Landung und erste Bilder

Die Landung von Mars Science Laboratory (MSL) namens "Curiosity" findet statt am 6. August 2012 morgens um 07:31 Uhr MESZ. Auf dem Mars ist dies der 02. Juni 31 nach dieser Datumskonvention (Ls= 150.6°). Das gesamte Geschehen dauert nur sieben Minuten vom Eintritt in die Marsatmosphäre bis zum Touchdown im Gale Krater. Die Details der Landung sind hier auf marspages.eu beschrieben.

Die gesamte Landung wird von allen drei am Mars operierenden Orbitern beobachtet. MSL wird seinen jeweiligen Status entsprechend kommunizieren, die Orbiter leiten die Signale während der Landung an die Erde weiter. Dabei kann nur Mars Odyssey (ODY) ein Live-Relaying machen, die beiden anderen Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) und das ESA-Raumschiff Mars Express (MEX) können die Daten aufnehmen, lokal speichern, und später zur Erde übertragen.

Dank ODY kann die Landung auf der Erde also live mitverfolgt werden. Dabei ist das genaue Timing des Überfluges über den Landeplatz entscheidend. Die folgende Tabelle von Emily Lakdawalla zeigt die Zeiten des Überfluges von MRO und ODY über den Landeplatz von MSL und damit die möglichen Zeiten für einen Datenaustausch mit der Erde. Die Zeiten sind lokale Marszeiten (Spalte 2), d.h. für die Erdzeit müssen 13 Minuten und 48 Sekunden für die Signallaufzeit Erde - Mars hinzuaddiert werden (Spalte 3). Es handelt sich um Näherungswerte, die sich vor der Landung noch geringfügig ändern können:

Orbiter Beginn Überflug / lokale Marszeit (in MESZ) Beginn Überflug / Erdzeit (in MESZ) Sol lokale Marszeit Dauer / Min. max. Höhe / °
MRO 06.08.2012 07:11 Uhr 07:25 Uhr 0 14:57 Uhr 12.3 72.9
ODY 06.08.2012 07:13 Uhr 07:27 Uhr 0 14:59 Uhr 14.4 20.5
ODY 06.08.2012 09:10 Uhr 09:24 Uhr 0 16:53 Uhr 13.4 14.3
MRO 06.08.2012 19:24 Uhr 19:38 Uhr 1 02:50 Uhr 12.3 85.2
ODY 06.08.2012 19:59 Uhr 20:13 Uhr 1 03:24 Uhr 16.4 40.2
MRO 07.08.2012 07:30 Uhr 07:44 Uhr 1 14:37 Uhr 12.3 42.9
ODY 07.08.2012 08:52 Uhr 09:06 Uhr 1 15:57 Uhr 15.4 69.6

Wie man sieht erfolgen die beiden ODY-Überflüge am Morgen des 6. August um 07:27 Uhr und um 09:24 Uhr nur bei sehr tiefstehendem Orbiter am Himmel. Dies ist für die Güte der Datenübertragung nicht gut, sodass vermutlich nur die wichtigsten Daten übertragen werden können. MRO steht bei seinen Überflügen sehr viel höher am Himmel, sodaß hier optimale Signallaufzeiten zu erwarten sind. Allerdings kann MRO die Daten nicht simultan zur Erde übermitteln. Sie werden zunächst an Bord gespeichert und dann später am Abend des Landungstages bei Sichtverbindung zur Erde übermittelt.
 
Die Zeiten in der Tabelle zeigen den jeweiligen Beginn des Überflugs über den Landeplatz an. Curiosity landet um 7:17 Uhr MESZ Marszeit (== 7:31 Uhr MESZ Erdzeit), d.h. die Orbiter tauchen 6 Minuten (MRO) bzw. 4 Minuten (ODY) vor Curiositys Touchdown über dem Horizont auf. Der Orbiter-Überflug von Horizont zu Horizont dauert 12 bzw. 14 Minuten, d.h. es bleibt nach der Landung noch genügend Zeit, um weitere Telemetrie von Curiosity nach der Landung zu empfangen. MEX taucht am Horizont über Curiosity 21 Minuten (!) vor der Landung auf und bleibt bis 7 Minuten nach der Landung für den Lander sichtbar. Sein Überflug dauert aufgrund des höheren Orbits ganze 28 Minuten.

Direkt nach der Landung werden von ODY lediglich zwei 64 x 64 pixel Thumbnail-Bildchen übertragen und damit der erste, winzige Eindruck vom Landeplatz die Erde erreichen. Beim nächsten Überflug von ODY (lt. obiger Tabelle um 09:24 Uhr am Landetag) werden die beiden ersten Bilder der vorderen und hinteren Hazard Avoidance Kameras überspielt und danach vom Orbiter zur Erde übertragen. Diese werden benötigt, um festzustellen, wie die Lage des Rovers im Raum ist und ob der Hauptmast gefahrlos ausgefahren werden kann. Die Bilder der Hazard Avoidance Kameras sind schwarzweiss und werden aufgenommen wie in diesem Video gezeigt:

Video, das die Position der hinteren Hazard Avoidance Kamera zeigt. Eine genau gleiche Kamera ist auch an der Vorderseite angebracht.

Dies bedeutet, dass die ersten wirklichen Bilder des Landeplatzes (in schwarzweiss)  frühestens gegen 10 Uhr am 6. August 2012 verfügbar sein werden.

Erste Panoramafotos werden frühestens Ende Sol 2 am Abend des 7. August 2012 auf der Erde ankommen, denn direkt nach der Landung muß zunächst der Hauptmast mit den Kameras ausgeklappt und aktiviert werden, was erst nach den üblichen Routinechecks nach der Landung passieren wird. Bis dahin werden nur erste Bilder wie vorher beschrieben übertragen. Dies muß direkt nach der Landung erst einmal reichen. Außerdem wird MRO versuchen, ein HiRISE-Foto des gelandeten Raumschiffes zu machen, auf dem dann vermutlich auch die gesamte sonstige Hardware sichtbar werden dürfte (Backshell, Schutzschild, Fallschirm, etc.).

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