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Tagblatt Online, 6. August 2012, 07:17 Uhr

Ein Forschungslabor auf Rädern

Mit einem Luftkran soll der Rover «Curiosity» am Montagmorgen mitteleuropäischer Zeit zum Mars herabgelassen werden. Zoom

Mit einem Luftkran soll der Rover «Curiosity» am Montagmorgen mitteleuropäischer Zeit zum Mars herabgelassen werden. (Bild: Keystone / AP / Nasa / JPL-Caltech)

Die Erkundung des Mars geht in die nächste Runde. Anfang nächster Woche soll ein mit wissenschaftlichen Instrumenten bestückter Rover auf dem Mars landen und Orte identifizieren, wo die Suche nach früherem Leben lohnenswert sein könnte.


Christian Speicher

Es war ein Medienereignis erster Güte, als im Juli 1997 erstmals ein fahrbarer Roboter auf dem Mars landete und die nähere Umgebung des Landeplatzes inspizierte und fotografierte. Inzwischen haben Rover in der Marsforschung einen festen Platz. Auf den «Sojourner» folgten im Jahr 2004 «Spirit» und der baugleiche «Opportunity», der nach fünf strengen Wintern auf dem Mars immer noch funktionstüchtig ist. Mit dem Rover «Curiosity» möchte die Nasa diese Erfolgsgeschichte nun fortschreiben. Nach einem neunmonatigen Flug soll das rollende Forschungslabor in den frühen Morgenstunden des 6. Augusts in die Marsatmosphäre eindringen und in einem bis anhin noch nicht erprobten Verfahren auf dem roten Planeten landen.

Teuer, aber leistungsfähig

Mit Gesamtkosten von 2,5 Milliarden Dollar ist die Mission deutlich teurer als die vorangegangenen Mars-Missionen der Nasa. Dafür wird den Forschern allerdings auch mehr geboten. Das betrifft zum einen die breite Palette an Kameras und wissenschaftlichen Instrumenten, die zur Untersuchung der geologischen und klimatologischen Verhältnisse auf dem Mars zur Verfügung stehen. Zum anderen ist «Curiosity» auch von der Manövrierfähigkeit her seinen Vorgängern überlegen. So kann er sich dank seinen grossen Rädern selbst über 70 Zentimeter hohe Hindernisse hinwegsetzen. Zudem ist der Rover mit einer Höchstgeschwindigkeit von 90 Metern pro Stunde schneller unterwegs als seine Vorgänger. Seine Energie bezieht der Rover nicht aus Solarpanelen, sondern aus einem thermoelektrischen Generator, der die Zerfallswärme eines radioaktiven Plutoniumisotops in elektrische Energie umwandelt. Auf diese Weise ist der Rover nicht vom Sonnenstand abhängig und auch während der Wintermonate einsatzbereit.

Die Motivation für die «Curiosity»-Mission ist die gleiche wie für alle Mars-Missionen: Letztlich möchte man herausfinden, ob es auf unserem Nachbarplaneten jemals primitive Lebensformen gegeben hat (oder heute noch gibt). Eine abschliessende Antwort auf diese Frage wird «Curiosity» allerdings nicht liefern können. Dafür fehlen ihm die entsprechenden Instrumente. Weder ist der Rover in der Lage, Mikroorganismen oder deren fossile Überreste zu erkennen, noch kann er typische Stoffwechselprodukte solcher Organismen nachweisen.

Das Ziel der Mission ist bescheidener: Man möchte zunächst einmal untersuchen, ob in der Umgebung des in einem Krater gelegenen Landeplatzes in der Vergangenheit lebensfreundliche Bedingungen herrschten und ob dort organische Verbindungen (etwa Aminosäuren) zu finden sind, die auf der Erde als Bausteine des Lebens gelten. Sollten diese Fragen positiv beantwortet werden, wäre es Sache einer nachfolgenden Mission, gezielt nach Lebensspuren zu suchen. Das könnte entweder durch automatisierte Experimente vor Ort geschehen oder indem man Gesteinsproben vom Mars zur Erde bringt. Von daher ist die «Curiosity»-Mission ein weiterer Schritt in einem Programm, das die Wissenschaft noch lange beschäftigen dürfte.

7 Minuten des Schreckens

So weit in die Zukunft zu schauen, ist gegenwärtig allerdings noch gewagt. Denn zunächst einmal muss der Rover sicher auf dem Mars landen. Dass dies kein Kinderspiel wird, gibt die Nasa offen zu. In einem Video auf der Webseite des Mars-Rovers werden die sieben Minuten zwischen dem Eintritt in die Marsatmosphäre und der Landung als «die sieben Minuten des Schreckens» bezeichnet. In diesem Zeitraum muss die Sonde von einer Geschwindigkeit von 5,9 Kilometern pro Sekunde auf null abgebremst werden – und das in einer Atmosphäre, die rund hundertmal dünner ist als diejenige der Erde.

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(Bild: NZZ-Infografik)

In einer ersten Phase wird die Sonde durch die Luftreibung abgebremst. Dabei erhitzt sich ihr Hitzeschild auf bis zu 2100 Grad Celsius. In 11 Kilometern Höhe öffnet sich dann ein 16 Meter grosser Fallschirm, der die Sonde weiter verlangsamt. Für eine sanfte Landung ist sie aber immer noch viel zu schnell. Deshalb wird der Fallschirm in einer Höhe von 1,6 Kilometern abgetrennt. Nun kommen acht Raketentriebwerke zum Einsatz, die die Geschwindigkeit der Sonde auf 75 Zentimeter in der Sekunde drosseln. Wenn sich die Sonde nur noch 20 Meter über dem Boden befindet, beginnt die vielleicht heikelste Phase der Landung. Der Rover wird an drei 7 Meter langen Seilen von der Landestufe abgeseilt und mehr oder weniger sanft auf dem Boden abgesetzt.

Jeder dieser Schritte kann das vorzeitige Aus der «Curiosity»-Mission bedeuten. Ihren besonderen Schrecken erhalten die sieben Minuten dadurch, dass es für die Kontrolleure auf der Erde nicht die geringste Möglichkeit der Intervention gibt. Da alle Signale für den Weg vom Mars zur Erde etwa 14 Minuten benötigen, ist die Sonde bei der Landung völlig auf sich allein gestellt. Wenn auf der Erde die Nachricht eintrifft, dass die Sonde nun in die Marsatmosphäre eindringt, steht der Rover bereits auf sicheren Füssen – oder auch nicht.



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