Curiosity: Ein Stück Frankreich auf dem Mars [fr]

JPEG Bei dieser auf zwei Jahre angelegten Mars-Mission spielt französische Spitzentechnologie eine entscheidende Rolle. Das Roboterfahrzeug Curiosity landete nach einem Flug von mehr als acht Monaten wie geplant am Montag, den 6. August 2012 auf dem Mars. Frankreich trägt durch seine Forschungsinstrumente, wie die ChemCam (Chemistry&Camera) und den Chromatographen SAM (Sample analysis at Mars) sowie durch das Kontrollzentrum FIMOC (French Instrument Mars Operation Centre), das sich im Weltraumpark in Toulouse befindet, entscheidend zu dieser Mission bei. Die auf dem Mars eingesetzten Instrumente werden zum ersten Mal direkt von Frankreich aus gesteuert.

Die französische Beteiligung bei einer internationalen Mars-Mission war noch nie so bedeutend wie im Falle des Mars Science Laboratory (MSL). Diese Mission ist eine große Chance und zollt dem Know-how der französischen Weltraumlabore wie der CEA (Behörde für Atomenergie und alternative Energien), dem IPGP (Pariser Institut für Geophysik), dem IRAP (astrophysikalisches Institut) in Toulouse, dem Labor Latmos (Labor zur Untersuchung der Atmosphäre, der Umwelt und des Weltraums) in Guyancourt und dem Labor Lisa gebührende Anerkennung. Das französische Raumfahrtzentrum (CNES) unterstützte die Labore während der Entwicklung der Mission. Laut Yves d’Escatha, dem Vorsitzenden des CNES, „besteht das Ziel der Mission nicht darin, Beweise für ein Leben auf dem Mars zu finden, sondern herauszufinden, inwieweit die Bedingungen für das Vorhandensein von Mikroben gegeben sind.“

Als 2004 die Ausschreibung für die Nutzlast des MSL gestartet wurde, wandten sich die amerikanischen Labore an ihre französischen Kollegen, um mit ihnen gemeinsam die Instrumente ChemCam und SAM zu entwickeln. „Ein Zeichen von Vertrauen, das nicht von ungefähr kam“, so Francis Rocard, Verantwortlicher für das Programm zur Erforschung des Sonnensystems beim CNES, „Das Unternehmen Thales verfügte über eine Infrarot-Laser-Technologie, die sich für die ChemCam besonders gut eignete.“ Die ChemCam besteht aus einem Laser, einem Teleskop und einer Kamera. Mit ihrer Hilfe können erste Gesteins- und Bodenanalysen in einem Radius von ungefähr 9 Metern rund um Curiosity durchgeführt werden. Diese ersten Analysen sind für die Auswahl des Gesteins entscheidend, von dem Proben entnommen und genauer analysiert werden, insbesondere mithilfe des Chromatographen SAM. Das Instrument verfügt über eine Technik, mit der diese komplexe Gesteinsmischung in ihre einzelnen Bestandteile aufgespalten werden kann.

Die Labore Lisa und Latmos verfügen ihrerseits über ein anerkanntes Know-how im Bereich Gaschromatographen; alle Chromatographen, die derzeit zur Erforschung von Planeten eingesetzt werden, stammen aus diesen beiden französischen Laboratorien. Natürlich musste zunächst noch die Hürde des schwierigen Auswahlverfahrens genommen werden: Mehr als 40 Instrumente standen zur Auswahl und nur 11 wurden ausgewählt.

ChemCam und SAM - die Aushängeschilder des MSL
Man entschied sich in diesem hart umkämpften Wettstreit am Ende für die Instrumente ChemCam und SAM. Diese Entscheidung sorgte obendrein natürlich dafür, dass Frankreich eine Mitverantwortung für diese beiden Instrumente übertragen wurde. „Dies ist wirklich ein großes Glück und eine große Chance“, freut sich Francis Rocard. „Innerhalb der Gemeinschaft der Marsforscher lautete die Devise vor wenigen Jahren noch ‚Folgt dem Wasser‘ und entwickelte sich zu ‚Folgt dem Kohlenstoff‘, genauer gesagt, den organischen Molekülen, vorausgesetzt, dass es welche gibt. Nun ist SAM genau das Instrument, mit dem organisches Material auf dem Mars aufgespürt werden kann.“ Es ermöglicht nicht nur Differenzthermoanalysen der entnommenen Proben, sondern kann auch das Problem lösen, das in den 1970er bei den Viking-Missionen wahrscheinlich den Stolperstein darstellte: „Durch SAM gibt es zwei Möglichkeiten, die flüchtigen Verbindungen der Probe zu extrahieren; durch die klassische Pyrolyse und durch ein Verfahren ohne Erhitzen. Dieses Verfahren ist von großer Bedeutung, da die Möglichkeit besteht, dass die Oxidation des Bodens und der sich darin befindlichen Moleküle nur bei hohen Temperaturen stattfindet. Dieses Problem kann durch SAM umgangen werden“, hebt Francis Rocard hervor.

Die ChemCam ihrerseits liefert nicht nur genaue Ergebnisse, sondern hilft auch den Teams bei der Arbeit mit den anderen Instrumenten dabei, sich auf die interessantesten Ziele zu konzentrieren. Diese Hilfestellung ist besonders für die Arbeit mit dem SAM entscheidend: Die 74 Einwegauffangbehälter des Chromatographen sollen ganz bewusst für mineralogisch besonders interessante Proben verwendet werden und gleichzeitig ein Maximum an Diversität der Analysen enthalten.

Eine Investition in die Zukunft

Um den gesamten französischen Arbeitsbeitrag zum MSL zu gewährleisten, hat das CNES den beteiligten Laboren die finanziellen und menschlichen Ressourcen bereitgestellt. Außerdem hat es die wissenschaftliche Betreuung der französischen Forscher finanziert, die die einzelnen Forscherteams mit ihren Kenntnissen unterstützen bzw. bei der wissenschaftlichen Auswertung der Daten der Mission mitwirken.

Für die operative Phase der Mission wurde dem Weltraumpark in Toulouse die Verantwortung für das FIMOC (Kontrollzentrum für die französischen Instrumente) übertragen. Das FIMOC, unter der Leitung des Franzosen Eric Lorigny, koordiniert die Einsätze der ChemCam und, im Wechsel mit den amerikanischen Laboren, einen Teil der Einsätze des SAM-Instruments. Die Ingenieure schicken der Sonde jeden Tag den Zeitplan der ChemCam für die nächsten vierundzwanzig Stunden. Die Radiowellen brauchen für ihren Weg zwischen Erde und Mars bis zu 20 Minuten. „Wir befinden uns wahrhaft im Zentrum der Mission“, freut sich Francis Rocard. „Für das CNES handelt es sich zwar um eine große Investition, aber dafür werden wir von dieser ersten praktischen Erfahrung an Bord einer Mars-Sonde sehr viel lernen.“

Die enge Zusammenarbeit des CNES mit den Amerikanern wird im Jahr 2013 unter anderem mit der Insight-Mission fortgesetzt. Ziel dieser Mission ist es, einen Seismometer auf dem Mars zu installieren, um die innere Struktur des Planeten zu untersuchen.

Quelle: CnesMag, Juli 2012
http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/894-cnesmag.php

Letzte Änderung 03/09/2012

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