Noch ist nicht aller Marstage Abend

30.12.2003

Heute beginnt entscheidende Manöver-Sequenz, um Mars Express auf polarnahe Umlaufbahn zu bringen. Jetzt fokussieren sich alle Hoffnungen auf den leistungsstarken "Mars-Express"-Orbiter, der ab dem 4. Januar sende- und empfangsbereit ist

Entgegen den medienwirksam lancierten Meldungen, wonach das Landegerät Beagle 2 höchstwahrscheinlich auf dem Mars zerschellt ist, ist es in jeder Hinsicht verfrüht, von einem Scheitern der "Mars-Express"-Mission zu sprechen. Zwar haben inzwischen das Lovell-Radioteleskop drei Mal und der US-Orbiter 'Mars Odyssey' sechs Mal sowie die Antenne der Stanford-University ein Mal erfolglos nach Beagle Ausschau gehalten (Stand: 30.12.03 - 10.00 Uhr MEZ - vgl. Landing Timetable), dennoch könnte das Antwortsignal der Beagle bereits schon morgen eingehen. Dabei hat die Suche noch nicht einmal richtig angefangen. Sie startet erst am 4. Januar, wenn das "Mars Express"-Mutterschiff, das für eine Kommunikation mit der Bodensonde besser ausgerüstet ist als die "angeschlagene" 'Odyssey', für Beagle2 sende- und empfangsbereit ist.

Bilder

Das Bild sprach Bände. Im Kontrollraum der ESOC hatte es sich das Missions-Maskottchen, ein waschechtes und -festes Stofftierchen vom Hundetyp Beagle, auf einem der Monitore bequem gemacht - und nahm dabei während des Zentralevents "Christmas on Mars", der am ersten Weihnachtstag in Darmstadt zelebriert wurde und dem 200 Journalisten aus der ganzen Welt beiwohnten, wenig Notiz von dem bunten Flackern der Bildschirme und dem hektischen Treiben der ESA-Ingenieure und Wissenschafter. Diese wiederum unternahmen - in Erinnerung an ein altes Sprichwort - ihrerseits keine Anstalten, den possierlichen Stoffhund aus dessen Träumen zu reißen.

Noch nicht einmal ein müdes Gähnen

Derweil arbeiten ESA-Forscher fieberhaft daran, das gut 157 Millionen Kilometer entfernte, aber nicht minder possierliche schlummernde Blech-Pendant aus dem Tiefschlaf zu wecken. Bislang haben sie insgesamt neun Mal versucht, die höchst verschlafene Landekapsel wachzurütteln: sechs Mal mithilfe des US-Mars-Orbiters 'Mars Odyssey' und drei Mal mit der 76-Meter-Lovell-Antenne in Jodrell und mittlerweile auch einmal mit dem Radioteleskop der amerikanischen Stanford-University.

Doch für diese Anstrengungen hatte das büchsenartige Raumschiff noch nicht einmal ein müdes Gähnen übrig. "Das sind keine guten Nachrichten, das ist ein Rückschlag", kommentierte Professor Allen Wells vom Beagle-Kontrollzentrum in Leicester das unerklärliche Schweigen der Beagle 2 auf einer Pressekonferenz am Samstag, die auch im Internet live übertragen wurde (siehe Beagle2.com-Archiv).

"It's to early to think about a failure of Beagle"

Dennoch: Das hartnäckige Schweigen der Beagle 2 muss noch lange nicht bedeuten, dass die Sonde endgültig entschlafen ist. "It's to early to think about a failure of Beagle. We look positive into the future", bestätigte Beagle 2-Chefwissenschaftler Colin Pillinger in besagter Pressekonferenz, der vor sechs Jahren den Anstoß für die Entwicklung des Landers gab. Schon morgen könnte sich die Sonde auf das Detektorsignal der NASA-Sonde 'Mars-Odyssee' melden.

Gleichwohl kann nach Angaben der ESOC in Darmstadt die erste Nachricht von Beagle 2 sogar bis zu einer Woche nach der Landung auf sich warten lassen. "Die Ursache für die zeitverzögerte Kenntnis von der Landung ist die Tatsache, dass wir niemals einen direkten Kontakt zu unserem Beagle 2 haben, sondern diesen immer nur über Relaisstationen wie den amerikanischen 'Mars Odyssey'-Orbiter oder den europäischen 'Mars Express'-Orbiter erreichen", erklärt Lutz Richter vom DLR, der zum wissenschaftlichen Team des Beagle 2-Landegeräts gehört. Mit anderen Worten: Beagle könnte längst auf Sendung gegangen sein. Das bisher zur Verfügung stehende Equipment ist halt nicht sensibel genug, um das schwache Signal zu detektieren.

'Mars Odyssey' und Lovell-Antenne sind nicht erste Wahl

Einiges spricht dafür, dass sowohl 'Mars Odyssey' als auch die Lovell-Antenne nicht zur ersten Garnitur zählen, um Beagle 2 aus der Reserve zu locken und zum "Sprechen" zu bringen. Denn wie inzwischen auch seine kleineren erdgebundenen "Kollegen" kämpft die Lovell-Mammut-Antenne ebenfalls gegen die unliebsame Flut der einströmenden Radiostrahlen, die infolge des permanent wachsenden Telekommunikations- und des immer dichter werdenden Satellitennetzes unaufhörlich niederprasselt und die erwünschte Information mit unerwünschten Störgeräuschen überlagert. Kaum verwunderlich also, dass es auch für eine 76-Meter große Schüssel ein höchst diffiziles Unterfangen ist, ein gerade mal 2 Watt schwaches und 157 Millionen Kilometer entferntes Signal nach wenigen Versuchen auszumachen. "Es dauert einige Zeit, bis man mit einem Radioteleskop das richtige Signal herausgefiltert hat", verdeutlicht Pillinger. Wie dem auch einmal gewesen war - das Lovell-Teleskop im englischen Jodrell Bank ist fortan nicht mehr im Rennen: Durch die Marsdrehung hat es nunmehr keine Chance, ein Signal aufzufangen.

Aber auch die US-Raumsonde Mars Odyssey, die seit Oktober 2001 den Mars in 400 Kilometer Höhe umkreist und für zwei Wochen als Relaisstation ersatzweise zur Verfügung steht, bis der europäische Orbiter "Mars Express" auf seine endgültige Marsumlaufbahn manövriert worden ist, ist in Bezug auf das Aufspüren des Beagle-Antwortsignals bestenfalls zweite Wahl. Einerseits funktionieren seit neuestem, wie CNN berichtet, aufgrund eines Sonnenflares beim NASA-Orbiter nicht mehr alle Instrumente wunschgemäß, andererseits ist der Winkel, aus dem die US-Sonde das Landegebiet ins Visier nimmt, möglicherweise zu spitz, zumindest aber "sehr spitz" wie ESOC-Sprecherin Jocelyne Landeau-Constantin betont. "Deshalb setzen wir jetzt keine allzu großen Hoffnungen mehr auf Mars Odyssey".

Hinzu kommt, dass der NASA-Orbiter bei weitem nicht so sensibel und technisch aufgereift wie das "Mars-Express"-Mutterschiff, das erst ab dem 4. Januar in Aktion tritt. "Mars Express ist der ursprüngliche Kommunikationskanal. Mit ihm haben wir fünf Jahre lang Tests unternommen", betont Colin Pillinger. Für die Verbindung zwischen "Mars Express" und dem Landegerät gebe es daher eine "größere Chance". Vermutlich werde es, so Pillinger, wohl am besten sein, solange zu warten, bis die Sonde zur Verfügung stehe und dann "einen richtig großen Versuch" zu unternehmen. Hierzu Pillingers Originalkommentar: "We need to get Beagle 2 into a period when it can broadcast for a much longer period. This will happen around the 4 January after the spacecraft has experienced a sufficient number of communication failures to switch to automatic transmission mode."

Doch nicht nur infolge der besseren hard- und softwarebedingten Abstimmung zwischen dem Lander und der "Mars-Express"-Muttersonde erhöht sich die Chance, das sehnlichst erwartete Beagle-2-Signal zu detektieren. Weitaus effizienter ist auch die "Flugroute" des Satelliten. Denn während 'Mars Odyssey' das Landegebiet, in dem Beagle 2 vermutet wird, nur einmal am Tag überfliegt, könnte "Mars Express" diesen Wert noch toppen. "An bestimmten Tagen werden wir mit 'Marx Express' dreimal am Tag die Möglichkeit haben, mit Beagle in Kontakt zu treten", versichert Pillinger.

Mutterschiff und Kind - Mini-Exkurs

Es waren wohlüberlegte Worte, als Colin Pilllinger nach der am 20. Dezember erfolgten erfolgreichen Separation von "Mars Express" und Beagle sich in Enthusiasmus übte und sagte: "Jetzt sind Mutter und Kind unterwegs zum Mars und werden uns ein schönes Weihnachtsgeschenk bescheren". Dass beide Einheiten nämlich in der Tat eine Art Kleinfamilie bilden, kommt vor allem durch deren Hard- und Software zum Ausdruck, die vollkommen aufeinander abgestimmt ist und womit 'Mars Odyssee' logischerweise nicht aufwarten kann.

Da sich infolge der langen planungstechnischen Entwicklungen von Raumsonden, die bis auf zehn Jahren angelegt sein können, die Ingenieure frühzeitig auf eine Hardware festlegen und diese "einfrieren" müssen, müssen besonders bei "Huckepack"-Missionen die Einheiten Orbiter und Landefahrzeug optimal aufeinander zugeschnitten sein. "Die Verschmelzung zwischen Hard- und Software muss auch viel enger und effizienter sein", betont Lutz Richter. Anders als beispielsweise bei "irdischen" PC-Betriebssystemen operiert Weltraum-Software beispielsweise völlig ohne Overheads. Für überflüssigen Ballast, wie man ihn von Windows kennt, ist im All kein Platz. "Bei unbemannten Tandem-Raumsonden muss auch das Zusammenspiel von Hard- und Software zwischen Mutterschiff und Lander intelligent abgestimmt sein, damit es zeiteffizient abläuft", verdeutlicht der Informatiker und Robotik-Experte Prof. Dr. Klaus Schilling von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.

Familiäres Verhältnis und enge Kommunikation

Kein Wunder also, dass Beagle 2 und der "Mars-Express"-Orbiter ein enges familiäres Verhältnis pflegen. Wie eng dieses ist, zeigt sich auch in der Art und Weise, wie beide miteinander kommunizieren. Denn infolge der geringen Sendeleistung des Landers, die nur 1 bis 2 Watt (Eingangsleistung: 10 Watt) beträgt, nutzt Beagle 2 das im Orbit kreisende Mutterschiff als Relaisstation. Befindet sich "Mars Express" in Sendereichweite, funkt Beagle 2 sein im Arbeitsspeicher zwischengelagertes Datenmaterial mit einer Geschwindigkeit von 30.000 Bit pro Sekunde.

Sobald "Mars Express" Anfang Januar 2004 das erste Mal das Landegebiet überfliegt, kann die eigens auf Beagle 2 abgestimmte Orbiter-UHF-Antenne die Messdaten des Landers endlich höchstpersönlich in Empfang nehmen. Besagte Antenne ist für die Detektion des Beagle-Signals weitaus besser geeignet als jeder andere Satellit.

Sollte das im Orbit kreisende Mutterschiff fündig werden, legt es zunächst alle Beagle-Daten allesamt in einem Zwischenspeicher ab und richtet dann seine 1,8 Meter-Parabolantenne auf die Erde und schickt die gewonnenen Daten mit einer Sendeleistung von 20 Watt zur in Australien ansässigen Deep Space Ground Station der ESA. Dabei erfolgt die Datenübertragung mit einer maximalen Datenrate von 230 Kilobit pro Sekunde im X-Band bei einer Frequenz von 7,1 GHz. Ein RAM-Speicher mit einer Speicherkapazität von 12 Gigabit, der Bestandteil des Bordrechners ist, gewährleistet die Zwischenspeicherung der Messdaten. Kommt die Botschaft nach ungefähr neun Minuten auf der Erde an, dürfte kein Bit verloren gegangen sein, vorausgesetzt, dass Beagle 2 sich endlich meldet und Sendebereitschaft signalisiert.

Blindbefehle an tauben Beagle

Während derweil für "Mars Express" die "nächsten Manöver" vorbereitet werden, damit diese pünktlich am 4. Januar mit Beagle 2 kommunizieren kann, ziehen die ESA-Forscher und Ingenieure jetzt auch in Betracht, via 'Mars Odyssey' so genannte Blindbefehle an die Marssonde zu senden, nach denen sich der Roboter öffnen und seine Sonnenkollektoren entfalten soll. Vorgesehen ist, dass 'Mars Odyssey' in der Annahme, ein fehlendes Signal rühre von autonom eingetretenen Konfigurationsänderungen der Elektronik her, bei einer Reihe von Überflügen Kommandos an Beagle schickt.

BBC-Online und Spaceflight now bestätigen indes, dass die ESA-Verantwortlichen erst kürzlich zwei kleine "Tiger Teams" ins Leben gerufen haben, die eigens dafür vorgesehen sind, alle möglichen Ursachen für das Schweigen der Beagle zu eruieren. Die beiden kleinen Forschergruppen sollen derweil schon eine kleine Liste von Blindbefehlen ausgearbeitet haben, von denen die erste Sequenz bereits am Freitag an 'Mars Odyssey übermittelt wurde, der seinerseits wiederum die ersten Befehle in Richtung des Landegebiet, in dem Beagle vermutet wird, gefunkt haben soll, damit sich die möglicherweise falsch tickende Borduhr des "Beagle" neu einstellt.

Sicher ist auf jeden Fall, dass Mike McKay mit seinem Team heute eine umfangreiche Manöversequenz initiiert, um "Mars Express" sukzessive auf seine wissenschaftliche Mission vorzubereiten. Dabei wird das Missionskontrollteam der ESA die Befehle zur Zündung der Triebwerke des Orbiters geben, wodurch dieser in eine polare Umlaufbahn gelenkt wird. Von dort aus wird "Mars Express" ausführliche Untersuchungen der Oberfläche, Bodenstrukturen und Atmosphäre des Planeten durchführen.

Die Inbetriebnahme einiger wissenschaftlicher Bordinstrumente wird Mitte Januar beginnen. Die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse werden in der zweiten Monatshälfte erwartet. Gegenwärtig befindet sich der Orbiter noch einer elliptischen äquatorialen Umlaufbahn in einer Entfernung von mehreren tausend Kilometern vom Mars. "Diese entscheidenden Manöver führen den Orbiter dichter an Mars heran. Dadurch erhalten wir nicht nur die Chance, vermehrt über das Landegebiet von Beagle 2 zu fliegen, sondern damit kann auch die eigentliche wissenschaftliche Mission von "Mars Express" endlich beginnen.

Interplanetares Buch mit "acht" Siegeln?

Flankiert wurde die NASA-Sonde bislang nicht nur von der Lovell-Antenne. Neuerdings beteiligt sich an der Suche nach dem kosmischen Spürhund auch das Radioteleskop der University of Stanford, das den Mars sogar eine Stunde länger im Visier hat als Jodrell Bank. Zurzeit wird auch die Möglichkeit geprüft, ob nicht noch weitere Teleskope in das Observationsmarathon eingebunden werden sollen - vor allem ein Teleskop auf der anderen Seite der Erde, wie etwa das Australian Telescope Molunglo der University of Sydney in Australien.

Die Chancen, Beagle 2 doch noch zu lokalisieren, sind also so schlecht nicht. Ähnlich sieht dies Mike McKay, seines Zeichens Flugdirektor für "Mars-Express" und Leiter des Raumfahrtkontrollzentrums ESOC. Er geht davon aus, dass der Roboter die Marsoberfläche zumindest erreicht hat. "Beagle 2 ist mit großer Sicherheit gelandet. Mars-Express hat ihn auf einen sehr, sehr präzisen Kurs gebracht, die Sonde ist auf jeden Fall in die Marsatmosphäre eingetreten."

Trotzdem: Was mit Beagle 2 zu guter Letzt, besser gesagt zu "schlechter" Letzt geschehen ist, bleibt ein interplanetares Buch mit sieben Siegeln. Vielleicht sogar eines mit acht, weil womöglich niemand bis in alle Ewigkeit in Erfahrung bringen wird, wie Beagles restliches Dasein auf dem Mars aussieht -, es sei denn, unter den ersten irdischen Mars-Menschen, sprich unter den ersten Mars-Kolonisten späterer Tage weilte ein Raumfahrthistoriker oder Museumsagent, der an raumfahrthistorischen Quellen oder schlichtweg schmucken, aber stark verstaubten Ausstellungsstücken interessiert ist.

Hier nochmals das komplexe und gefahrenträchtige Landemanöver der Beagle 2 (Quicktime erforderlich).

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