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Abbildung der Marsoberfläche
Forscher der Johns Hopkins University haben ein Spektrometer mit einer bis zu 100-fach höheren räumlichen Auflösung entwickelt als jedes andere bildgebende Instrument, das zuvor in die Umlaufbahn gebracht wurde. Das Spektrometer umkreist derzeit den Mars auf dem Mars Reconnaissance Orbiter der NASA ( MRO ), die die chemische Zusammensetzung der Planetenoberfläche kartiert.
Mineralkartierung: Ein neues Spektrometer (oben) wird auf dem Mars Reconnaissance Orbiter eingesetzt, um die chemische Zusammensetzung der Marsoberfläche zu kartieren. Das Gerät ist etwa so groß wie ein kleiner Mikrowellenherd, verbraucht 45 Watt Leistung und wiegt 32 Kilogramm. Sein hochauflösender Modus ermöglicht es, kleinere Funktionen abzubilden als jedes andere vorherige Gerät. Das untere Bild ist eine farbige Fotografie des Nili Fossae Trogs. Die Farben zeigen das Vorhandensein von tonartigen (Schichtsilikat)-Mineralien im Trog an.
Das Instrument mit höherer Auflösung hilft Wissenschaftlern, Merkmale auf der Marsoberfläche zu erkennen, wie zum Beispiel Tongesteine, die mit anderen Instrumenten völlig unsichtbar waren, sagt Scott Murchie , ein Wissenschaftler am Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL) und der Hauptforscher des Spektrometerprojekts. Wissenschaftler beobachten die Merkmale des Planeten und kartieren seine Mineralzusammensetzung, um einen Landeplatz für das Mars Science Laboratory ( MSL ), das 2009 starten soll. Letzte Woche trafen sich Wissenschaftler, um die 46 möglichen Standorte für das Labor zu besprechen und die Gesamtzahl auf 5 zu reduzieren, wobei die vom neuen Spektrometer gesammelten Daten als Leitfaden dienten.
Das Ziel des Mars-Rovers besteht darin, die Bewohnbarkeit des Planeten zu bewerten und nach einer chemischen Aufzeichnung des Lebens zu suchen. Dazu muss der Rover an einer Stelle mit Gesteinsarten landen, von denen bekannt ist, dass sie organisches Material erhalten oder vergraben, sagt Murchie. Das neue Spektrometer ist das einzige Instrument mit der spektralen Leistung, die chemische Zusammensetzung dieser Gesteine detailliert abzubilden, weil es einen so großen Bereich des elektromagnetischen Spektrums abdeckt.
Das Instrument misst die verschiedenen Farben des Sonnenlichts, das von der Marsoberfläche reflektiert wird. Es verfügt über bis zu 544 einzelne Spektralkanäle oder Farben, die vom ultravioletten Teil des elektromagnetischen Spektrums über das sichtbare Spektrum bis hin zu Wellenlängen (Segmenten des elektromagnetischen Spektrums) von fast vier Mikrometern reichen. (Das bloße menschliche Auge kann nur Wellenlängen bis zu 0,7 Mikrometer sehen.) Geologische Materialien wie Gesteine und Staub haben einen spektralen Fingerabdruck, der ihre Chemie repräsentiert, also hat im Wesentlichen jedes Mineral eine Farbe, sagt Frank Seelos , Wissenschaftler am JHUAPL und Mitglied des Spektrometer-Teams.
Multimedia
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Das Instrument zeichnet auf, wie viel Energie es bei jeder der 544 Wellenlängen empfängt. Ein Bordcomputer verwendet diese Daten, um ein Bild der Oberfläche des Planeten zu erstellen. Jedes Bild deckt einen sechs Meilen breiten Bereich ab und hat eine räumliche Auflösung von 20 Metern pro Pixel.
Mit einem einfachen Schalter kann das Spektrometer von einer hochauflösenden Kamera, die Daten auf 544 Wellenlängen erfasst, zu einer niedrig auflösenden Kamera, die Daten auf nur 72 Wellenlängen erfasst, umgebaut werden. Früher waren dafür zwei völlig unterschiedliche Instrumente erforderlich. Die hochauflösende Einstellung eignet sich zwar hervorragend zum Vergrößern eines bestimmten Bereichs, erfasst jedoch so viele Daten, dass es schwierig ist, eine einzelne Karte des gesamten Planeten zu erstellen. Der Wechsel zu niedriger Auflösung erleichtert diese Aufgabe erheblich, sagt Murchie. Die Wissenschaftler werten die Weltkarte aus, um Gebiete für gezielte Beobachtungen oder hochauflösende Bilder zu finden.
Gezielte Beobachtungen sind es, die die Oberfläche im Detail charakterisieren, und die globale Kartierung stellt sie in einen breiteren Kontext, sagt Murchie.
Das Instrument wird von der Erde aus ferngesteuert. Das neue Spektrometer hat seit seiner ersten Datenerfassung auf dem Mars im September 2006 rund 2.300 hochauflösende Bilder und 2.700 atmosphärische Messungen gemacht. Alle zwei Wochen zeichnet es die Menge an Staub- und Eisspuren in der Atmosphäre auf, um eine Luftqualitätskarte zu erstellen das zeigt die Entwicklung von Wasserdampf und Staubwolken an.
Das Spektrometer wird noch bis 2008 Landeplätze für das Mars Science Laboratory beobachten.