Welche Risikomanagementoptionen stehen Mars-Orbitern und -Rovern zur Verfügung, um die Gefahr eines Aufpralls mit Trümmern des Siding-Spring-Kometen zu mindern?

Laut Rich Zurek, Chefwissenschaftler des Mars Exploration Program am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, Pasadena, CA, dessen Aussage in der jüngsten Pressemitteilung der NASA mit dem Titel NASA Preparing for 2014 Comet Watch at Mars (28. Januar 2014) zitiert wurde:

Unsere Pläne für den Einsatz von Raumfahrzeugen auf dem Mars zur Beobachtung des Kometen Siding Spring werden mit Plänen darüber koordiniert, wie sich die Orbiter ducken und abdecken werden, wenn dies erforderlich ist.

Und Soren Madsen vom JPL, Chefingenieur des Mars Exploration Program, fügt hinzu:

Es ist noch viel zu früh, um zu wissen, wie stark Siding Spring für unsere Orbiter sein wird. Es könnte so oder so gehen. Es könnte eine große Sache sein oder es könnte nichts sein – oder irgendetwas dazwischen. Wie aktiv wird Siding Spring im April und Mai sein? Wir werden das beobachten, aber wenn der rote Alarm im Mai ertönt, wäre es zu spät, um mit der Planung der Reaktion zu beginnen. Deshalb tun wir, was wir gerade tun.

Daher nimmt die NASA die potenzielle Bedrohung, die der Komet C/2013 A1 Siding Spring für Mars-Orbiter darstellen könnte, ernst und behält sie genau im Auge. Gleichzeitig weist die erwähnte Pressemitteilung die Möglichkeit zurück, dass die Kometentrümmer ein Risiko für zwei Mars-Rover der NASA darstellen könnten, die auf der Oberfläche aktiv sind, und sagt, dass die Marsatmosphäre zwar dünn, aber „dicht genug ist, um Staub vom Kometen fernzuhalten nicht zur Gefahr werden" .

Für die drei Orbiter, die sich derzeit in der Marsumlaufbahn befinden ( Mars Reconnaissance Orbiter , Mars Odyssey und Mars Express ) und zwei auf dem Weg ( MAVEN und Mars Orbiter Mission ), die vor dem Vorbeiflug des Kometen Siding Spring dort sein werden, könnte die Bedrohung jedoch bedeutender sein:

Zwei Schlüsselstrategien zur Verringerung des Risikos bestehen darin, Orbiter in den Minuten des höchsten Risikos hinter den Mars zu bringen und Orbiter so auszurichten, dass sich die am stärksten gefährdeten Teile nicht in der Schusslinie befinden.

Orbiter werden unter Berücksichtigung des Risikos von Weltraumstaubkollisionen entwickelt. Die meisten solcher Kollisionen beschädigen eine Mission nicht. Designfaktoren wie Abdeckung und geschützte Platzierung von gefährdeten Komponenten helfen dabei. Über einen Zeitraum von fünf Jahren für einen Mars-Orbiter rechnet die NASA mit einer Wahrscheinlichkeit von wenigen Prozent, dass ein Raumfahrzeug durch die Hintergrundbelastung durch solche Partikel, sogenannte Meteoroiden, erheblich beschädigt wird. Ob das Siding Spring-Level so viel Gefahr – oder vielleicht mehr als das Zehnfache – in ein paar Stunden packt, hängt davon ab, wie aktiv es wird.

Ein Teil der Risikomanagementstrategie besteht auch darin, die erforderlichen Manöver so schnell wie möglich zu bewerten, um für solche Bahnanpassungen weniger Treibstoff zu verbrauchen. Das wird von der Reaktion des Kometen auf das Überqueren der Schneegrenze des Sonnensystems in einer Entfernung von etwa 3-4 AE zur Sonne abhängen, was im April bis Mai 2014 geschehen wird:

Diese Grafik zeigt die Umlaufbahn des Kometen C/2013 A1 Siding Spring, wie er im Jahr 2014 um die Sonne schwingt. Am 19. Oktober wird der Komet den Mars sehr nahe passieren, nur 86.000 Meilen (138.000 Kilometer) vom Planeten entfernt. Obwohl der Kern den Planeten verfehlen wird, könnte die Koma des Kometen aus Staubpartikeln den Roten Planeten einhüllen.

Da haben wir es also. Die NASA hält die Bedrohung für ihre Mars-Orbiter durch den Kometen C/2013 A1 Siding Spring für so bedeutsam, dass sie damit begonnen hat, Verfahren zur Risikominderung für den Vorbeiflug des Kometen im Oktober 2014 vorzubereiten, wenn der Komet viel näher am Mars vorbeischießt als der Mond der Erde, aber es geht davon aus, dass es für seine beiden Rover auf der Marsoberfläche kein Risiko darstellen wird.

Die tatsächlichen Verfahren, die die NASA durchführen wird, hängen natürlich von der Risikobewertung ab und davon, wie früh dies festgestellt werden kann (frühestens wenn der Komet die Schneegrenze des Sonnensystems irgendwo im April bis Mai 2014 überquert), und sie planen, wachsam zu bleiben Auge darauf, wie sich der Komet verhält und wie viel Staub er freisetzt, wenn er sich dem Mars nähert. Die neuesten NEOWISE-Bilder zeigen jedoch, dass es ein ziemlich staubiger Kerl ist:

Die NEOWISE-Mission der NASA hat Bilder des Kometen C/2013 A1 Siding Spring aufgenommen, der am 19. Oktober 2014 knapp am Mars vorbeiziehen soll. Die Infrarotbilder zeigen einen aktiven und sehr staubigen Kometen, obwohl er etwa 355 Millionen groß war Meilen (571 Millionen Kilometer) von der Sonne entfernt am 16. Januar 2014, als dieses Bild aufgenommen wurde.

Quellen:

• NASA JPL-Pressemitteilung: NASA bereitet Comet Watch 2014 auf dem Mars vor
• NASA JPL Weltraumbilder: NEOWISE Spies Comet C/2013 A1 Siding Spring
• NASA Mars Exploration Program: Comets: Siding Spring
• NASA Mars Exploration Program: Multimedia: Comet Siding Spring C/2013 A1

Update (15. August 2014): CIOC (Coordinated Investigations Of Comets) veranstaltete am 11. August 2014 einen Workshop mit dem Titel Comet Siding Spring and Its Close Approach to Mars: Observer's Workshop , und alle vier Sitzungen wurden live per LiveStream übertragen . Während der Sitzung 1: Bühnenbild; Spacecraft Observations , etwa 34 Minuten nach Beginn des aufgezeichneten Videos, präsentierte Tony Farnham (University of Maryland, College Park, Maryland) einen detaillierten Comet Siding Spring C/2013 A1 Hazard Overview und teilte diese Folie:

Mit anderen Worten, es wurde festgestellt, dass der Komet keine große Gefahr für Orbiter um den Mars und keine für Rover mit schwacher Marsatmosphäre darstellt, die ihnen immer noch ausreichend Schutz vor potenziellem Kometenstaub und Trümmern bieten, die in die Atmosphäre gelangen. Orbiter werden immer noch einige einfache Risikomanagementoptionen nutzen, die ihnen als Vorsichtsmaßnahme zur Verfügung stehen, insbesondere werden sie ihre Umlaufbahnen so einstellen, dass sie sich auf der gegenüberliegenden Seite des Mars befinden, wenn der Planet vor seiner Umlaufbahn in die Staubspur des Kometen eintritt, was den Orbitern zusätzlichen Schutz verschafft ungefähr 30 bis 40 Minuten lang während der Zeit, in der die Gefahr als am größten eingeschätzt wird (Aufprall mit Staub und Schutt und zerstörerische elektrostatische Entladung, wenn sie sich durch Staub- und Gaswolken mit höherer Dichte bewegen, die potenziell Ladung als Plasma tragen oder eine Entladung erzeugen können Pfad für Orbiter

Als zusätzliche Anmerkung erwähnte Tony Farnham, dass MAVEN als zusätzliche Vorsichtsmaßnahme auch seine Hochspannungsinstrumente abschalten könnte, war sich in diesem Punkt aber vorerst nicht sicher. Ich werde aktualisieren, wenn und wenn ich es bestätigen kann.

Weitere aktuelle Informationen über die Annäherung des Kometen an den Mars werden auf den Seiten des CIOC Comet Siding Spring verfügbar sein . Sehen Sie sich auch den Rest der aufgezeichneten Workshop-Videos an, um alles zu erfahren, was wir derzeit über Comet Siding Spring C/2013 A1, vergangene und geplante Beobachtungen wissen, einschließlich der Hardware, die wir derzeit haben (und haben werden, MAVEN ist zum Zeitpunkt des dieses Update mit einem geplanten Einfügungsdatum in die Umlaufbahn am 22. September 2014) auf und um den Mars. Mehr dazu ist auch in der Pressemitteilung der NASA vom 25. Juli 2014 zu Mars Spacecraft Manoeuvres to Prepare for Close Comet Flyby zu lesen .

Der Curiosity Rover deckt eine Fläche von etwas weniger als 8 m² ab. Spirit und Opportunity nehmen jeweils nur etwa 4 m² ein. Der gesamte Mars hat eine Fläche von 144.798.500 km². oder 144.798.500.000.000 m².

Wenn Sie sich einen Asteroiden als einen Punkteinschlag vorstellen, der nur die genaue Position beeinflusst, an der er landet, und Sie davon ausgehen, dass jeder Asteroid mit gleicher Wahrscheinlichkeit überall auf dem Mars einschlagen kann, beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass jeder Asteroid einen der Rover trifft, eins zu 18 Billion.

Das heißt, selbst wenn Millionen kleiner Asteroiden auf dem Mars niedergehen, ist es immer noch sehr unwahrscheinlich, dass einer die Rover trifft.

Es besteht jedoch die Gefahr, dass ein größerer Einschlag aufgrund der vom Einschlagskrater weggeschleuderten Stoßwelle und Auswurfschäden in einem viel größeren Bereich Schaden anrichtet. Ein Einschlagsereignis wie das des Victoria-Kraters wäre definitiv eine Gefahr für jeden Rover in der Nähe. Aber solche großen Auswirkungen sind eher die Ausnahme als die Regel. Und selbst wenn sie auftreten, wäre die Zerstörung nur lokal.