PTB-News 2/2004 (123 kB) PTB-News 2/2004, Deutsche Ausgabe, August 2004
Die europäische Raumsonde Mars Express hat am Südpol des Roten Planeten erhebliche, bisher unbekannte Mengen von Wasser als „Perma-frost“-Eis entdeckt. Kürzlich gelang zudem mit einem der Messgeräte, dem Planeten-Fourier-Spektrometer (PFS), der Nachweis von Methan. Einen Beitrag zu diesen Entdeckungen hat auch die PTB geleistet: Die radiometrische Kalibrierung des kurzwelligen PFS-Kanals – nicht nur vor dem Start, sondern auch in der Mars-Umlaufbahn – ist auf PTB-Normale rückgeführt.
Als erste europäische Mars-Mission erreichte Mars Express Ende vergangenen Jahres seine Marsumlaufbahn. Schon kurz danach gelang mit Infrarot-Messungen von OMEGA (einer Kamera-Spektrometer-Kombination), SPICAM (einem UV- und IR-Spektrometer) und dem PFS (dem Planten-Fourier-Spektrometer) die Aufsehen erregende Entdeckung des Wassers am Südpol und bald danach mit dem PFS von Methan als Spurengas in der Kohlendioxid-Atmosphäre des Mars.
Das in italienisch-polnisch-deutscher Kooperation entwickelte, gebaute und betriebene PFS ist ein Zweikanalspektrometer für den Wellenlängenbereich von 1,2 µm bis 45 µm, das die vom Mars reflektierte Sonnenstrahlung misst. Damit kann auch mit Sand und Gestein vermischtes, im sichtbaren Spektralbereich „verstecktes“ Eis auf der Marsoberfläche erkannt werden.
Der kurzwellige Kanal des Spektrometers (1,2 µm bis 4,8 µm) wurde auf PTB-Normale rückgeführt radiometrisch kalibriert. Dazu wurden durch direkten Vergleich mit dem PTB-Primärnormal für spektrale Strahldichte, einem Hochtemperatur-Hohlraumstrahler, die spektralen Strahlstärken von fünf Infrarot-Miniaturstrahlern der PFS-Kalibriereinrichtung über den gesamten Spektralbereich des Kanals bestimmt. Die von der PTB kalibrierten Strahler dienten zunächst zur „Preflight“-Kalibrierung des PFS. Ein kalibrierter Infrarotstrahler wurde in das PFS integriert und erlaubt jetzt in der Mars-Umlaufbahn die regelmäßige „Inflight“-Kalibrierung des kurzwelligen Kanals. Damit ist sichergestellt, dass nicht durch unerkannte Änderungen der PFS-Empfindlichkeit Strukturen in den gemessenen Spektren vorgetäuscht werden.