Infoblatt Marserkundung

Mars im Fokus der Wissenschaft - ein Überblick




Die Erforschung des Mars ist seit Jahren einer der Schwerpunkte der Raumfahrt. Spätestens seit der Pathfinder-Mission setzt man verstärkte Bemühungen daran, neue Erkenntnisse über die Beschaffenheit des roten Planeten zu gewinnen.
Die ESA eröffnete mit dem Start der europäischen Marssonde "Mars Express" Anfang Juni 2004 ein Wettrennen um die umfassende Erkundung unseres Nachbarplaneten. Wenig später startete auch die "Spirit" der NASA die 500 Mio. km lange Reise, auf die ihr bald ihr Zwilling "Opportunity" folgte. Doch damit nicht genug: Auch das japanische Weltrauminstitut ISAS brachte ihre bereits 1998 gestartete Sonde "Nozomi" auf Mars-Kurs. Sie steckte ebenfalls ihre "Hoffnung", wie der Orbiter übersetzt heißt, in eine erfolgreiche Erkundung.
Der Grund für diese geballte Initiative ist die seltene Planetenkonstellation, die im Sommer 2004 bestand: Mars und Erde sind sich näher als jemals zuvor in den vergangenen 15 000 Jahren. Dadurch verkürzte sich die normalerweise übliche Flugzeit von neun bis zehn Monaten auf nur sieben Monate.

Zwar standen die Sterne günstig, doch schienen die Marsmissionen von Pleiten, Pech und Pannen verfolgt. "Nozomi" verbrachte 4 Jahre aufgrund mangelnden Treibstoffs zwischen den Planeten und der Start der "Opportunity" musste aufgrund ungünstiger Wetterverhältnisse und Materialschäden wiederholt verschoben werden. Auch hatte die ESA kurzzeitig mit fehlerhaften Daten zu kämpfen.


Vorangegangene Mars-Missionen leisteten Vorarbeit

Ausschlaggebend für die jüngsten Mars-Missionen sind die vorangegangenen Erkundungen. Besonders der Nasa-Orbiter "Mars Odyssey" wies 2002 große Eisvorkommen auf der Südhalbkugel nach. Nun kann aufgrund weiterer Auswertungen dasselbe für den Nordpol angenommen werden. Dort soll unter dem Permafrostboden sogar noch mehr Wassereis vorhanden sein als im Süden. Zudem erkannte man durch die beiden "Viking"-Erkundungsfahrten 1975, dass sich Gase in einer Marsbodenprobe befanden, die auf mikrobielle Aktivität schließen lassen.


Existiert außerirdisches Leben?

Auch wenn Kohlenstoff und Eis für den Mars nachgewiesen sind: Leben gibt es doch nur dort, wo flüssiges Wasser vorhanden ist. So nehmen Forscher nicht nur Wasservorkommen auf dem roten Planeten an, sondern gehen davon aus, dass er einst Flüsse, Meere und Ozeane aufwies. Anlass zu dieser Vermutung geben neben den Ergebnissen der vor Jahren ausgesetzten Mars Sonden "Viking" und "Global Surveyor" die weiten Tiefebenen und Canyons, die heute auf der Oberfläche zu sehen sind. Sie könnten durch die Erosion des Wassers entstanden sein. Da auf dem Mars eine dünnere Atmosphäre als auf der Erde herrscht, könnten sich die Formen erhalten haben. Wenn nun aber Wasser vorhanden war, liegt es nahe, dass sich auch Leben auf dem Planeten entwickelt haben könnte. Dieses aufzuspüren haben sich die Missionen der jüngeren Vergangenheit zum Ziel gemacht.
Abgesehen davon, will man durch die Erkundungen Wissen über den der Erde recht ähnlichen Nachbarn sammeln. Erweist er sich als geeignet zur menschlichen Besiedlung? Eignet sich der Planet als Rohstofflieferant?
Womöglich sind die zukünftigen Erkenntnisse über den Mars auf die Erde übertragbar und könnten Rückschlüsse auf die Entstehungsgeschichte des Lebens auf unserem Planeten ermöglichen.


Mars Express mit Beagle2 - nur teilweise erfolgreich

Mars Express ist so ausgestattet, dass sie den Untergrund des Nachbarplaneten der Erde unter die Lupe nehmen kann. Dazu gehören Kartographierung sowie Erforschung der Planetenatmosphäre, seiner Oberfläche und des oberflächennahen Materials.
Der ursprüngliche Missionsverlauf sah vor, dass sich die Landeeinheit Beagle2 in der Umlaufbahn um den Mars abtrennen sollte, um mit 5.750 m/s in die Atmosphäre des Mars einzutreten (Zum Vergleich: ein Auto legt bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h rund 27,8 m/s zurück). 250 Meter über dem Boden – immer noch 350 m/s schnell – wären die "Airbags" zum Einsatz gekommen. Drei Gassäcke sollten sich mit Ammoniak füllen, den Lander umhüllen und den Aufprall dämpfen.
Am Boden angekommen, hätte sich der Lander geöffnet, ausgerichtet und mit der Sendung technischer Daten an die amerikanische Orbitersonde "Mars Odyssey" begonnen. Beagle2 hätte auf dem Mars maximal sechs Monate Bodenproben aus bis zu anderthalb Metern Tiefe entnehmen und untersuchen sollen. Experten erwartetn von dem Untersuchungsgerät, das nach dem Forschungsschiff Charles Darwins benannt wurde, wichtige neue Daten zu Geologie, Mineralogie und Marsatmosphäre. Nach mehrmaligen Versuchen konnte jedoch kein Kontakt mit dem Landegerät hergestellt werden und es wurde am 23. Februar 2004 als verloren eingestuft. Die Mission des Orbiters hingegen verläuft äußerst erfolgreich, die ursprünglich auf ein Marsjahr (23 Monate) ausgelegte Mission wurde bereits um zwei weitere Marsjahre bis zum Mai 2009 verlängert, im November 2011 jedoch eingestellt.


Nozomi scheitert

Das ursprüngliche Ziel der japanischen Sonde war der Nachweis von Staubringen um den Mars. Doch aufgrund mangelnden Treibstoffs kam "Nozomi" 1998 nicht am Mars an, sondern verweilte zwischen den Planeten und betrieb sein Messgerät dort.
Da der Mars im Jahr 2003 in außergewöhnlicher Nähe zur Erde rückte, konnte die japanische Sonde im Schwerefeld der Erde Schwung nehmen, um ihr Missionsziel zu erreichen. Sie sollte nicht wie die beiden anderen Sonden landen, sondern den Mars zwei Jahre lang auf einer Umlaufbahn umkreisen. Dort sollte sie versuchen, die Existenz von Staubringen um den Mars nachzuweisen. Da ein Defekt des Bordcomputers jedoch nicht rechtzeitig behoben werden konnte, scheiterte die Mission trotz alle Bemühungen letztendlich.


"Spirit" und "Opportunity" - eine Erfolgsstory

Die amerikanischen Zwillingssonden brachten zwei identische sechsrädrige Roboterautos, die Rover, von je 180 kg Gewicht zum Mars. Mit Hilfe ihrer Untersuchungsgeräte verfolgen sie das Ziel, Wasser nachzuweisen, in welchem sich einst Leben befunden haben könnte. Durch Grabungen an der Oberfläche mit Hilfe eines Roboterarms mit eingebauter Armkamera wird nach Jahresschichten gesucht, die kartiert und analysiert werden. Hierfür waren eigentlich etwa drei Monate vorgesehen. Doch das Durchhaltevermögen der Rover überraschte selbst ihre Erbauer. "Spirit" und "Opportunity" befanden sich beide bis Ende 2010 im Einsatz. Nachdem "Opportunity" seit Ende 2010 keine Signale mehr sendete, gab die NASA im März 2011 das Ende der Mission bekannt. "Spirit" sendete bereits am 22. März 2010 keine Signale mehr.


Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Die amerikanische Mission "Mars Reconnaissance Orbiter" startete am 12. August 2005. Die Sonde erreichte ihre Umlaufbahn um den Mars am 10. März 2006. Sie kartiert Teile der Marsoberfläche, sucht dabei nach Landeplätzen für zukünftige Missionen, für die sie dann auch als Relaisstation dienen soll und suchte außerdem nach Wasservorkommen unter der Oberfläche des Planeten. Die primäre Mission der Sonde am Mars dauerte vier Jahre und endete am 31. Dezember 2010. Es wurden Aufnahmen und Erkundungen vorgenommen. Sollte die NASA die Sonde nach dem Ende der Primärmission weiter einsetzen wollen, so sollte der bordeigene Treibstoff ausreichen, um MRO mindestens weitere fünf Jahre als Kommunikationsplattform betreiben zu können. Der eigens für diesen Zweck geplante Mars-Kommunikationssatellit, der nach seiner vorgesehenen Ankunft am Mars 2010 erheblich mehr Daten als MRO hätte übertragen können,wurde im Juli 2005 aus Budgetgründen gestrichen. Es erscheint nun als wahrscheinlich, dass der MRO als Kommunikationsplattform über seine primäre Missionszeit weiter betrieben wird.


Marssonde "Phoenix"

Die im August 2007 gestartete NASA-Marssonde "Phoenix" landete am 26. Mai 2008 planmäßig in der Nähe des Marsnordpols. In einem Zeitraum von mindestens 90 Tagen sollte die Sonde hier im Permafrost nach Eis bohren und dabei vor allem organische Verbindungen suchen. Die Sonde fand bisher unbekannte Materialien, Vorkommen von Wassereismengen u.v.m. Am 02. November 2008 sandte die Sonde zum letzten Mal wissenschaftliche Daten, bevor der Kontakt verloren ging. Am 10. November wurde das Ende der Mission bekannt gegeben.


Geplant sind weitere Marserkundungen

Mit der Sonde "Phobos-Grunt" wollte Russland den Marsmond Phobos unteruschen, doch scheiterte die Mission letztendlich im Januar 2012, da die Marschtriebwerke für den Eintritt in die Übergangsbahn zum Mars nicht zündeten. Die NASA-Sonde "Curiosity" landet im August 2012 auf dem Mars und setzte einen großen Rover mit nuklearer Energieversorgung aus. 2016 und 2018 wollen sich NASA, (USA) und ESA, (Europa), mit dem Gemeinschaftsprojekt "Exo Mars" an der Marserkundung beteiligen, die sowohl Orbiter als auch Landeeinheit beinhaltet.
So interessant der Mars als Forschungs- und Zukunftsobjekt auch ist: die US-Raumfahrtbehörde NASA muss sparen und streicht deshalb mehrere Mars-Projekte. So sollen unter anderem die zwei gemeinsam mit Europa geplanten Projekte zur Erkundung des Mars den Sparmaßnahmen zum Opfer fallen. Bislang sollte sich die NASA mit 1,4 Milliarden Dollar (eine Milliarde Euro) an den für 2016 und 2018 geplanten Missionen beteiligen. Daher präferiert die ESA nun eine Kooperation mit der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos.