Nach sieben Monaten Flugzeit ist die Mars-Mission der Vereinigten Arabischen Emirate erfolgreich in ihre Marsumlaufbahn eingetreten. Als nächstes sind Chinas Tianwen-1 und der Mars 2020 der USA dran.
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Der Februar ist voller spannender Momente der Wahrheit für drei Länder - ja, für die ganze Welt -, denn drei separate Mars-Missionen nähern sich dem roten Planeten. Die Vereinigten Arabischen Emirate sind erfolgreich angekommen und in die Mars-Umlaufbahn eingetreten. Chinas Tianwen-1 und die der Vereinigten Staaten sind ebenfalls mit Orbitern und Rovern auf dem Weg zum roten Planeten.
Von den drei Missionen bringt die amerikanische Mars 2020-Mission die meiste Erfahrung und Zuversicht mit. Sie ist auch die innovativste. Zu ihrer Fracht gehört der allererste Marshubschrauber namens Ingenuity.
Er soll den erste Drohnen-Testflug auf einem anderen Planeten absolvieren, in einer Atmosphäre, die dünner ist als die der Erde. Der Versuch soll unser Verständnis für die zukünftige menschliche Raumfahrt jenseits des Mondes verbessern.
Aber - wie jeder Ingenieur bestätigen wird - der Weltraum ist nie einfach. Die NASA-Mitarbeiter werden also genauso angespannt sein wie ihre Kollegen in den Vereinigten Arabischen Emiraten und China.
Die US-Mission ist dabei die letzte der drei geplanten Missionen, sodass sich die Amerikaner zumindest vorerst noch etwas zurücklehnen, entspannen und beobachten können, wie die anderen abschneiden.
Den Auftakt machen die Vereinigten Arabischen Emirate
Hope ist die erste arabische interplanetare Mission. Sie soll Wissenschaftlern ein vollständiges Bild der Marsatmosphäre liefern. Und die Forscher werden ihre Daten mit der ganzen Welt teilen.
Am 9. Februar 2021 ist Hope planmäßig in die Mars-Atmosphäre eingetreten.
Der sogenannte Burn" war schon immer eine ziemlich nervenaufreibende 27-Minuten-Aktion", wie ein EMM-Sprecher sagte. In dieser Zeit muss der Orbiter Treibstoff ablassen und abbremsen, um sein Ziel zu erreichen.
Die Operation verlief völlig autonom, die Sonde war 11 Minuten Funkzeit von der Erde entfernt.
Hope verfügt über sechs Triebwerke, die eine Kraft von 650 Newton liefern. Während die Triebwerke so lange gezündet sind, wird das Raumschiff einem starken Stress ausgesetzt sein, von Vibrationen bis hin zu Hitze. Es ist "mit Abstand die gefährlichste Operation der Mission", sagte der Sprecher.
Aber alles ist gut gegangen. Die Hope Probe beginnt nun eine zweijährige Erdmission (oder ein Marsjahr). Und die Vereinigten Arabischen Emirate sind die erste arabische Nation, die auf dem Mars ist.
Als nächstes ist China mit seiner ersten unabhängigen Mars-Mission an der Reihe. Die Sonde hob am 23. Juli 2020 vom Wenchang Space Launch Center in der Provinz Hainan an Bord einer Rakete vom Typ Langer Marsch 5 ab.
Tianwen-1 soll ebenfalls in der zweiten Februarwoche in eine Marsumlaufbahn eintreten. Tatsächlich hofft man, dass die chinesische Robotersonde es am Tag nach der EMM schafft - und damit zwei Tage vor dem chinesischen Neujahrsfest.
Die Raumsonde wird gleichfalls eine Brems-Operation durchführen, um ihre Geschwindigkeit auf einen Punkt zu verlangsamen, an dem sie von der Schwerkraft des Mars eingefangen werden kann. Wie die EMM soll auch die Tianwen-1-Sonde die Marsatmosphäre untersuchen.
Aber das ist noch nicht alles: Der Hauptteil der Mission ist für Mai geplant, wenn China eine weiche Landung eines Rovers im südlichen Teil der Utopia Planitia des Mars anstrebt.
China sieht Tianwen-1 als einen Schritt in Richtung zukünftiger Missionen, die Gesteins- und Bodenproben vom Mars zur Erde zurückbringen sollen.
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Die USA mit Beharrlichkeit und Einfallsreichtum
Die neueste Mars-Mission der USA umfasst einen neuen Rover namens Perseverance (Beharrlichkeit) und einen Helikopter namens Ingenuity (Einfallsreichtum). Ingenuity ist am Bauch des Rovers festgeschnallt.
Der Rover soll am 18. Februar um etwa 15.55 Uhr EST (8:55 Weltzeit) an einem Ort namens Jezero-Krater landen.
Er wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 20.000 Kilometern pro Stunde durch die Marsatmosphäre sinken. Einem Fallschirm und Bremsraketen sollen den Lander auf etwa 3,2 Stundenkilometer abbremsen.
Dann wird ein großer Himmelskran den Rover an drei Halteseilen herablassen. Der Himmelskran sieht etwa so aus wie eine viereckige fliegende Untertasse mit Raketentriebwerken an den Ecken, die ihn in der Schwebe halten. Ähnlich einem Hubschrauber läßt er den Rover dann sanft auf dem Boden ab, bis dieser auf seinen sechs Rädern zum Stehen kommt.
Das ist zumindest der Plan. Die NASA hat im Laufe der Jahre eine Reihe von Rovern auf dem Mars gelandet, aber wie sie selbst sagt: "Auf dem Mars zu landen ist schwierig."
Wettlauf zum roten Planeten
Die NASA beschreibt Perseverance als "robotischen Astrobiologen". Es ist der größte und anspruchsvollste Rover, der jemals auf die Oberfläche des roten Planeten geschickt wurde.
Perseverance wird nach Anzeichen für altes Leben auf dem Mars suchen. Außerdem soll er Technologien zur Gewinnung von Sauerstoff aus der Marsatmosphäre demonstrieren. Man hofft, dass die Mission den Boden für künftige menschliche Missionen zum Mars und auch zu unserem Mond bereiten wird.
Wem gehört das Weltall?
02:21
Dies ist also wirklich erst der Anfang. Die Tatsache, dass wir mit den USA und China zwei große, erfahrene Nationen mit interplanetaren Ambitionen haben, plus einen relativen Neuling - und weitere US- und japanische Mars-Missionen, die in den Startlöchern stehen - lässt ein neues Wettrennen jenseits dessen erahnen, was Menschen bisher im Weltraum gemacht haben.
Diese drei Missionen wurden zu einem Zeitpunkt gestartet, als die Entfernung zwischen der Erde und dem Mars noch relativ gering war. Normalerweise dauert es etwa neun Monate, um zum Mars zu gelangen, aber diese Missionen waren in der Lage, diese Reise auf sieben zu verkürzen. Und trotz der zusätzlichen Herausforderungen, die die Raumfahrtbehörden durch die COVID-19-Pandemie zu meistern hatten, hat keine von ihnen die Gelegenheit verpasst, im richtigen Zeitfenster dorthin zu fliegen.
Neue Rover Generation: Das ist der NASA Rover Perseverance
Der neue und fünfte Mars Rover der NASA ist noch größer und schwerer als alle seine Vorgänger. Nun ist er am roten Planeten angekommen und kann seine Arbeit aufnehmen.
Bild: NASA/JPL-Caltech
Erfolgreiche Landung
Der Perseverance Rover der NASA mit dem Mars-Helikopter Ingenuity ist sicher auf dem Mars gelandet. Nach zwei Stunden intensiver Anspannung brach am Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien Jubel aus. Um 20:57 Weltzeit kam am 18. Februar 2021 die Meldung, dass der Rover sicher auf der Marsoberfläche steht.
Bild: NASA/JPL-Caltech/AP/picture alliance
Abschied von der Erde
Anfang Juli 2020 hatten die Ingenieure der NASA den Perseverence (Beharrlichkeit) Mars Rover in diese Atlas V Rakete geladen. Am Donnerstag, den 30. Juli 2020 war es von Cape Canaveral aus auf die Reise gegangen.
Bild: NASA
Vorstellung im Clean-Room
So sah es aus als Perseverance 2019 der Öffentlichkeit präsentiert wurde. Er wird den bisher modernsten Rover Curiosity bei seiner Arbeit unterstützen. Der neue Rover ist mit etwas über einer Tonne Gewicht nochmal 100 Kg schwerer als sein Vorgänger. Und mit drei Metern auch noch zehn Zentimeter länger.
Bild: NASA/JPL-Caltech
Leistungsfähiger als alle Vorgänger
Perseverance kann mehr Forschungsgeräte und Sensoren laden als Curiosity und auch sein Greifarm mit Kameras und Werkzeugen ist kräftiger. Der neue Rover kann Proben einsammeln. Er ist mit 23 Kameras ausgestattet und mit vielen weiteren Instrumenten. Unter anderem soll er herausfinden, ob sich Sauerstoff aus dem Marsgestein gewinnen lässt. Aber was steht da vor dem Rover auf dem Marsboden?
Bild: NASA/JPL-Caltech
Eine kleine Flugdrohne
Richtig! Ein kleiner Helikopter ist mit an Bord. So etwas gab es noch nie auf einer Planetenmission. Für die Entwickler ist der Einsatz einer Flugdrohne Neuland. Es gibt kaum Erfahrungen mit dem Flugverhalten unter anderen atmosphärischen Bedingungen und einer Gravitation, die um etwa ein Drittel geringer ist als auf der Erde.
Bild: NASA/Cory Huston
Curiosity: Seit 2012 im Einsatz für die Wissenschaft
Curiosity ist der Vorgänger von Perseverance und bislang größte Mars-Rover. Er war am 6. August 2012 auf dem Roten Planeten gelandet, hat seitdem mehr als 22,31 Kilometer zurückgelegt und ist nach wie vor äußerst fit. Seine Energie holt er sich aus einer radioaktiven Isotopenbatterie. Ihm geht die Kraft also praktisch nie aus. Curiosity ist ein komplettes Wissenschaftslabor auf Rädern.
Bild: picture-alliance/dpa/Nasa/Jpl-Caltech/Msss
Beeindruckendes Innenleben
Curiosity besitzt spezielle Spektrometer, die mit Laser-Unterstützung Proben aus der Ferne analysieren können. Eine integrierte meteorologische Station misst neben Temperatur auch Atmosphärendruck, Feuchte, Strahlung sowie Windgeschwindigkeit. Darüber hinaus besitzt der Roboter eine Analyseeinheit zur Bestimmung organischer Verbindungen - immer auf der Suche nach außerirdischem Leben.
Bild: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Nicht nur an der Oberfläche kratzen
Der Nachweis, dass Leben auf dem Mars theoretisch möglich wäre, ist dem Rover schon geglückt. Aber Leben gefunden hat er noch nicht. Der Greifarm von Curiosity hat eine richtige Bohrmaschine. Hier nimmt er 2013 eine Probe in der Gelbmesser-Bucht des Galekraters.
Bild: NASA/JPL-Caltech
Ab ins Labor!
Die ausgeklügelte Technik von Curiosity erlaubt es erstmals, die gewonnenen Proben in unterschiedichste Analysegeräte zu füllen. Zunächst gelangt die Bodenprobe durch ein Filtersystem. Dann werden die Teilchen durch Vibration in verschiedene Korngrößen sortiert und an zahlreiche Analysegeräte weiterverteilt.
Bild: picture alliance/AP Photo/NASA
Winziger Vorgänger
Die Vorgänger waren deutlich kleiner: Am 4. Juli 1997 legte der NASA-Mars-Rover Sojourner seine ersten Zentimeter auf dem roten Planeten zurück. Es war das erste Mal, dass ein mobiler Roboter sich quasi allein auf den Weg machte. Er war ausgestattet mit einem Röntgen-Spektrometer zur chemischen Analyse des Bodens und mit optischen Kameras.
Bild: NASA/JPL
Größenvergleich der Rover-Generationen
Auf diesem Foto stehen NASA-Mitarbeiter neben Modellen von drei Mars-Rover- Generationen. Der kleine ganz vorne ist Sojourner - mit 10,6 kg nicht viel größer als ein Spielzeugauto und maximal einen cm/s schnell. Opportunity wiegt mit 185 kg schon mehr als ein Elektrorollstuhl. Curiosity bringt mit 900 kg soviel wie ein Kleinwagen auf die Waage. Die beiden großen erreichen etwa vier bis fünf cm/s.
Bild: NASA/JPL-Caltech
Fast vier Monate im Einsatz
Bis zum 27. September 1997 war Sojourner aktiv. Gut 100 Meter hat er in seinem Leben zurückgelegt. Hier ist eines der letzten Fotos, das die Landesonde Pathfinder von ihrem Begleiter aufgenommen hat - neun Tage bevor der Empfang abbrach. Die Batterie hatte wohl die niedrigen Nachttemperaturen nicht verkraftet.
Bild: NASA/JPL
Wegbereiter für die Technik von morgen
Ohne die Erfahrungen mit Sojourner wären die folgenden drei Mars-Rover-Missionen kaum denkbar gewesen. 2004 ließ die NASA zwei baugleiche Roboter landen: Spirit und Opportunity. Spirit hielt immerhin sechs Jahre lang durch und schaffte 7,7 Kilometer. Der Roboter bezwang Berge, nahm Bodenproben, überstand Winter und Sandstürme. Am 13. Februar 2019 brach dann auch der Kontakt zu Opportunity ab.
Bild: picture alliance/dpa
Viele technische Raffinessen
Opportunity hatte schon 2015 die Marathon-Distanz von 42 Kilometern geschafft und damit noch einen deutlichen Streckenvorsprung vor Curiosity. Der Roboter verfügt über drei verschiedene Spektrometer sowie 3D-Kameras. Zuletzt war er im Perseverance Valley unterwegs - dem "Tal der Beharrlichkeit". Ein Sandsturm besiegelte das Ende der Mission.
Bild: picture-alliance/dpa
Landschaften als Inspiration
Dieses Bild wurde von der Mastkamera von Curiosity aufgenommen. Der Rover soll so lange es geht im Einsatz bleiben - noch weitere fünf Jahre und auch deutlich länger. Irgendwie sieht die Marsoberfläche ja auch gar nicht so ungewöhnlich aus - erinnert sie uns doch an Wüsten auf unserem Planeten. Soll das Grund für Fernweh sein - oder überlassen wir den Mars doch besser den Robotern?