Software-Upgrade für den 19 Jahre alten Wasserspäher vom Mars

Mars Express war die erste Mission der ESA zum Roten Planeten. Die Raumsonde wurde vor 19 Jahren, am 2. Juni 2003, auf die Reise geschickt und hat fast zwei Jahrzehnte mit der Erforschung des Nachbarn der Erde verbracht und unser Verständnis der Geschichte, Gegenwart und Zukunft des Mars revolutioniert.

MARSIS – Wasser auf dem Roten Planeten

Das Instrument Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) auf Mars Express spielte eine entscheidende Rolle bei der Suche und Entdeckung von Anzeichen für flüssiges Wasser auf dem Mars, einschließlich eines mutmaßlichen 20 mal 30 km großen Sees mit Salzwasser unter einer 1,5 km dicken Eisschicht in der südlichen Polarregion.

MARSIS wird vom italienischen Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) mit finanzieller Unterstützung der italienischen Raumfahrtbehörde (ASI) betrieben und sendet mit seiner 40 Meter langen Antenne niederfrequente Radiowellen auf den Planeten.

Die meisten dieser Wellen werden von der Oberfläche des Planeten zurückgeworfen, aber ein erheblicher Teil durchdringt die Kruste und wird an den Übergängen zwischen den verschiedenen Materialschichten unter der Oberfläche, einschließlich Eis, Boden, Gestein und Wasser, zurückgestrahlt.

Durch die Untersuchung der zurückgeworfenen Signale können die Wissenschaftler*innen die Struktur unter der Oberfläche des Roten Planeten bis in eine Tiefe von einigen Kilometern abbilden und so unter anderem die Dicke und Zusammensetzung der polaren Eiskappen sowie die Eigenschaften der vulkanischen und sedimentären Gesteinsschichten untersuchen.

Von Windows 98 bis Mars 2022

„Nach jahrzehntelanger erfolgreicher Wissenschaft und einem umfassenden Verständnis des Planeten Mars wollten wir die Leistung des Instruments über einige der Einschränkungen hinaus erweitern, die zu Beginn der Mission erforderlich waren“, sagt Andrea Cicchetti, MARSIS Deputy PI und Operation Manager bei INAF, der federführend an der Entwicklung des Upgrades beteiligt war.

„Wir standen vor einer Reihe von Herausforderungen, um die Leistung von MARSIS zu verbessern“, sagt Carlo Nenna, MARSIS On-Board Software Engineer bei Enginium, der das Upgrade durchführt. „Nicht zuletzt, weil die MARSIS-Software schon vor über 20 Jahren mit einer Entwicklungsumgebung auf der Basis von Microsoft Windows 98 entwickelt wurde!“

Die neue Software wurde gemeinsam vom INAF-Team und Carlo Nenna entwickelt und wird nun von der ESA auf Mars Express implementiert. Sie umfasst eine Reihe von Upgrades zur Verbesserung des Signalempfangs und der Datenverarbeitung an Bord, damit mehr und hochwertigere wissenschaftliche Daten zur Erde gesendet werden können.

„Für die Untersuchung der wichtigsten Merkmale des Mars und seines Mondes Phobos waren wir bisher auf eine komplexe Technik angewiesen, die viele hochauflösende Daten speicherte und den Bordspeicher des Instruments sehr schnell füllte“, sagt Andrea Cichetti.

„Da die neue Software Daten verwirft, die wir nicht benötigen, kann MARSIS fünfmal so lange eingeschaltet bleiben und wir können bei jedem Überflug ein viel größeres Gebiet erkunden.“

„In der Nähe des Südpols auf dem Mars gibt es viele Regionen, in denen wir bereits in Daten mit geringerer Auflösung Anzeichen für flüssiges Wasser gesehen haben“, fügt der ESA-Wissenschaftler für Mars Express Colin Wilson hinzu.

„Mit der neuen Software können wir diese Regionen schneller und umfassender in hoher Auflösung untersuchen und feststellen, ob sie neue Wasserquellen auf dem Mars beherbergen. Es ist fast so, als hätte man beinahe 20 Jahre nach dem Start von Mars Express ein brandneues Instrument an Bord.“

Das Arbeitspferd vom Mars

Mars Express ist so alt, dass er an vielen Orten auf der Erde wahlberechtigt wäre, und liefert weiterhin erstaunliche wissenschaftliche Erkenntnisse, während es gleichzeitig eine der kostengünstigsten Missionen der ESA ist.

„Mars Express und MARSIS sind immer noch sehr aktiv“, sagt James Godfrey, Spacecraft Operations Manager für Mars Express im ESA-Missionskontrollzentrum ESOC in Darmstadt. „Das Team hat bei der Entwicklung der neuen Software großartige Arbeit geleistet. Es hat die Leistungsfähigkeit maximiert und gleichzeitig die Updates so klein wie möglich gehalten, damit wir auch weiterhin das Beste aus diesem altgedienten Satelliten herausholen können.“

Im Mars Express Blog erfahren Sie mehr über weitere wissenschaftliche und operative Aufgaben von Mars Express.

MARSIS wurde von der Universität Rom, Italien, in Zusammenarbeit mit dem Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, entwickelt.

Das INAF-Team möchte sich für die Unterstützung durch die italienische Raumfahrtbehörde (ASI) im Rahmen des Vertrags ASI-INAF 2019-21-HH.0 bedanken.