Spirit (englisch für Geist, Seele) ist eine im Juni 2003 gestartete US-amerikanische Raumsonde der NASA zur Erforschung des Planeten Mars. Sie hieß ursprünglich Mars Exploration Rover A, kurz MER-A, und wurde nach dem Start in Spirit umbenannt. Spirit landete am 4. Januar 2004 im Gusev-Krater. Der Landeplatz wird zu Ehren der beim Columbia-Unglück umgekommenen Astronauten „Columbia Memorial Station“ genannt.
Seit dem 22. März 2010 konnte kein Kontakt mehr zu der Sonde aufgenommen werden. Da auch während des folgenden Jahres alle Kontaktversuche zu Spirit misslangen, hat die NASA am 25. Mai 2011 die aktive Kontaktaufnahme zu dem Rover beendet, was einem faktischen Missionsende entspricht.
Die Schwestersonde Opportunity (MER-B) landete am 25. Januar 2004 in der Tiefebene Meridiani Planum und war bis zum 10. Juni 2018 aktiv.
Spirit suchte nach Spuren von eventuell ehemals vorhandenem Wasser und erkundete die Landestelle geologisch. Aus den Ergebnissen erhofften sich die weltweit beteiligten Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die Geschichte des Marsklimas. Der Gusev-Krater wurde als wissenschaftliches Ziel in einem komplizierten Verfahren ausgewählt, da auf Aufnahmen der um den Mars kreisenden Raumsonden Mars Global Surveyor und 2001 Mars Odyssey ausgeprägte Spuren eines ehemaligen Sees zu erkennen sind.
Aus technischer Sicht war die Landung im Gusev-Krater eine der herausforderndsten, da in dieser Region sehr starke Winde auftreten können. Nach einer Modifikation der Landeeinheit gaben die am Projekt beteiligten NASA-Ingenieure jedoch grünes Licht für die Mission. Die Landeeinheit bestimmte anhand von drei Bildern, die kurz vor der Landung aufgenommen wurden und kontrastreiche Merkmale wie z. B. Krater auswertete, die horizontale Geschwindigkeit des Landemoduls. Die so ermittelte horizontale Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit konnte später durch ein dafür vorgesehenes Triebwerkssystem reduziert werden. So war es möglich, das wissenschaftlich an oberster Stelle stehende Ziel, den Gusev-Krater, endgültig als Landeplatz auszuwählen.
Die Missionsdauer sollte anfangs garantierte 90 Tage betragen, doch hat Spirit diese weit übertroffen. Die Mission wurde regelmäßig verlängert. Seit April 2009 steckte der Rover im Sand fest. Bis Januar 2010 wurde vergeblich versucht, ihn durch Fahrmanöver zu befreien. Am 22. März 2010 wurden die letzten Signale von Spirit aufgefangen. Es wurde davon ausgegangen, dass sich der Rover in einer Art Tiefschlaf befand, da an seiner Position Marswinter herrschte. In der Hoffnung, dass sich der Rover bei steigendem Sonnenstand wieder meldete, wurde eine mehrmonatige Kommunikationskampagne von der NASA gestartet. Da alle Kommunikationsversuche erfolglos blieben, wurde der Rover am 25. Mai 2011 von der NASA aufgegeben.
Insgesamt arbeitete Spirit 2210 Marstage (Sols) auf der Oberfläche und legte dabei 7730 m auf der Marsoberfläche zurück. Insgesamt wurden 156.002 Aufnahmen mit den Kameras (Panorama und Navigationskameras) übermittelt, davon 6315 Aufnahmen mit der Mikroskopkamera. Es wurden 367 Messungen mit dem AXPS-Röntgenspektrometer und 932 Messungen mit dem Mößbauer-Spektrometer durchgeführt.
Die beiden Rover Spirit und Opportunity waren baugleich. Deshalb findet sich eine genauere Beschreibung der Technik unter Mars Exploration Rover.
Im Gegensatz zu Mars Pathfinder war Spirit keine feststehende Bodenstation, sondern ein fahrbarer Roboter, „Rover“ genannt. Er war 1,6 m lang, bis 1,5 m hoch und 185 kg schwer. Laut Spezifikation sollte er in der Lage sein, je nach Oberflächenbeschaffenheit am Tag etwa 100 m, insgesamt etwa 3 km zurückzulegen und bis zu sechs Monate auf der Planetenoberfläche einsatzfähig bleiben. Dies übertraf die Fähigkeiten des Vorgängers Sojourner von der Mars Pathfinder Mission 1997 etwa um den Faktor 60. Der Rover wurde von der NASA selbst als „Robot-Geologe“ (robotic geologist) bezeichnet und besaß sechs unabhängig voneinander angetriebene Räder an stelzenförmigen Teleskopbeinen. Er trug neben verschiedenen Panorama- (pancam), Navigations- (navcam) und Gefahrenerkennungs-Kameras (hazcams – hazard recognition cameras) einen schwenkbaren Arm mit einem Gesteinsmikroskop (ebenfalls mit Kamera), mehreren Spektrometern (Mößbauer, Alpha-Partikel, Infrarot) und einem mechanischen Werkzeug, das in der Lage war, Gesteinsoberflächen abzubürsten und auf einigen Quadratzentimetern mehrere Millimeter tief anzubohren, um auch das Innere erreichbarer Gesteine untersuchen zu können (rat – rock-abrasion-tool). Die Räder werden einzeln bewegt und dienen nicht nur zur Fortbewegung, sondern können auch als Schürfgeräte eingesetzt werden, um den Untergrund aufzuwühlen und damit einige Zentimeter des Bodenprofils mechanisch und fotografisch zu untersuchen. Der Rover besaß über Solarpaneele aufladbare Batterien und wurde zur Energieeinsparung vor Sonnenuntergang in einen Ruhezustand versetzt und nach Sonnenaufgang durch ein Funksignal wieder „geweckt“. Mit Hilfe seiner Antennen konnte das Gerät Bilder und Messergebnisse entweder an die als Zwischenstationen zur Erde verwendeten umlaufenden Orbiter der NASA und der ESA oder direkt zur Erde senden sowie Befehle von dort empfangen. Wegen der relativ hohen Laufzeit der Signale von der Erde (je nach Planetenabstand bis zu 22 Minuten) musste der Rover mit seinen Bordcomputern in gewissem Umfang autonom agieren können.
1. Halbjahr 2004 – Primärmission
Nach einer Reisezeit von sieben Monaten und einer zurückgelegten Strecke von 487 Millionen Kilometern trat die Sonde am 4. Januar 2004 in die Atmosphäre des Mars ein. Sie wurde, durch einen Hitzeschild geschützt, zunächst in der Atmosphäre bis auf Schallgeschwindigkeit abgebremst. Dann entfaltete sich ein Fallschirm, an dessen Leinen ein Raketensystem oberhalb der Sonde angebracht war, das horizontale Bewegungen in der Atmosphäre ausgleichen sollte. Kurz vor dem Aufsetzen wurden schlagartig schützend um die Sonde gelegte Airbags aufgeblasen. Die letzten Meter über der Oberfläche wurden dann im freien Fall zurückgelegt. Nachdem der Lander dann zur Ruhe gekommen war, wurden die Airbags wieder entlüftet. Spirit landete um 5:35 Uhr MEZ südlich des Mars-Äquators im Krater Gusev. Danach sendete Spirit die ersten hochauflösenden Farbbilder vom Mars. Die Auflösung der Bilder ist dreimal höher als die Auflösung der Mars Pathfinder Bilder. Sie zeigten eine wüstenähnliche Landschaft aus rotbraunem Sand und Steinen.
Während der ersten Tage versuchte das NASA-Bodenteam die Reste des von ILC Dover entwickelten Airbaglandesystems, die Spirit während der Endphase der Landung schützten, durch Einziehen aus dem Weg zu räumen. Diese versperrten die vordere Rampe, die der Rover benutzen sollte, um die Landeeinheit zu verlassen.
Zudem wurden Kabelverbindungen im Bereich der mittleren Räder und Verankerungen, die den Roboterarm von Spirit sicherten, mit kleinen Sprengkapseln gelöst. Insgesamt wurden 126 solcher Sprengkapseln seit der Landung von Spirit gezündet. Erst dann konnte sich Spirit aufrichten und seine vorderen und hinteren Räder entfalten.
Die Landeeinheit besitzt insgesamt drei Rampen. Da die Airbags weiterhin die vordere Rampe versperren, drehte sich der Rover um 120 Grad im Uhrzeigersinn, um über eine nach Nord-Westen gerichtete Ausweichrampe die Landeeinheit zu verlassen.
Nach dem Verlassen der Landeeinheit legte der Rover drei Meter Strecke zurück und erkundete innerhalb von zwei Tagen die chemischen und mineralogischen Verhältnisse mit den am Roboterarm installierten Geräten. Erstmals konnten hier die ersten Bilder mit einem Mikroskop auf einem anderen Planeten gemacht werden.
Das Wetter auf dem Mars spielte weiterhin gut mit. Die Temperaturen schwankten während des marsianischen Sommers zwischen minus 10 und minus 75 Grad Celsius und die Atmosphäre wurde durch keinerlei Sandstürme getrübt.
Der erste zu untersuchende Stein lag in zwei Metern Entfernung und erhielt von den NASA-Wissenschaftlern den Namen Adirondack. Spirit benötigte für diese Strecke 30 Minuten, die reine Fahrtzeit betrug dabei nur zwei Minuten. Der Stein „Adirondack“ sollte mit dem Mikroskop und anschließend mit zwei aus Deutschland stammenden Instrumenten, dem Mößbauer-Spektrometer des Mainzer Physikers Göstar Klingelhöfer und dem APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer) vom Max-Planck-Institut für Chemie Mainz, untersucht werden.