2001 Mars Odyssey
2001 Mars Odyssey (oder kurz Mars Odyssey) ist eine Raumsonde der NASA, die seit dem 24. Oktober 2001 den Mars umkreist und ihn erforscht. Ihr Start erfolgte am 7. April 2001 an Bord einer Delta-II-Trägerrakete. Die Mission wurde nach dem Ende der Primärmission 2004 immer wieder verlängert, nach einer Abschätzung 2015 hat der Orbiter voraussichtlich noch Treibstoff bis 2025. Der Orbiter diente wie die Marssonde MAVEN als Relaisstation zur Datenübertragung zwischen dem am 6. August 2012 gelandeten Rover Curiosity und dem Deep Space Network auf der Erde. Der Orbiter erreichte im April 2021 das 20. Jahr nach dem Start und ist damit die bisher langlebigste Marsmission. In dieser Zeit wurden über eine Million Bilder empfangen und 18.000 mal wurde die Sonde als Relaisstation genutzt.

Mission 
Nach ihrer Ankunft am Mars am 24. Oktober reduzierte die Sonde die Geschwindigkeit mit Hilfe eines Aerobraking-Manövers, um dadurch in einen Orbit um den Mars einzuschwenken. Dabei durchflog die Sonde mehrfach die obersten Atmosphärenschichten des Mars, um durch die entstehende Reibung abgebremst zu werden. Der so gesparte Treibstoff ermöglichte eine kleinere Trägerrakete.

Ziele 
Die Hauptphase der Mission begann im Februar 2002 und endete im August 2004. Das erste Mal in der Geschichte der Marsforschung wurde im Rahmen der Mission eine globale Karte der chemischen Elemente auf der Oberfläche erstellt. Ein Schwerpunkt der Mission lag dabei auf der Suche nach Wassereis. Zudem wurde die Strahlungsbelastung in niedrigen Marsorbits untersucht, um die Risiken zukünftiger bemannter Marsmissionen besser zu erforschen.

Da die Sonde sich in einem sehr guten Zustand befand, wurde die Mission immer wieder verlängert. Abhängig von den geplanten Aufgaben besitzt die Sonde genügend Treibstoff bis 2025.

Von Anfang an war vorgesehen, den Orbiter als Relaisstation zu verwenden. Dafür besitzt der Orbiter ein UHF-Kommunikationssystem mit dem die Signale der Rover empfangen und über das X-Band mit der Hochgewinnantenne zur Erde gesendet werden können.

Wasserfund 
Höhepunkt der Mission von Mars Odyssey bildete der Nachweis großer Mengen von Wassereis insbesondere in der Südpolregion des Planeten im Oktober 2002. Zuvor hatten die Forscher vermutet, dass der Marssüdpol fast nur aus sogenanntem Trockeneis (gefrorenem Kohlenstoffdioxid) besteht. Nun steht allerdings fest, dass dort darüber hinaus auch Wassereisvorkommen lagern, welche zum Teil unter den Trockeneis-Schichten verborgen liegen. Diese Funde konnten mit einer anderen Methode durch den Einsatz der europäischen Sonde Mars Express im Februar 2004 bestätigt werden.

Der Name 
Der Name der Sonde ist eine Hommage an Stanley Kubricks Film 2001: A Space Odyssey. Die 758 kg schwere Sonde sollte den Neuanfang in der amerikanischen Marsforschung nach den Katastrophen von Mars Climate Orbiter und Mars Polar Lander im Jahr 1999 darstellen. Die Sonde Mars Odyssey hat auch teilweise dieselben Missionsziele wie der gescheiterte Mars Climate Orbiter.

Instrumente 
Zu den Instrumenten zählen unter anderem eine Multispektralkamera, ein Strahlungsdetektor und ein Gammastrahlenspektrometer.
 THEMIS (THermal EMission Imaging System – Wärmeabstrahlungs-Abbildungssystem): Das Gerät ist eine Art Kamera, die den Mars in den Bereichen des sichtbaren Lichts und der Infrarotstrahlung fotografiert. Mit Hilfe der Bilder wird die Verteilung von Mineralien auf der Marsoberfläche erforscht.
 GRS (GammaSpectrometer – -Ray Gammastrahlenspektrometer): Diese Komponente überprüft die Marsoberfläche auf 20 verschiedene Elemente des Periodensystems. Zu den Elementen gehört unter anderem Silizium, Eisen, Magnesium, Kalium usw. Die GRS-Neutronendetektoren sollen an der Oberfläche sowie in den obersten Schichten des Marsbodens – bis in etwa einen Meter Tiefe – Ausschau nach Wasserstoff bzw. Wasser und Wassereis halten. Zwei der Instrumente von GRS waren 2015 noch funktionsfähig: der Detektor für Neutronen mit hoher Energie vom Russian Space Research Institute und der Neutronenspektrometer von Los Alamos National Laboratory in New Mexico.
 MARIE (Martian Radiation Experiment – Marsianisches Strahlungsexperiment): Bei MARIE wurde ein Spektrometer für geladene Teilchen dazu verwendet, die Atmosphäre des Mars auf radioaktive Stoffe zu überprüfen. Auch bereits während des Flugs von der Erde zum Mars wurde mit diesem Instrument permanent die auftretende Strahlenbelastung gemessen. Die Messungen ergaben eine 2–3-fache Strahlenbelastung auf dem Weg und im Orbit von Mars im Vergleich zur Strahlenbelastung in der Umgebung der Erde. Ein  Sonnensturm am 28. Oktober 2003 führte zum Ausfall des Instruments.

Verlauf 
 2001: Erfolgreicher Start am 7. April 2001 auf einer Delta-II-Rakete.
 2001: Einschuss in einen Marsorbit am 24. Oktober 2001.
 2002: Beginn der Messungen im Februar 2002.
 2002: Nachweis großer Mengen von Wassereis im Oktober 2002.
 2003: Irreparable Beschädigung des Instruments MARIE durch den starken Sonnensturm am 28. Oktober 2003.
 2004: Verlängerung der Missionsdauer im August 2004 um weitere zwei Jahre bis September 2006.
 2006: Verlängerung der Missionsdauer im September 2006 um weitere zwei Jahre bis August 2008.
 2008: Verlängerung um weitere zwei Jahre bis September 2010
 2009: Verschiebung des Orbits. Die Sonde sieht nun die Oberfläche um 15h45 Sonnenzeit statt vorher 17h00. Dadurch bessere Analyse der IR-Strahlung, möglicherweise aber Überhitzung des GRS.
 2010: Am 15. Dezember bricht die Sonde mit mehr als 3340 Tagen im Mars-Orbit den zuvor von Global Surveyor gehaltenen Rekord.
2012: Eines der vier Reaktionsräder ist ausgefallen und wurde abgeschaltet. Die Mission benötigt für den Normalbetrieb drei Reaktionsräder. Die Reaktionsräder sind nicht unbedingt notwendig, sparen aber Treibstoff, der sonst zur Ausrichtung notwendig wäre.
 2014: Am 11. Februar wurde eine erneute Verschiebung des sonnensynchronen Orbits eingeleitet. Ab November 2015 soll die Sonde über der Sonnenaufgangslinie positioniert sein, um mögliche kurzfristige Erscheinungen während der täglichen Erwärmungsperiode zu beobachten.
 2018: Am 26. November 2018 begleitet Odyssey die Landung der InSight-Mission zur Erforschung der Mars-Geologie.
 2019: Marsmond Phobos konnte mit dem THEMIS-Instrument untersucht werden.

Ergebnisse 
„2001 Mars Odyssey“ entdeckte zahlreiche Wasservorkommen an den beiden Marspolen unter der Oberfläche. Daneben wurden insbesondere geologische Aktivitäten des Planeten unter die Lupe genommen. Zu den letzten wichtigen Aufgaben der Sonde zählte die Weiterleitung von Daten der beiden im Januar 2004 gelandeten Exploration Rovers Spirit und Opportunity der NASA. Die Mission gilt bereits jetzt als Erfolg.

Siehe auch 
 Liste der Raumsonden

Quellen

Weblinks 

 NASA: Mars Odyssey (englisch)
 Odyssey Mission THEMIS – Aufnahmen auf den Seiten der Arizona State University
 Mars Odyssey 2001
 
 extrasolar-planets.com – Mars Odyssey
 Raumfahrer.net: Mars Odyssey Sonderseite
 Informationen zu Vangelis’ offizieller Musik zur Mission

Marssonde
NASA
Raumfahrtmission 2001