Marsstaub, tödlich für die Stromversorgung der Lander

Der Mars ist ja staubtrocken. Und es gibt dort viel Wind. Führt dazu, dass die Sonnenzellen der Lander schnell einstauben und dann keinen Strom mehr liefern. Passiert gerade dem InSight-Lander der NASA, so dass dieser wohl 2022 seinen Betrieb einstellen muss.


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Die Kollegen von heise haben in diesem Beitrag gerade berichtet, dass störender Dreck im Probenkarussell des Mars-Rover Perseverance erfolgreich entfernt wurde. Aber Staub auf den Solarzellen zur Stromversorgung der Lander bzw. Rover ist nochmals ein anderes Problem. Das nachfolgende Foto, gepostet in diesem Tweet, zeigt das Problem.

Marsstaub, tödlich für die Stromversorgung der Lander

Der Marslander InSight-der NASA ist am 18. Januar 2022 wieder aus dem Sicherheitsmodus erwacht, der durch einen Staubsturm im Januar ausgelöst wurde. Der Sicherheitsmodus wurde am am 7. Januar 2022 durch einen regionalen Staubsturm ausgelöst, der das Sonnenlicht für den solarbetriebene Lander blockierte. Dieser Sturm habe sich "sehr schnell ausgeweitet", sagte er auf der Grundlage von Daten anderer Raumfahrzeuge. "Wir haben keine wirkliche Vorwarnung bekommen".

In einer Präsentation auf einer Sitzung der Mars Exploration Program Analysis Group (MEPAG) am 3. Februar sagte Bruce Banerdt, leitender Forscher der InSight-Mission, dass er davon ausgeht, dass die Landefähre am 5. Februar 2022 ihren normalen Betrieb wieder aufnehmen wird. Der Leiter des Projekts sagt aber, dass die Mission aufgrund der abnehmenden Leistung wahrscheinlich noch in diesem Jahr enden wird.

Staubstürme, ein Problem

Staubstürme werden anhand eines Faktors gemessen, der als optische Tiefe oder Tau bezeichnet wird. Ein höherer Wert bedeutet, dass weniger Sonnenlicht den Boden erreicht. Bei diesem Sturm sagte Banerdt, dass der Sturm nie höher als etwa Tau=2 wurde. "Es ist immer noch ziemlich staubig, aber nicht so staubig, dass es eine wirkliche Bedrohung für die Raumsonde darstellt", sagte er. InSight hätte Staubstürme mit einem Tau von etwa vier überstehen können, bevor der Mangel an Sonnenlicht, das für die Stromversorgung zur Verfügung steht, größere Probleme verursacht hätte. Zum Vergleich: Der Rover Opportunity, dessen Mission nach einem Staubsturm im Jahr 2018 endete, hatte einen Tau-Wert von 10,8, bevor er offline ging.

Die Mission hatte jedoch mit einem allmählichen Rückgang der Leistung des Raumfahrzeugs zu kämpfen, da sich Staub auf den Solarzellen angesammelt hatte. Im Gegensatz zu den Rovern Spirit und Opportunity, deren Arrays regelmäßig durch atmosphärische Aktivitäten gereinigt wurden, hat sich auf den Arrays von InSight weiterhin Staub angesammelt. Auf einer Sitzung der MEPAG im Juni 2021 prognostizierte Banerdt, dass die Leistung im Frühjahr 2022 unter den Wert fallen würde, der für das Überleben der Sonde erforderlich ist.

Dieses Datum wurde leicht nach hinten verschoben, aber Banerdt geht davon aus, dass die langfristigen Aussichten für den Lander immer noch nicht vielversprechend aussehen. "Unsere derzeitigen Prognosen deuten darauf hin, dass die Energie im Zeitraum Mai/Juni unter die für den Betrieb der Nutzlast erforderliche Menge fallen wird und wahrscheinlich gegen Ende des Jahres unter die Überlebensfähigkeit."


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Die Techniker der Mission arbeiten immer noch an Möglichkeiten, die Solarzellen-Arrays zu reinigen. Es ist auch ein Verfahren angedacht, bei denen der Roboterarm des Landers Schmutz aufnimmt und ihn direkt vor den Solarzellen-Arrays abwirft. So können die Körner von den Arrays abprallen und den angesammelten Staub durch einen Prozess, der Saltation genannt wird, aufwirbeln. "Es hört sich verrückt an, aber es funktioniert tatsächlich", sagte Banerdt. Im Rahmen des Projekts wurde dies bereits mehrere Male durchgeführt, und jedes Mal konnte die Leistung der Arrays um 1 bis 3 % gesteigert werden.

Diese Bemühungen können jedoch das Unvermeidliche nur verzögern. "Wir haben keine Kristallkugel, aber unsere beste Schätzung ist, dass wir nach dem Sommer wahrscheinlich nicht mehr viele wissenschaftliche Daten erhalten werden", sagte er. "Die Sonde wird wahrscheinlich nicht länger als ein Jahr durchhalten."

Die Insight-Mission

Ende November 2018 gelang den Amerikanern die erfolgreiche Landung der Insight-Raumsonde auf dem Planeten Mars. Die Sonde besitzt einen Mechanismus (Maulwurf genannt), der theoretisch bis zu 15 Meter tiefe Bohrungen auf dem Mars durchführen sollte. Dieses Experiment ist aber gescheitert, wie ich in Blog-Beiträgen berichtete.

InSight Mars-Lander
(Quelle: NASA/Wikimedia)

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2 Antworten zu Marsstaub, tödlich für die Stromversorgung der Lander

  1. Ekkehard sagt:

    Da frage ich mich schon lange, warum die nicht einfach einen kleinen Komressor mit in die Sonde packen, und einen Schlauch mit Düse am Roboterarm. Sollte eigentlich ganz einfach sein, den Staub einfach wegzupusten. Oder eben eine Bürste am Arm und ein Reinigungsprogramm (setzt voraus, daß er die gesamte Oberfläche erreichen kann). Oder eine Mechanik, die es erlaubt, die Solarzellen auf den Kopf zu drehen und zu schütteln, evtl. in Kombination mit doppelseitigen Zellen, so daß die Ausrichtung egal ist. Das sind jetzt nur wenige einfache Möglichkeiten, die mir so in wenigen Minuten einfallen.

    • Mance sagt:

      @Das sind jetzt nur wenige einfache Möglichkeiten, die mir so in wenigen Minuten einfallen

      Auch hier, alles nicht so einfach (Theorie und Praxis). Was auf der Erde vielleicht funktionieren würde, funktioniert auf dem Mars noch lange nicht.

      Bei der nächsten Mars-Mission sind wir dann schon ein bisschen schlauer. Und wenn dann Menschen dabei sein sollten, können die den Dreck ja ganz einfach abwischen ;-)

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