Mars Express-Team ist bereit für NASA Phoenix-Landung
Schützenhilfe aus Europa: Mars Express unterstützt die Landeoperation der NASA-Raumsonde Phoenix auf dem Roten Planeten. Die Missionskontrolleure der ESA sind für das große Ereignis am 26. Mai bestens gerüstet.
Das Mars Express - Missions- kontrollteam der ESA hat die Vorbereitungen zur Unterstützung der höchst schwierigen Eintritts-, Abstiegs- und Landephase der NASA-Marssonde Phoenix abgeschlossen. Am 25. Mai ist Europas Raumsonde Mars Express so positioniert, dass sie die vorgesehene Eintrittsflugbahn von Phoenix fest im Blick hat. Sie wird dann als Relaissatellit fungieren und den gesamten Datenstrom aufzeichnen, den der NASA-Lander beim Flug durch die Marsatmosphäre überträgt.
Die von Mars Express aufgezeichneten Daten sollen einerseits als Sicherheitsnetz für den Fall dienen, dass die im Marsorbit operierenden NASA-Sonden bei der Datenübertragung zur Erde ausfallen. Zum anderen ermöglichen die Daten einen Vergleich des ursprünglich vorgesehenen Abstiegsprofils mit dem tatsächlich erreichten Weg des Phoenix-Landers.
Die Landung auf dem Roten Planeten ist für den 26. Mai, 1.38 Uhr MESZ geplant (25. Mai, 23.38 Uhr UTC).
“Wir haben spezielle Programme für Bahn- und Lagemanöver von Mars Express erstellt und getestet. Unmittelbar nach der Landung von Phoenix ist eine Reihe von Datenübertragungen vorgesehen. Die NASA wird die von uns aufgezeichneten Daten mit einer Zeitverzögerung von etwa einer Stunde erhalten”, erläutert Michel Denis, der Mars Express Spacecraft Operations Manager beim Europäischen Satellitenkontrollzentrum ESOC der ESA in Darmstadt. Speziell für die Landung steht dem Mars Express-Team ein gesonderter Kontrollraum des ESOC zur Verfügung.
Mars Express ist mit einem speziellen System für die Kommunikation mit Sonden auf der Planetenoberfläche ausgestattet. Es trägt den Namen MELACOM – Mars Express Lander Communications. Das System war ursprünglich für den verloren gegangenen Lander Beagle 2 vorgesehen, kann aber nun zur Kommunikation mit Phoenix genutzt werden. Die Missionskontrolleure sorgen dafür, dass das MELACOM-System des ESA-Orbiters während der gesamten Eintritts-, Abstiegs- und Landephase (EDL-Phase = Entry Descent and Landing) immer auf Phoenix gerichtet bleibt. Um dies zu erreichen, muss Mars Express fast drei Mal schneller rotieren als ursprünglich vorgesehen. Die gesamte Prozedur wurde bereits erfolgreich durchgespielt. Und der Orbit von Mars Express wurde schon Ende 2007 so angepasst und optimiert, dass der ESA-Orbiter den Phoenix-Lander dauerhaft im Blick behalten kann.
„Anhand der Daten unseres MELACOM-Kommunikationssystems kann die NASA genau überprüfen, wie sich Phoenix beim Abstieg zur Marsoberfläche verhalten hat. Sie kann also unter anderem die Geschwindigkeit und Verzögerung des Landers beim Flug durch die Marsatmosphäre verifizieren“, erläutert Peter Schmitz, der stellvertretende Mars Express Spacecraft Operations Manager der ESA. Schmitz ist Leiter der Mars Express-Aktivitäten zur Unterstützung der Phoenix-Landung.
Die Datenaufzeichnung beginnt am 26. Mai um 1.21 Uhr MESZ und endet 26 Minuten später, um 1.47 Uhr MESZ (25. Mai, 23.21 23.47 Uhr UTC).
Die MELACOM-Daten werden zunächst an Bord von Mars Express gesammelt, zwischengespeichert und anschließend komplett zur Erde übertragen, wo sie von den Bodenstationen DSS-15 und DSS-25 des Deep Space-Netzwerks der NASA empfangen und zum ESOC weitergeleitet werden. Obwohl die Funksignale mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, benötigen sie für die Strecke Mars – Erde 15 Minuten und 20 Sekunden. Beim ESOC werden die aufgezeichneten Daten um 02.40 Uhr MESZ (0.40 Uhr UTC) eintreffen. Anschließend werden die Daten zur Sicherheit noch zwei Mal heruntergeladen, um mögliche Datenverluste auszuschließen.
Außerdem wird der ESA-Orbiter die voraussichtliche Landezone von Phoenix immer wieder überfliegen und dabei Daten empfangen, die der amerikanische Lander von der Oberfläche überträgt. Der erste Überflug beginnt am 26. Mai um 8.12 Uhr MESZ (6.12 Uhr UTC).
In der darauf folgenden Woche wird Mars Express den Phoenix 14 Mal mit dem MELACOM-System ins Visier nehmen. Bei mindestens einem Überflug soll noch einmal gezeigt werden, dass die NASA Europas Mars Express als Datenrelaisstation nutzen kann. Der ESA-Orbiter wird zu diesem Zweck probeweise Steuerbefehle zum Phoenix-Lander übermitteln und von der Marsoberfläche empfangene Phoenix-Daten zur Erde weiterleiten. Diese Relaisfunktion wurde bereits durch Datenkommunikation mit den amerikanischen Mars Exploration Rovers (MER) erprobt, die gegenwärtig die Oberfläche des Roten Planeten erkunden.
Und schließlich hat die ESA auf Bitten der Amerikaner auch ihre beiden Deep-Space-Antennenkomplexe in Cebreros (Spanien) und New Norcia (Australien) zur Verfügung gestellt. In Zusammenarbeit mit amerikanischen Bodenstationen vermessen die beiden 35-Meter-Ohren die Flugbahn des Phoenix, um sicher zu sein, dass der Lander beim Landeanflug präzise am vorgesehenen Punkt in die Marsatmosphäre eintaucht. Zur Anpeilung des Phoenix nutzen sie das so genannte Delta-DOR-Verfahren (Delta – Differential One-Way Range), eine ausgeklügelte interferometrische Vermessung der Flugbahn.
Damit kommen die auf den beiden ESA-Antennenstationen New Norcia und Cebreros installierten Delta-DOR-Geräte zum ersten Mal zur Unterstützung der NASA zum Einsatz.
