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Mars Express

Mars 2001 Odyssey ist ein im April 2001 gestartetes Raumschiff zur Langzeituntersuchung des Wetters, der Zusammensetzung und der Bedingungen der Marsoberfläche aus dem Orbit heraus. Ähnlich wie Mars Global Surveyor, der bereits seit 1998 diese Aufgabe wahrnimmt, ist Odyssey ausgestattet mit hochauflösenden Kameras für die photographische Erfassung der Marsoberfläche. Darüberhinaus beinhaltet seine technische Ausrüstung als Neuerung gegenüber früheren Missionen ein Thermal Emission Imaging System (THEMIS), also eine Infrarotkamera, die reflektierte Wärmestrahlung in sichtbare Bilder umsetzen kann. Die Suche nach Wasser sowie die Analyse der Chemie und der Zusammensetzung der Marsoberfläche runden die Aufgaben von Mars 2001 Odyssey ab.

Eine ebenfalls sehr wichtige Aufgabe nimmt Odyssey zusammen mit Mars Global Surveyor wahr: beide Raumschiffe sind Funk-Relaisstationen für die in nächster Zukunft stattfindenden Orbital- und Landeoperationen, so für die beiden Mars Exploration Rover-Missionen im Jahre 2003/2004 und auch für den europäischen Mars Express Ende 2003.

Erstmals wurde der Start mit einer mitgeführten Kamera von Bord des Raumschiffes aus gefilmt. Es ist ein eindrucksvolles Dokument aus einer nicht alltäglichen Position heraus aufgenommen.

Odyssey lag auf einem Type 1-Kurs zum Mars, d.h. auf einer Bahn, die weniger als 180 Grad um die Sonne herumführt und die schnellstmögliche Verbindung zum Mars ist. Nach zwei Kurskorrekturen, 30 und 90 Tage nach dem Start und drei weiteren Korrekturen 40 Tage, 7 Tage und 7 Stunden vor Ankunft im Marsorbit, erreichte das Raumschiff seine vorausberechnete Orbit-Insertionsposition. Das folgende Bild fasst die einzelnen Phasen des Fluges schematisch zusammen:

Odyssey umkreist den Mars genau wie sein Vorgänger Mars Global Surveyor den Mars auf einer sonnensynchronen, zirkularen, polaren Umlaufbahn, in die das Raumschiff nach dem ursprünglichen Einschwenken in die elliptische Mars-Umlaufbahn durch Aerobreaking, also Bremsen mittels Luftreibung beim Durchqueren der oberen Atmosphärebereiche des Mars, gebracht worden ist. Es wurde mit dem gleichen Verfahren erreicht, wie es seinerseits zum ersten Mal bei Mars Global Surveyor ausprobiert worden ist. Für Interessierte ist hier die englische Originalseite der NASA zum Aerobraking.

Die wissenschaftliche Mission begann 90 Tage nach dem Einschwenken in den sonnensynchronen Orbit, d.h. in eine Umlaufbahn mit 93.1 Grad Inklination (nahezu von Pol zu Pol) mit einer Periodendauern von unter 2 Stunden, bei der sich der Mars etwa alle 2 Tage komplett unter dem Orbiter hindurchdreht und somit die komplette Marsoberfläche ohne weitere Kursanpassungen alle 2 Marstage vollständig im Sichtfeld liegt.

In dieser schematischen Darstellung sieht man, wo sich Odyssey gerade befindet.

Die folgende Tabelle fasst die zeitlichen Abläufe des Fluges und seine Endphase zusammen:

Aktion

Datum

Bemerkungen (Zeiten in MEZ)

Start 07.04.2001 - 17:02 Uhr in Cap Canaveral mit einer Delta II-Rakete
Orbit Insertion 24.10.2001 - 02:56 Uhr Lageänderung des Raumschiffes für den Bremsvorgang
Orbit Insertion 24.10.2001 - 04:06 Uhr Vorwärmung der Bremsdüsen
Orbit Insertion 24.10.2001 - 04:12 Uhr Druckaufbau im Haupttriebwerk
Orbit Insertion 24.10.2001 - 04:18 Uhr Umschaltung der Erdkommunikation auf Low Gain Antenne
Orbit Insertion 24.10.2001 - 04:19 Uhr Goldstone lockt das Carriersignal des Raumschiffes
Orbit Insertion 24.10.2001 - 04:26 Uhr Zündung des Haupttriebwerkes
Orbit Insertion 24.10.2001 - 04:45 Uhr Ende der Triebwerkszündung, Raumschiff liegt hinter dem Mars, kein Kontakt zur Erde
Orbit Insertion 24.10.2001 - 04:56 Uhr Wiederherstellung des Kontakts zur Erde
Aerobraking Phase bis Januar 2002 problemlose "Aerobraking"-Bremsoperation, seit Januar in einem polaren, zirkularen und sonnensynchronen Orbit
geplantes Projektende August 2004 917 (Erd-) Tage (2 Marsjahre) dauerndes Vermessen und Fotografieren der Marsoberfläche, außerdem Funk-Relaisstation

Ergebnisse

Odyssey ist ein sehr erfolgreiches Unternehmen. Das Raumschiff hat seit Beginn seiner Mission Tausende von Fotos im Nah- und Fernbereich geschossen und erfreut sich nach wie vor bester Gesundheit, siehe entsprechende Status-Meldungen der NASA. Das Imaging-System macht Thermobilder mit bis zu 18 m Auflösung und das mitgeführte Gammastrahlenspektrometer mißt die reflektierte Strahlung. Damit sind Einzelheiten bis hinunter zur Größe eines Omnibusses erfassbar. Alle Bilder sind im Internet bei der NASA verfügbar.

Die Mission des Raumschiffes wurde wegen günstigen Treibstoffverbrauchs in der Vergangenheit und vor allen Dingen wegen des Ausfalls des Mars Climat Orbiters im Jahre 1999 mehrfach verlängert, zuletzt bis zum September 2006. Mars Odyssey ist bis zu diesem Zeitpunkt das einzige funktionsfähige orbitale Funkrelay für die auf der Marsoberfläche aktiven MER-Rover Spirit und Opportunity mit einer ausreichenden Übertragungsgeschwindigkeit für die Daten von der Marsoberfläche. Der ebenfalls noch aktive Veteran Mars Global Surveyor hat eine um Größenordnungen geringere Datenrate und ist aufgrund seiner relativ alten Technik nur noch beschränkt einsetzbar.

Spätestens im November 2006 wird Mars Odyssey 2001 für die Beobachtung außer Dienst genommen, wenn der neue und wesentlich besser ausgerüstete Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter seinen Routinebetrieb aufnimmt nach seiner Orbitinsertion im März 2006 und seines halbjährigen Aerobraking zur Anpassung seines Orbits. Odyssey wird aber weiter als Funkrelais fungieren. Bei den beiden Mars Exploration Rovers liefen 75 % der Daten über ihn und eine Unterstützung wird auch beim Phoenix Lander erwartet, der 2008 landen soll. Der Treibstoff der Sonde soll nach NASA Angaben jedoch noch ausreichen die Sonde nicht nur über diese Dekade, sondern bis ins nächste Jahrzehnt in Betrieb zu halten.


Letzte Änderung: 04.03.2006