SAM

Das Instrument Sample Analysis at Mars ist eine Sammlung wissenschaftlicher Geräte, die auf NASAs Curiosity-Rover montiert sind, welcher im August 2012 auf dem Mars landete. SAM ist im Grunde ein mobiles Labor, das organische Verbindungen nachweisen und die Zusammensetzung der Atmosphäre sowie des Bodens messen soll. Das unterstützt das Hauptziel der Mission: zu bewerten, ob der Mars jemals Umweltbedingungen hatte, die für mikrobielles Leben geeignet waren. Das Instrumentenpaket wiegt etwa 80 Kilogramm und verbraucht erhebliche Roverstrommengen, wodurch sein Betrieb eine wesentliche Einschränkung der täglichen Missionsplanung darstellt.

SAM besteht aus drei Hauptanalysesystemen, die zusammenwirken. Ein Gaschromatograph trennt organische Moleküle durch Verdampfen von Proben und deren Durchleitung durch eine Kapillarsäule. Ein Massenspektrometer ionisiert anschließend diese getrennten Verbindungen und misst ihre Masse-Ladungs-Verhältnisse, was eine eindeutige Identifizierung ermöglicht. Ein abstimmbares Laserspectrometer erfasst Methan und Kohlendioxid in der Marsatmosphäre mit hoher Empfindlichkeit und verfolgt saisonale Schwankungen, die auf unterirdische biologische oder geologische Aktivität hindeuten könnten. Diese Instrumente nutzen gemeinsam die Probenvorbereitung, einschließlich eines Bohrers und eines Pyrolyseofen, der Material auf über 800 Grad Celsius erhitzen kann.

Der Betrieb von SAM bringt einzigartige Herausforderungen für die Marsforschung mit sich. Die Marsatmosphäre besteht zu etwa 95 Prozent aus Kohlendioxid und 2,7 Prozent aus Stickstoff bei einem Druck, der weniger als ein Prozent des Meeresspiegels auf der Erde beträgt. Dies erfordert luftdicht verschlossene Probenbehälter und spezielle Vakuumpumpen. Staubverschmutzung ist ständig vorhanden; Curiositys Bohrer und Probenabgabesystem müssen sorgfältig kontrolliert werden, um Verstopfungen zu vermeiden. Die Kalibrierung und Überprüfung der Ergebnisse hängt stark von dem Vergleich mit Roverdaten von anderen Instrumenten ab, besonders vom Radiation Assessment Detector und vom Dynamic Albedo of Neutrons-Experiment, die Kontext für Bedingungen unterirdischer Schichten liefern.

Seit 2012 hat SAM organische Moleküle in Marsgesteinen nachgewiesen, saisonale Methanfluktuationen gemessen und Isotopenverhältnisse analysiert, die den Atmosphärenverlust des Mars über Milliarden von Jahren eingrenzen. Der Erfolg des Instruments bestätigte den Designansatz, umfassende Laborkapazitäten zu einem anderen Planeten zu bringen, und beeinflusste die Planung zukünftiger Rover und Probenerückgewinnungsmissionen. In Kontexten der Luftfahrtwartung kommt der Begriff SAM selten vor, obwohl die Verbreitung des Akronyms in der Weltraumkommunikation gelegentlich Verwechslungen mit unabhängigen Abkürzungen in anderen technischen Bereichen verursacht.