Das linke Hinterrad (Bild rechts, Rad auf der rechten Seite) ist wieder leicht eingesunken, d.h. das Heck etwas abgesunken (schlecht !). Spirit hat sich weiter nach links hinten gedreht und seine West-Ost Ausrichtung nimmt zu. Das festsitzende rechte Vorderrad ist etwas eingesunken (Bild links, rechtes Rad). Als Ergebnis dieses Sols scheint der Rover etwas weiter nach links gekippt zu sein, was die Nordausrichtung etwas verschlechtert.

und die Energiewerte von Januar 2010. Minimal notwendig waren 160 Wh/Sol im stationären Betrieb. Wenn Spirit fuhr, wurden zusätzlich weitere 100-150 Wh/Sol benötigt. An Fahrsols wurden also jetzt schon die Batterien entladen und mußten am Folgesol bei Stillstand mit der aktuell am 28. Januar gewonnenen Überschußenergie von nur noch 22 Wh/Sol wieder aufgeladen werden. Eine täglich aufgenommene Energiemenge von <160 Wh/Sol entlud die Batterien langsam aber sicher,  Spirit wurde "energienegativ".  Der "Low Power"-Modus drohte, bei dem der Rover sich selbst abschalten und in den Hibernationsmodus gehen würde. Diese Situation drohte nun bereits für Mitte Februar:

  τ - Wert Wh/Sol Lichtdurchlässigkeit Paneele
Sol 2136 (05. Januar 2010) 0.482 243 54.5 %
Sol 2143 (12. Januar 2010) 0.490 225 53.9 %
Sol 2150 (19. Januar 2010) 0.400 211 54.2 %
Sol 2158  (28. Januar 2010) 0.379  182 ! 52.2 %
Sol 2165 (04. Februar 2010) 0.359 188 ! 52.3 %

Hier ein NASA-Filmchen bei YouTube, das die komplette Bewegung von Spirit der Befreiungsversuche von Ende Dezember 2009 bis Anfang Februar 2010 dokumentiert. Es ist eigentlich ganz schön viel Bewegung für einen Rover, der in der Sandfalle feststeckte. Wer die entsprechenden Seiten auf marpsages.eu verfolgt hat, ist natürlich sehr viel genauer über die Einzelschritte informiert.


 
Die NASA sprach davon, dass es ab dem 7. Februar 2010 möglicherweise nur noch einen weiteren Fahrversuch geben würde, bevor dem Rover die Energie endgültig ausging und Spirit in den Hibernationsmodus für den bevorstehenden Marswinter versetzt würde. Aus diesem würde er - wenn überhaupt jemals wieder - frühestens mit Beginn des Marsfrühlings erwachen, also in etwa einem Erdenjahr zu Beginn des Jahres 2011. Im Gusev-Krater würde es für lange Zeit sehr still werden ....

 
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