Von der Mission Perseverance abgeworfene Teile haben den Marsboden versehentlich in ein Experimentiergelände verwandelt.
Bei der Ankunft von Perseverance auf dem Mars im Jahr 2021 ließ das Fahrzeug mehrere nicht mehr benötigte Teile zurück. Zwei Wolframgewichte mit einem Gewicht von jeweils 77 kg dienten unter anderem dazu, das Fahrzeug während seiner Reise auszubalancieren. Auch Fragmente der Marschflugstufe stürzten ab. Beim Aufprall auf den Mars mit mehreren Kilometern pro Sekunde gruben diese Trümmer fünf kleine Krater.
Künstlerische Darstellung der Entfaltung des Überschallfallschirms von Perseverance während des Abstiegs durch die Marsatmosphäre.
Quelle: NASA/JPL-Caltech
Diese Einschläge bieten Forschenden eine seltene Gelegenheit. Wenn ein Meteorit einen Krater gräbt, sind seine Masse, Geschwindigkeit und Flugbahn meist nur ungenau bekannt. In diesem Fall verfügten die Wissenschaftler über Informationen zu dem zum Mars geschickten Material. Dadurch konnten sie die erwarteten Einschläge genauer mit den tatsächlich am Boden hinterlassenen Spuren vergleichen.
Die Forschenden entdeckten die Krater anhand von Aufnahmen aus der Marsumlaufbahn. Sie befinden sich nordwestlich des Jezero-Kraters, den Perseverance erkundet.
Zwei von den Wolframgewichten erzeugte Krater dienten dazu, die Widerstandsfähigkeit des Geländes zu testen. Die Forschenden simulierten die Kollisionen am Computer. Ihre Berechnungen stimmen mit den beobachteten Kratern überein, wenn der Boden eine Kohäsion von etwa 7 kPa aufweist, mit einer Unsicherheit von 1,5 kPa. Dieser Wert entspricht einem wenig verfestigten Material.
Einschlagstellen der von der Sonde Mars 2020 während der Landung des Rovers Perseverance abgeworfenen Ballastblöcke. Die Abbildungen zeigen die Region des Jezero-Kraters, die Beschaffenheit des Bodens, die erwarteten Aufschlagzonen sowie Nahaufnahmen der Einschlagkrater.
Bild: NASA/JPL/University of Arizona.
Eine Überraschung zeigt sich, wenn die üblichen Methoden zur Vorhersage der Kratergröße verwendet werden. Unter diesen besonderen Bedingungen liefern sie Durchmesser, die bis zu etwa zehnmal zu groß sind. Die Projektile waren sehr dicht und trafen in einem flachen Winkel auf. Daher drangen sie tief in den Boden ein, was die häufig verwendeten Beziehungen nur unzureichend beschreiben.
Mit anderen Worten: Die Größe eines Kraters hängt nicht nur von der aufgenommenen Energie ab. Auch die Beschaffenheit des Projektils und sein Auftreffwinkel spielen eine wichtige Rolle. Dieser Unterschied kann die Einschätzung der Widerstandsfähigkeit des Geländes verfälschen, wenn man direkt eine Formel anwendet, die unter anderen Bedingungen entwickelt wurde.
Diese Trümmer könnten nun Ideen für künftige Missionen liefern. Die Autoren schlagen vor, bestimmte von Raumfahrzeugen abgeworfene Teile gezielt als wissenschaftliche Projektile zu verwenden. Bei bekannter Flugbahn und Masse könnten die entstehenden Krater dazu dienen, die oberen Meter des Bodens auf dem Mars oder auf anderen Himmelskörpern zu untersuchen.