Was hat Tianwen-1 in drei Jahren auf dem Mars entdeckt?

Der 23. Juli 2023 markiert den dritten Jahrestag des erfolgreichen Starts der ersten Marssonde meines Landes, Tianwen-1. In diesen drei Jahren hat Tianwen-1 sowohl in technischer als auch in wissenschaftlicher Hinsicht große Erfolge erzielt und die ihm zugewiesenen Missionsziele übertroffen.

Der Lander und der Rover machten zusammen ein Foto. Der Rover fuhr bis etwa 10 Meter südlich der Landeplattform und löste die abnehmbare Kamera aus, die an der Unterseite des Fahrzeugs installiert war. Anschließend zog sich der Rover in die Nähe der Landeplattform zurück. Die Trennungskamera erfasste die Bewegung des Rovers und machte Fotos vom Rover und der Landeplattform. Die Bilder werden über drahtlose Signale an den Rover übertragen, der sie dann vom Rover über den Orbiter zurück zur Erde sendet. Bildquelle: China National Space Administration

„Drei Fliegen mit einer Klappe schlagen“ bewirkt Wunder

Am 23. Juli 2020 wurde die Marssonde Tianwen-1 meines Landes gestartet. Nach 202 Flugtagen erreichte es am 10. Februar 2021 erfolgreich die Marsumlaufbahn. Am 15. Mai 2021 landete die daran befestigte Landesonde erfolgreich auf der Marsoberfläche; Am 22. Mai desselben Jahres verließ der Marsrover Zhurong sicher die Landeplattform, erreichte die Oberfläche des Mars und begann mit der Patrouille und Erkundung. Am 11. Juni gab die Nationale Weltraumbehörde die ersten wissenschaftlichen Bilder bekannt, die der Marsrover Zhurong nach seiner Landung auf dem Mars aufgenommen hatte. Dies markierte den vollständigen Erfolg der ersten Marserkundungsmission meines Landes.

Dies war die erste Mission im Rahmen des Planetenerkundungsprojekts meines Landes. Mit einem einzigen Start wurden die drei Ziele erreicht: Mars umkreisen, landen und den Mars überwachen. Dies ist in der Geschichte der Marserkundung weltweit beispiellos. Diese „Drei-in-Eins“-Methode zur Branderkennung zeichnet sich durch eine hohe Ausgangsbasis und hohe Effizienz aus, bringt aber auch große Herausforderungen mit sich. Durch seinen Erfolg konnten die Fähigkeiten und das Niveau der Erforschung des Weltraums in meinem Land einen sprunghaften Fortschritt erreichen, so dass es das dritte Land der Welt ist, das auf dem Mars gelandet ist, und das zweite Land, das den Mars überwacht.

Auf Grundlage der Hauptmerkmale der Marserkundungstechnologie und der Erfahrungen und Lehren aus der Weltraumerkundung in China und im Ausland hat mein Land im Voraus technische und wissenschaftliche Ziele für Tianwen-1 formuliert, die sowohl den nationalen Bedingungen meines Landes entsprechen als auch eine sprunghafte Entwicklung ermöglichen. Nun hat Tianwen-1 diese beiden wichtigen Ziele erfolgreich erreicht.

Projektziele:

Durchbruch bei der Erfassung des Mars durch Bremsen;

Einflug/Abstieg/Landung;

Langfristiges Selbstmanagement;

Fernmessungs- und Steuerungskommunikation;

Schlüsseltechnologien wie die Marsoberflächenpatrouille;

Realisieren Sie die Erkundung der Marsumlaufbahn und Patrouillenflüge;

Gewinnung wissenschaftlicher Daten aus der Marserkundung

Realisieren Sie einen technologischen Sprung in der Weltraumforschung meines Landes.

Die Projektziele sind mittlerweile erreicht.

Wissenschaftliche Ziele:

Studieren Sie die Morphologie und geologische Struktur des Mars;

Untersuchen Sie die Bodeneigenschaften und die Wassereisverteilung auf der Marsoberfläche.

Analysieren Sie die Zusammensetzung der Materialien auf der Marsoberfläche.

Messen Sie die Atmosphäre, Ionosphäre, das Oberflächenklima und die Umwelteigenschaften des Mars.

Erkunden Sie das physikalische Feld und die innere Struktur des Mars und erkennen Sie die Eigenschaften des Marsmagnetfelds.

Auch dieses wissenschaftliche Ziel wurde erreicht.

Tianwen-1 besteht aus einem Orbiter und einem Lander. Der Lander besteht aus einer Eintrittskapsel und einem Marsrover. Die Eintrittskapsel wird für den Eintritt zum Mars, den Abstieg und die Landemission verwendet. Die Gesamtmasse von Tianwen-1 beträgt etwa fünf Tonnen (einschließlich Treibstoff). Davon entfallen 3,6 Tonnen auf den Orbiter (das Treibstoffgewicht macht den größten Teil des Gesamtgewichts aus), 240 Kilogramm auf den Zhurong-Marsrover und der Rest auf die Masse der Eintrittskapsel.

Schematische Darstellung des Hecks des Orbiters Tianwen-1

Die Umgebungserkennung hat große Erfolge erzielt

Die geplante Lebensdauer des Orbiters Tianwen-1 beträgt ein Marsjahr (687 Erdentage). Es transportiert eine Landesonde und einen Rover zum Mars und seine Hauptaufgaben bestehen in der Durchführung des Transfers Erde-Mars, des Abbremsens und Erfassens des Mars, der Anpassung der Umlaufbahn usw. Es stellt drei Monate lang Datenrelais-Unterstützungsdienste für den Marsrover bereit und nutzt die wissenschaftliche Nutzlast, die es transportiert, um etwa ein Marsjahr lang wissenschaftliche Erkundungen des Mars durchzuführen und dabei eine globale und eine lokale detaillierte Untersuchung des Mars durchzuführen.

Die Einfassung hat drei Funktionen:

• Flugzeug;
• Kommunikator;
• Detektor.

Seine Mission besteht aus fünf Hauptphasen:

• Erd-Feuer-Übertragung;
• Marserfassung;
• Landung aus der Umlaufbahn;
• Relaiskommunikation;
• Wissenschaftliche Erforschung.

Die wichtigsten wissenschaftlichen Missionen des Orbiters sind:

• Nehmen Sie Chinas erste vollständige Karte des Mars;
• Erkennen Sie die Verteilung und Struktur der Marsbodenarten und erkennen Sie Wassereis auf der Marsoberfläche und im Untergrund.
• Erkennen Sie die topografischen Merkmale und Veränderungen des Mars;
• Untersuchen und analysieren Sie die Zusammensetzung der Materialien auf der Marsoberfläche.
• Analysieren Sie die Marsatmosphäre und Ionosphäre und erkennen Sie die interplanetare Umgebung.

Zu diesem Zweck trägt der Orbiter sieben wissenschaftliche Instrumente:

• Eine Kamera mit mittlerer Auflösung zur Aufnahme globaler Fernerkundungsbilder des Mars;
• eine hochauflösende Kamera zur Abbildung der Landezone und von Gebieten von hohem wissenschaftlichem Interesse;
• Untergrundradar zur Erfassung der Untergrundstruktur der Marsoberfläche und der Eisschichten in den Polarregionen;
• Ein Mineralienspektrometer zur Erkennung der Art, des Inhalts und der räumlichen Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche;
• Ein Magnetometer zur Erfassung der Magnetfeldumgebung im Marsraum;
• der Ionen- und Neutralteilchenanalysator zur Messung der Energie, des Flusses und der Zusammensetzung von Ionen und Neutralteilchen im Sonnenwind und im Weltraum auf dem Mars;
• Ein Analysator für energiereiche Teilchen, der zur Erfassung von Daten zum spektralen Energiefluss und zur Elementzusammensetzung energiereicher Teilchen in der Marsumgebung verwendet wird.

Hochauflösendes Bild von Phobos, aufgenommen vom Orbiter Tianwen-1. Bildquelle: China National Space Administration

Derzeit verrichtet der Orbiter noch seinen Dienst „über seine Lebensdauer hinaus“ im Marsorbit, da er weitere wissenschaftliche Ergebnisse erzielen kann.

Eine hervorragende Tour zum Mars

Die Haupterkundungsmission des Orbiters besteht in der Durchführung einer globalen und umfassenden Untersuchung des Mars, während die Haupterkundungsmission des Marsrovers Zhurong darin besteht, detaillierte, hochpräzise und hochauflösende Untersuchungen lokaler Gebiete mit wissenschaftlichem Forschungswert durchzuführen. Zhurong ist 1,85 Meter groß und wiegt etwa 240 Kilogramm. Es wird zur patrouillengestützten Erkundung des Landegebiets eingesetzt und hat eine geplante Betriebsdauer von drei Marsmonaten (entspricht 92 Erdentagen).

Seine wichtigsten wissenschaftlichen Aufgaben sind:

• Erkennen Sie die Oberflächenelemente, Mineralien und Gesteinsarten im Mars-Patrouillengebiet.
• Erkunden Sie die Bodenstruktur des Mars-Patrouillengebiets und erforschen Sie Wassereis;
• Erkennen Sie die atmosphärischen physikalischen Eigenschaften und die Oberflächenumgebung des Mars-Patrouillengebiets und erkennen Sie die Morphologie und geologische Struktur des Mars-Patrouillengebiets.

Zu diesem Zweck trägt der Marsrover Zhurong sechs wissenschaftliche Instrumente:

• Die Navigations-/Geländekamera dient dazu, dem Marsrover eine Navigations- und Positionierungsgrundlage zu bieten und hochauflösende dreidimensionale Bilder des Landebereichs und des Patrouillenbereichs zu erhalten.
• Die Multispektralkamera wird verwendet, um die Verteilung der Materialarten auf der Marsoberfläche zu erfassen.
• Unterirdisches Radar wird verwendet, um die unterirdische geologische Struktur des Patrouillengebiets zu erkennen.
• Der Oberflächenzusammensetzungsdetektor wird verwendet, um hochauflösende spektrale Charakteristikinformationen vom Ultraviolett- bis zum Nahinfrarotspektrum zu erhalten.
• Der Oberflächenmagnetfelddetektor dient zur Erkennung des lokalen Magnetfelds im Patrouillenbereich;
• Meteorologische Messinstrumente dienen der Erfassung meteorologischer Bedingungen wie beispielsweise der Umgebungstemperatur im Patrouillengebiet.

Zhurong ist der weltweit erste Marsrover mit aktiver Federungstechnologie, die das gesamte Fahrzeugchassis beim Auftreffen auf schwieriges Gelände anheben kann. Da die sechs Räder des Marsrovers Zhurong unabhängig voneinander lenken und bewegen können, kann er auch seitwärts wie eine Krabbe laufen.

Neue Wege zur Energiegewinnung

Aufgrund der großen Entfernung zur Sonne beträgt die Sonnenintensität auf der Marsoberfläche nur 40 % der auf der Erde. Der Marsrover benötigt daher größere und effizientere Solarmodule. Zu diesem Zweck hat der Marsrover meines Landes einen neuartigen Plan mit vier Ausstellungen übernommen. Die vier Solarmodule des Marsrovers sehen im entfalteten Zustand wie ein blauer Schmetterling aus.

Für seinen Betrieb ist Zhurong hauptsächlich auf Strom angewiesen, der durch Solarmodule erzeugt wird. Nachts kann der Rover jedoch nur mit gespeichertem Strom weiterarbeiten. Da der Wirkungsgrad der Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie lediglich 30 % beträgt, können Solarmodule allein den Bedarf nicht decken. Zu diesem Zweck ist auf dem Dach des Zhurong-Fahrzeugs ein binokularartiges Solarsammelfenster installiert, das Sonnenenergie direkt absorbieren und mithilfe einer Substanz namens n-Undecan speichern kann. Wenn die Temperatur auf dem Mars im Laufe des Tages steigt, absorbiert diese Substanz Wärme und schmilzt. Wenn nachts die Temperatur sinkt, gibt dieser Stoff beim Erstarrungsprozess Wärmeenergie ab. Der Wirkungsgrad dieser Energieumwandlungsmethode kann über 80 % erreichen.

Solarflügel des Zhurong Mars Rovers

Wärmeschutz nutzt schwarze Technologie

Da die Temperatur auf dem Mars nachts unter Null Grad fällt, variiert die Nachttemperatur je nach Breitengrad und Jahreszeit, wobei die kältesten Temperaturen -100 °C erreichen. Deshalb muss der Rover nachts warm gehalten werden. Zhurong verwendet ein neuartiges Wärmedämmmaterial – Hochleistungs-Nano-Aerogel –, um den beiden rauen Umgebungen „extremer Hitze“ und „extremer Kälte“ auf dem Mars standzuhalten. Seine ultraleichten Eigenschaften reduzieren die Belastung des Rovers erheblich und ermöglichen ihm, schneller und weiter zu fahren. Nanoaerogel hat die geringste Dichte aller Feststoffe auf der Welt. Seine Wärmeleitfähigkeit beträgt nur die Hälfte der von ruhender Luft, was ihn zum Feststoff mit der niedrigsten Wärmeleitfähigkeit macht. Mit Nano-Aerogel-Wärmedämmplatten mit ultraniedriger Dichte lässt sich die extrem kalte Umgebung auf der Marsoberfläche von bis zu -120 °C abhalten. Darüber hinaus können sie den Hochtemperatur-Wärmefluss von bis zu 1200 °C blockieren, der vom Landetriebwerk erzeugt wird. Seine Dichte beträgt nur 1/10 der Dichte herkömmlicher Aerogelmaterialien.

Dieses Bild von Zhurong wurde von der Navigationskamera aufgenommen, wobei das Objektiv auf die Rückseite des Rovers gerichtet war. Das Bild zeigt das kreisförmige Solarsammelfenster des Marsrovers, wobei die Solarpanele und Antennen normal ausgeklappt sind. Die Oberflächenstruktur des Mars ist klar und die Informationen zur Landform sind umfangreich. Bildquelle: China National Space Administration

Alle Schwierigkeiten überwinden und auf dem Mars landen

Die Durchführung der Marserkundungsmission Tianwen-1 meines Landes umfasst sechs Phasen: Start, Erde-Mars-Transfer, Mars-Erfassung, Mars-Parken, Verlassen der Umlaufbahn und Landung sowie wissenschaftliche Erkundung. Am schwierigsten ist dabei das Verlassen der Marsumlaufbahn und die Landung des Landegeräts.

Tianwen-1 machte auf innovative Weise ein Selfie, als es etwa 2,2 Millionen Kilometer vom Mars entfernt war. Dabei kommt eine „separate Überwachungslösung“ zum Einsatz, d. h., es wird eine Lichtkamera „auf den Boden geworfen“, um unter geeigneten Lichtbedingungen Bilder von Tianwen-1 aufzunehmen, die Bilder in Echtzeit an die Sonde zu übertragen und sie dann zur Erde zurückzuschicken.

Am 15. Mai 2021 gegen 2 Uhr morgens erreichte Tianwen-1 das Landefenster in der Mars-Parkumlaufbahn und führte anschließend ein Manöver zur Absenkung der Umlaufbahn sowie die Trennung von Orbiter und Lander durch. Der Lander trat in einer Höhe von 125 Kilometern über der Marsoberfläche in die Marsatmosphäre ein und führte nacheinander die folgenden Aktionen aus: Ausfahren der Trimmflügel (eine neue Technologie in meinem Land), Öffnen des Überschallfallschirms (eine neue Technologie in meinem Land), Abtrennen der Laufsohle, Abtrennen der hinteren Abdeckung, motorisiertes Abbremsen, Schweben, Hindernisvermeidung und langsamer Sinkflug sowie Landefederung, bevor er schließlich eine weiche Landung auf der Marsoberfläche durchführte.

Nach der Landung wurde Zhurong entriegelt und von der Landeplattform getrennt. Am 22. Mai 2021 um 10:40 Uhr verließ Zhurong die Landeplattform, erreichte die Oberfläche des Mars und begann mit der Patrouille und Erkundung.

Vereinfacht ausgedrückt lässt sich der konkrete Landevorgang des Landers auch in die folgenden vier Phasen unterteilen. Die erste ist die aerodynamische Verzögerungsstufe, die den Widerstand der Marsatmosphäre nutzt, um ihre Geschwindigkeit von 4,8 km/s auf 460 m/s zu verlangsamen. Die zweite Stufe ist die Fallschirm-Verzögerungsstufe, bei der die Geschwindigkeit mithilfe eines Fallschirms von 460 Metern pro Sekunde auf 95 Meter pro Sekunde reduziert wird. Die dritte Stufe ist die Leistungsverzögerungsstufe, bei der ein Hochschubmotor zum Einsatz kommt, um die Geschwindigkeit auf 3,6 m/s zu reduzieren. Der vierte Abschnitt ist der Landekissenabschnitt, der durch die dämpfende Wirkung der vier Landebeine des Landers eine weiche Landung auf der Marsoberfläche ermöglichen soll.

Während des gesamten Landevorgangs auf dem Mars betrug die Kommunikationsverzögerung zwischen Erde und Mars aufgrund der extrem großen Entfernung zwischen Erde und Mars mehr als 20 Minuten in eine Richtung. Während des Landevorgangs auf „Feuer“ befanden sich der Landerover und das Boden-„Kommandozentrum“ in einem „Kontaktverlust“-Zustand. Nach dem Eintritt in die Marsatmosphäre musste es innerhalb von 9 Minuten mehr als 10 Aktionen autonom ausführen. Alle Aktionen wurden in einem Rutsch ausgeführt und waren miteinander verknüpft, sodass kein Raum für Fehler blieb. Die Landung des Rovers meines Landes war jedoch ein Erfolg.

Karte „Chinesischer Abdruck“. Der Marsrover Zhurong entfernte sich etwa 6 Meter von der Landeplattform in Richtung 60° Ost-Südost und machte dieses Bild der Landeplattform. Die Bilder zeigen, dass die Landeplattform glänzt, die Nationalflagge leuchtend rot und quadratisch ist und die Oberflächentopographie reich an Details ist. Bildquelle: China National Space Administration

Wählen Sie Ihren Landeplatz sorgfältig aus

Die Wahl eines geeigneten Landeplatzes für den Marsrover ist keine leichte Aufgabe. Es muss zwei Grundbedingungen erfüllen: Erstens muss es ingenieurmäßig umsetzbar sein; der andere ist, dass es für die wissenschaftliche Forschung wertvoll sein muss. Nach umfassender Abwägung verschiedener Faktoren liegt das Marslandegebiet meines Landes in der Utopia-Ebene auf dem 5. bis 30. nördlichen Breitengrad des Mars. Die Utopia-Ebene ist relativ flach und bietet bessere Sonneneinstrahlungsbedingungen. Darüber hinaus ist Utopia Planitia wahrscheinlich der Ort des ehemaligen Ozeans auf dem Mars. Die Landung dort wird dazu beitragen, zu erforschen und zu untersuchen, ob es auf dem Mars Leben gibt, ein heißes Thema in der aktuellen Marsforschung, daher ist sie von hohem wissenschaftlichen Wert.

Da der Marsrover meines Landes zudem mit Solarzellen betrieben wird, benötigen auch die Lichtsensoren, die er zur Navigation und Hinderniserkennung mit sich führt, gute Lichtverhältnisse. Aus diesem Grund landete Zhurong auf der Utopia-Ebene auf einem Breitengrad unter 30°, da es dort viel Sonnenschein gibt und der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht gering ist, was der Arbeit von Zhurong förderlich ist.

Da der Mars sehr weit von der Erde entfernt ist, ist die Stärke des gesendeten Signals umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung und der Durchmesser der Antenne direkt proportional zur Erfassungsdistanz. Daher muss ein bodengestütztes Weltraumverfolgungs- und -steuerungsnetzwerk mit einem großen Antennendurchmesser verwendet werden.

Das Weltraumverfolgungs- und -kontrollnetzwerk meines Landes umfasst eine Antennenverfolgungs- und -kontrollstation mit 66 Metern Durchmesser in Jiamusi und eine Antennenverfolgungs- und -kontrollstation mit 35 Metern Durchmesser in Kashgar und Argentinien. Darüber hinaus wurde im Februar 2021 in Wuqing, Tianjin, die Hochleistungs-Empfangsantenne meines Landes mit einem Hauptreflektordurchmesser von 70 Metern in Betrieb genommen. Sie ist derzeit die größte Einzelaperturantenne in Asien, die in den S-, X- und Ku-Bändern betrieben wird und hauptsächlich für den Empfang wissenschaftlicher Daten zuständig ist, die vom Marsrover gesendet werden.

Hochauflösendes Bild des Landebereichs der ersten Marserkundungsmission meines Landes, Tianwen-1. Das linke Bild ist vor der Landung und das rechte Bild nach der Landung. Bildquelle: China National Space Administration

Es wurden fruchtbare Ergebnisse erzielt

Am 15. August 2021 setzte der Marsrover Zhurong seine Expansionsmission fort, nachdem er seine geplante Erkundungsmission von 90 Marstage abgeschlossen hatte. Bisher hat er insgesamt 358 Marstage lang den Mars patrouilliert und erkundet, dabei 1.921 Meter zurückgelegt und befindet sich derzeit in einer Ruhephase. Seit dem 29. Juni 2022 verfügt der Orbiter über eine globale Fernerkundungserkennung. Es befindet sich derzeit in gutem Zustand und führt weiterhin wissenschaftliche Erkundungen durch und sammelt Rohdaten in der Umlaufbahn der Fernerkundungsmission.

Die Ziele der ersten Marserkundungsmission meines Landes wurden erfolgreich erreicht. Bis zum 24. April 2023 haben die 13 Nutzlasten der Tianwen-1-Mission insgesamt 1.800 GB an wissenschaftlichen Rohdaten erfasst und damit ein Standarddatenprodukt gebildet. Das wissenschaftliche Forschungsteam hat durch die Untersuchung wissenschaftlicher Daten aus erster Hand eine Reihe origineller wissenschaftlicher Ergebnisse erzielt. So nutzte mein Land beispielsweise die von der hochauflösenden Kamera des Orbiters erfassten Geländedaten des Landegebiets mit einer Auflösung von unter einem Meter, um eine umfassende Untersuchung der im Landegebiet verteilten typischen Geländeformen wie konkaven Kegeln, Barrierekratern und Rillen durchzuführen. Dabei wurde der wichtige Zusammenhang zwischen der Entstehung der oben genannten Geländeformen und der Wasseraktivität aufgedeckt.

Ein Farbbild des Mars, aufgenommen vom Orbiter Tianwen-1. Bildquelle: China National Space Administration

Durch die Untersuchung der von der Kamera auf Zhurong aufgenommenen Bilddaten der Spurrillen des Marsrovers konnte mein Land mechanische Parameter wie Bodenkohäsion und Tragfähigkeit im Landebereich ermitteln und so die physikalischen Eigenschaften der Oberfläche des Landebereichs aufdecken. Durch die Untersuchung der vom Dualfrequenz-Vollpolarisationsradar des Marsrovers erfassten Informationen zur unterirdischen Schichtung des Landegebiets entdeckte mein Land zwei Gruppen von Sedimentabfolgen, die sich unter der mehrere Meter dicken Sand- und Staubschicht auf der Marsoberfläche in einer Tiefe von etwa 30 bzw. 80 Metern nach oben verjüngen. Dadurch werden Veränderungen der Marsoberfläche und geologische Prozesse sichtbar, die mit mehreren Perioden der Wasseraktivität der letzten drei Milliarden Jahre in Zusammenhang stehen.

Durch eine umfassende Analyse der von der Navigations-Geländekamera des Marsrovers, dem Mars-Oberflächenzusammensetzungsdetektor und dem Mars-Wetterinstrument erhaltenen Daten hat mein Land im Patrouillengebiet Hinweise auf Salzwasseraktivität und moderne Wasserdampfzirkulation entdeckt, die etwa 760 Millionen Jahre zurückreichen.

Die oben genannten Originalergebnisse wurden in maßgeblichen wissenschaftlichen Zeitschriften im In- und Ausland veröffentlicht, beispielsweise in Nature, Nature Astronomy, Nature Geoscience, Science Advances und National Science Review.

Am 24. April 2023 veröffentlichten die Nationale Raumfahrtbehörde und die Chinesische Akademie der Wissenschaften gemeinsam Chinas erste globale Bildkarte des Mars mit einer räumlichen Auflösung von 76 Metern. Es bietet eine qualitativ bessere Basiskarte für Marserkundungsprojekte und die wissenschaftliche Marsforschung. Dies ist ein globales Farbbild des Mars, das vom Bodenanwendungssystem nach der Verarbeitung von 14.757 von der Mittelauflösungskamera des Orbiters erfassten Bilddaten erstellt wurde. Das wissenschaftliche Forschungsteam konnte damit eine große Anzahl geografischer Objekte in der Nähe der Landestelle identifizieren. Gemäß den einschlägigen Regeln hat die Internationale Astronomische Union 22 der geografischen Einheiten nach Chinas berühmten historischen und kulturellen Dörfern und Städten mit weniger als 100.000 Einwohnern benannt, wie etwa Xibaipo, Yangliuqing und Zhouzhuang. Das größte Highlight dieser globalen Karte des Mars ist ihre hohe Auflösung und die naturgetreuen Farben.

Verbreitungskarte von 22 geografischen Einheiten, die von der Internationalen Astronomischen Union benannt wurden. Bildquelle: China National Space Administration

Kürzlich entdeckte ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Professor Xiao Long von der School of Earth Sciences der China University of Geosciences (Wuhan) durch eine umfassende Analyse wissenschaftlicher Daten, die mit der Multispektralkamera auf dem Mars Zhurong gewonnen wurden, erstmals petrologische Belege für marine Sedimentgesteine ​​auf der Oberfläche des Mars. Diese belegen, dass im nördlichen Teil des Mars einst ein Ozean existierte. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in der umfassenden Fachzeitschrift „National Science Review“ unter dem Titel „Evidence of Marine Sedimentary Rocks in Utopia Planitia: Observations of the Vulcan Mars Rover“ veröffentlicht.

Am 6. Juli 2023 wurden Zhurongs neue Entdeckungen auf dem Mars online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. Auf Grundlage der Beobachtungsdaten von Zhurong entdeckte ein internationales Forschungsteam unter Leitung chinesischer Forscher im Landegebiet von Zhurong Sedimentabfolgen, die Hinweise auf Veränderungen im urzeitlichen Windfeld auf dem Mars liefern. Dies bestätigt, dass Wind- und Sandaktivitäten die Veränderungen in der urzeitlichen Umwelt des Mars im Zusammenhang mit den Veränderungen der Marsrotationsachse und der Eiszeit aufgezeichnet haben.

Zhurong wird getestet

Nach der Landung auf dem Mars wurde der Marsrover Zhurong zahlreichen Tests unterzogen. Nach Abschluss einer 90-tägigen Patrouillen- und Erkundungsmission auf dem Mars hat der Marsrover Zhurong die Phase der Sonnenfinsternis hinter sich gelassen. Aufgrund instabiler Kommunikation zwischen dem Rover und der Erde stellte der Rover die wissenschaftlichen Arbeiten während der Sonnenfinsternis ein.

Nach dem Ende der Sonnenfinsternis führte die „im Sonderdienst stehende“ Zhurong weiterhin ausgedehnte Patrouillen- und Erkundungsmissionen durch und sammelte dabei topografische Bilder des Patrouillengebiets, Informationen zum Magnetfeld der Fahrstrecke und zur Profilstruktur des Untergrunds, Informationen zur Zusammensetzung typischer Landschaftsformen wie Felsen und Sanddünen sowie wissenschaftliche Daten aus erster Hand wie Temperatur, Luftdruck, Windrichtung und meteorologische Windgeschwindigkeit, um nach Hinweisen auf das Geheimnis der Entstehung und Entwicklung des Mars zu suchen.

Im Mai 2022 trat im Patrouillengebiet des Marsrovers Zhurong der Winter ein. Messungen zufolge ist die lokale Höchsttemperatur am Mittag auf dem Marsrover auf -20 °C gesunken, die Umgebungstemperatur in der Nacht ist unter -100 °C gefallen. Darüber hinaus wird die Lichtintensität durch das Sandsturmwetter weiter abgeschwächt, was die Stromerzeugungskapazität der Solarmodule des Marsrovers beeinträchtigt. Zu diesem Zweck wurde durch Maßnahmen wie das Drehen von Solarmodulen zur Anpassung des Lichtwinkels und die Reduzierung der täglichen Arbeitsschritte und deren Dauer ein Energiegleichgewicht erreicht.

Marssanddünen, fotografiert vom Marsrover Zhurong. Bildquelle: China National Space Administration

Um mit der durch Sandstürme und die extrem niedrigen Umgebungstemperaturen im Winter verringerten Stromerzeugungskapazität der Solarmodule zurechtzukommen, wechselte der Marsrover Zhurong am 18. Mai 2022 gemäß Konstruktionsplan und Flugsteuerungsstrategie in den Ruhezustand. Um den Marswinter, Sandstürme und andere extreme Wetterbedingungen sicher zu überstehen, hat Zhurong Arbeitsmodi wie den autonomen Winterschlaf entwickelt. Wenn der Energiepegel auf ein bestimmtes Niveau abfällt, wechselt es automatisch in den Ruhemodus und nimmt den normalen Arbeitsmodus wieder auf, wenn sich die Umgebungsbedingungen allmählich verbessern. Während dieser Zeit führte der Orbiter weiterhin Fernerkundungsmessungen durch. Bis zu seinem Ruhezustand war der Marsrover Zhurong 358 Marstage im Einsatz und hat dabei insgesamt 1.921 Meter zurückgelegt.

Ursprünglich war das Erwachen des Zhurong für Ende 2022 geplant, aber er ist bisher nicht erwacht. Zhang Rongqiao, Chefdesigner des Planetenerkundungsprojekts meines Landes, glaubt, dass der wahrscheinlichste Grund für das Scheitern des autonomen Aufwachens die unvorhersehbare Staubansammlung auf dem Mars ist, die die Stromerzeugungskapazität des Rovers verringert hat und daher nicht ausreicht, um ihn aufzuwecken. Für das automatische Erwachen von Zhurong müssen zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein: Erstens muss die Temperatur in der Kabine über -15 °C liegen; Zweitens muss die Stromerzeugung durch die Solarmodule den Mindeststromverbrauch des Rovers an diesem Tag decken. Daher besteht für Zhurong die beste Chance, aufzuwachen, während des Marssommers. Wenn der Sommer noch nicht erwacht ist, gibt es keine Chance. Tatsächlich spielt es keine Rolle, ob Zhurong aufwacht oder nicht, da es seine geplante Mission erfüllt hat. Aber wir hoffen immer noch, dass Zhurong im Sommer aufwachen und neue Erfolge erzielen kann.

Zhurongs Streckenkarte. Bildquelle: Beijing Aerospace Flight Control Center

Planung und Produktion

Quelle: China National Astronomical Service

Autor: Pang Zhihao, wissenschaftlicher Chefkommunikator von National Space Exploration Technology, Mitglied des Redaktionsausschusses des Space Exploration Magazine und Mitglied des Redaktionsausschusses des China National Astronomy Magazine

Herausgeber: Cui Yinghao

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