29. September 2020
Mission Mars Express

Die To­po­gra­phie des Kra­ters Je­ze­ro – Lan­des­tel­le der NA­SA-Missi­on Mars 2020

Blick auf den Marskrater Jezero
Blick auf den Mar­s­kra­ter Je­ze­ro
Bild 1/2, Credit: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Blick auf den Marskrater Jezero

Die­se Kar­te des Kra­ters Je­ze­ro auf dem Mars wur­de aus ver­schie­de­nen Ste­reo­auf­nah­men der vom DLR be­trie­be­nen Ka­me­ra HR­SC (High Re­so­lu­ti­on Ste­reo Ca­me­ra) be­rech­net. Sie ist das bis­lang ge­naues­te Ober­flä­chen­mo­dell des ge­sam­ten Ein­schlags­kra­ters. Je­ze­ro be­her­berg­te einst ei­nen See, was ihn zu ei­nem per­fek­ten Ziel für die Su­che nach mög­li­chem frü­he­rem Le­ben auf dem Mars macht.
Mars-2020-Ziel Krater Jezero
Mars-2020-Ziel Kra­ter Je­ze­ro
Bild 2/2, Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL

Mars-2020-Ziel Krater Jezero

Die­ses Bild zeigt den Nord­wes­ten des Kra­ters Je­ze­ro, dem Lan­de­platz für die Mars 2020-Missi­on der NA­SA. Die Bild­da­ten wur­den mit dem Mars Re­con­naissance Or­bi­ter (MRO) der NA­SA auf­ge­nom­men. Vor Mil­li­ar­den von Jah­ren ero­dier­ten Flüs­se Tä­ler in die Mar­so­ber­flä­che, die häu­fig in Kra­ter mün­de­ten, wie in die­ser Re­gi­on ein Fluss im Ne­ret­va Val­lis, der den Kra­ter­rand von Je­ze­ro durch­bro­chen und sei­ne mit­ge­führ­ten Se­di­men­te dort in Form ei­nes Fluss­del­tas ab­ge­la­gert hat. Die Un­ter­su­chung von Spek­t­ral­da­ten aus der Um­lauf­bahn zeigt, dass ei­ni­ge die­ser Se­di­men­te Mi­ne­ra­li­en ent­hal­ten, die auf ei­ne che­mi­sche Ver­än­de­rung durch Was­ser hin­wei­sen. Hier im Del­ta des Je­ze­ro-Kra­ters ent­hal­ten die Se­di­men­te Ton­mi­ne­ra­le und Kar­bo­na­te: Grü­ne Farb­tö­ne deu­ten auf Ma­gne­si­um­kar­bo­nat (Kie­se­rit) hin, blaue Tö­ne auf Ton­mi­ne­ra­le mit ho­hem Ei­sen- und Ma­gne­si­u­man­teil, und braun­ro­te Tö­ne auf das Ei­sen-Ma­gne­si­um-Mi­ne­ral Oli­vin. Das Bild kom­bi­niert In­for­ma­tio­nen des Com­pact Re­con­naissance Ima­ging Spec­tro­me­ter für Mars (CRISM) und der Con­text Ca­me­ra (CTX) auf MRO.
  • Bisher genauestes Oberflächenmodell des Kraters Jezero, Landestelle für den NASA-Rover Perseverance, aus Daten der DLR-Kamera HRSC berechnet.
  • Der 3,9 Milliarden Jahre alte Krater Jezero beherbergte einst einen See, der von Zuflüssen aus großen regionalen Wassereinzugsgebieten gespeist wurde und an deren Mündung sich zwei Deltas im See gebildet haben.
  • Die hochauflösende Stereokamera HRSC an Bord der ESA-Raumsonde Mars Express umrundet den Mars bereits seit 2004.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Planetenforschung, Mars

Die NASA-Mission Mars 2020 ist seit zwei Monaten auf dem Weg zum Mars. An Bord der Raumsonde befindet sich der Rover „Perseverance“ (Beharrlichkeit). Das fast eine Tonne schwere Fahrzeug soll am 18. Februar 2021 im Krater Jezero landen und diesen auf Spuren früheren mikrobiellen Lebens untersuchen. Jezero wurde aus guten wissenschaftlichen Gründen ausgewählt. In dem Krater gibt es zwei alte Flussdeltas, in deren Ablagerungen zahlreiche wasserhaltige Minerale entdeckt wurden: ein Beweis dafür, dass dort Wasser in flüssigem Zustand für sehr lange Zeit vorhanden gewesen sein muss. Sowohl für die Landestellenauswahl im Vorfeld als auch für die Planung der Erkundung vor Ort sind präzise Karten, die die geographischen Begebenheiten zeigen, essentiell. Aus verschiedenen Stereoaufnahmen der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen Kamera HRSC wurde nun eine topographische Karte berechnet, die das bislang genaueste Oberflächenmodell des gesamten Kraters darstellt.

Wasser – die wichtigste Voraussetzung für Leben

Der Krater Jezero entstand im Zeitalter „Noachium“, sozusagen dem 'Mars-Altertum', etwa 3,9 Milliarden Jahren vor unserer Zeit. Die Landestelle (oder Landeellipse) des Rovers Perseverance ist mit „Mars 2020 LS“ (LS: landing site) markiert. Jezero beherbergte einst einen See, der von Zuflüssen aus großen regionalen Wassereinzugsgebieten gespeist wurde und an deren Mündung sich zwei Deltas im See gebildet haben. Das größere und deutlicher ausgebildete Delta ist auf der Karte mit einer gestrichelten Ellipse umrissen. Die beiden ehemaligen Zuflusstäler Neretva Vallis und Sava Vallis sind im westlichen und nordwestlichen Teil des Kraters zu erkennen. Ein Ausflusstal (Pliva Vallis) durchbricht den Kraterrand im Osten.

Mit einer Höhenlage von etwa minus 2700 Metern am Kraterboden liegt Jezero quasi unterhalb eines gedachten Meeresspiegels auf dem Mars. Genaugenommen wird als Bezugsniveau auf dem Mars eine Linie gleicher Anziehungskraft genutzt, das sogenannte Areoid, das auch für die hier dargestellte Karte Verwendung fand. Aus den Höhenangaben von Kraterrand, Kraterboden, Flusstalprofil und Deltaoberkante lässt sich auch eine mögliche Tiefe des Kratersees ableiten, die bei Jezero mindestens 250 Meter betragen haben dürfte. Ganz genau kann man das heute nicht mehr abschätzen, da die Deltas nach Ende der Wasseraktivität vor etwa 3,8 Milliarden Jahren stark erodiert worden sind. Außerdem wurde der Krater etwa 300 Millionen Jahre später von mächtigen Lavaströmen der nahegelegenen Vulkanregion Syrtis Major verfüllt.

Die topographische Karte zeigt deutlich, dass der nördliche Teil des Kraterbodens schräg abfallend und der Kraterrand weniger deutlich ausgeprägt sind, als der ebene, südliche Kraterboden und die steileren Südflanken. Grund dafür ist, dass Material im Einzugsgebiet nördlich des Kraters abgetragen, in das Kraterinnere verfrachtet und in den Deltas als Sedimente abgelagert wurde. Auch die Erosion des nördlichen Kraterrandes durch die drei ihn durchbrechenden Flusstäler spielte bei der Bildung der asymmetrischen Topographie Jezeros eine Rolle.

Wasserhaltige Tonminerale, aber vor allem die Karbonate, die im westlichen Delta in vergleichsweise großen Mengen gefunden wurden, bergen ein besonders hohes Potential mögliche Biosignaturen, also Spuren mikrobiellen Lebens, konservieren zu können. Das frühere Vorhandensein von Wasser und die mächtigen Karbonatablagerungen machen Jezero zu einem perfekten Ziel für die Suche nach möglichem ehemaligem Leben auf dem Mars.

Von Aufnahmedaten über ein Bildmosaik zur topographischen Karte

Die hier gezeigte Karte wurde aus einem Bildmosaik errechnet, das aus einzelnen Aufnahmen der High Resolution Stereo Camera (HRSC) an Bord der ESA-Mission Mars Express zusammengefügt wurde. Das hier zugrunde liegende Farbmosaik wurde aus zwei Aufnahmestreifen erstellt, die während der Orbits 5252 und 5270 aufgenommen wurden. Die Karte deckt bei etwa 18 Grad nördlicher Breite und 77 Grad östlicher Länge ein Gebiet von 6400 Quadratkilometern ab. Der Krater Jezero nimmt darin eine Fläche von etwa 2000 Quadratkilometern ein, das ist knapp die vierfache Fläche des Bodensees.

Die farbkodierte topographische Karte beruht auf einem digitalen Geländemodell (DTM) der Region, von dem sich die Topographie der Landschaft ableiten lässt. Der Referenzkörper für das HRSC-DTM ist die oben beschriebene Äquipotentialfläche des Mars, das Areoid (von Ares, griechisch für Mars – auf der Erde ist diese Bezugsfläche der Meeresspiegel und wird entsprechend Geoid genannt). Die Kamera HRSC auf Mars Express wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betrieben. Die systematische Prozessierung der Kameradaten erfolgte am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten daraus die hier gezeigte Karte.

Das HRSC-Experiment auf Mars Express

Die High Resolution Stereo Kamera wurde am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und in Kooperation mit industriellen Partnern gebaut (EADS Astrium, Lewicki Microelectronic GmbH und Jena-Optronik GmbH). Das Wissenschaftsteam unter Leitung des Principal Investigators (PI) Prof. Dr. Ralf Jaumann besteht aus 50 Co-Investigatoren, die aus 35 Institutionen und elf Nationen stammen. Die Kamera wird vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof betrieben, wo auch die systematische Prozessierung der Kameradaten erfolgt. Mitarbeiter der Fachrichtung Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin erstellten daraus die hier gezeigten Bildprodukte.

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  • Dr. Daniela Tirsch
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