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Lange Zeit nach Viking wurden
keine neuerlichen Missionen zum Mars mehr unternommen, nicht nur wegen der vermeintlich
negativen Ergebnisse der Suche nach Leben, dem teuren Space-Shuttle-Programm und wegen
Budgetkürzungen bei der NASA, sondern vor allem, da die Wissenschaftler noch Jahrzehnte
brauchen sollten, um alle Daten der Mariner- und Vikingmissionen auszuwerten.
Die erste Mission nach 17
Jahren Abstinenz wurde schließlich 1992 gestartet. Doch nachdem die Allround-Sonde Mars
Observer, die den Planeten kartografieren sowie Geologie, Oberfläche, Atmosphäre und
Magnetfeld des Mars untersuchen sollte, während der Annäherung an der Mars ein paar
Bilder zur Erde gesandt hatte, brach der Kontakt zu ihr ab, als die Raketen gezündet
werden sollten, die sie in einen stabilen Orbit bringen sollten.
Die nächste amerikanische
Mission hingegen sollte sich als ein voller Erfolg erweisen: Die 1996 gestartete Sonde
Mars Global Surveyor erreichte den roten Planeten am 11. September 1997 und trotz
anfänglicher, den Ablauf der Mission verzögernder Probleme mit einem Sonnenpaddel gelang
es, die Sonde durch Aerobraking langsam in eine gleichmäßig-zirkumpolare,
sonnensynchrone (die Bilder können so alle kurz nach dem Zenitstand der Sonne aufgenommen
werden) Umlaufbahn in 56 bis 378 Kilometern Höhe - letzteres ist die Standardhöhe - zu
bringen, in der sie den Planeten binnen 2 Stunden einmal umkreist. Die kartografischen
Aufnahmen waren dabei so angelegt, dass alle wesentlichen Veränderungen während eines
Marsjahres aufgenommen werden konnten, weil die Sonde den Planeten in einer Woche einmal
vollständig ablichtet. Auf diese Weise konnte die Sonde - wegen der Verzögerung durch
die Umstellung auf einen sanfteren, das Solarpaddel nicht so stark belastenden Orbit erst
ab März 1999 - mithilfe von MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter) eine sehr detaillierte
fotografische und auch topografische Karte der Marsoberfläche erstellen (von vielen
Oberflächenobjekten wurden Aufnahmen gemacht, die sogar noch Details von einem Meter
Größe zeigen, während der gesamte Planet mehrmals recht genau fotografiert wurde).
Neben detaillierten Untersuchungen der Atmosphäre, des Gravitations- und Magnetfeldes und
des Marswetters beinhaltete die Mission als gewisse Entschädigung für den Polar Lander
auch die Suche nach Spuren von Wasser. Und tatsächlich entdeckte die Sonde durch
thermische Untersuchungen des Gesteins mit recht hoher Wahrscheinlichkeit riesige Mengen
flüssigen Wassers in einem Gebiet unterhalb des Valles Marineris, welches wohl von einer
Eruption innerhalb der letzten 10 Millionen Jahre herrühren muss.
Besonderer Augenmerk wurde bei
der Mission auf die Suche nach Gemeinsamkeiten zwischen Erde und Mars gelegt. Auch ein
Magnetfeld wurde tatsächlich entdeckt, welches sich, obwohl es mindestens 800 mal
schwächer ist als das der Erde, früher, als es stäker war, als entscheidend für die
Entwicklung von Leben auf dem Mars erwiesen haben könnte. Merkwürdig war dabei der Fund
von Magnetfeldinseln, die sich unregelmäßig besonders über geologisch altem
Terrain verteilten. Auch die topografischen Messungen (Höhe auf 13 Meter genau, zum Teil
sogar sehr viel exakter) erwiesen sich als ein voller Erfolg: Nicht nur die Zweiteilung
des Planeten in nördliche Tiefebenen und etwa 5 Kilometer höher gelegene Hochländer im
Süden wurde eindrucksvoll bestätigt, auch viele neue Erkenntnisse - beispielsweise über
das Hellasbecken - wurden gewonnen. Die Sonde - sie war trotz einiger Probleme mit einem
Schwungrad in einer erweiterten Mission ab Januar 2001 erstaunlicherweise noch bis zum
April 2002 im aktiven Einsatz - soll auch noch längerfristig von Nutzen sein. Den
NASA-Plänen nach soll sie als Relaisstation für zukünftige Marsmissionen dienen.
Schließlich fand, wie
geplant, im Dezember 1998 der nächste Start statt: Mars Climate Orbiter sollte das
Wettergeschehen auf dem Mars genauer unter die Lupe nehmen. Doch die Sonde kam dem
Planeten zu nahe und verglühte in der oberen Marsatmosphäre. Auch dem nur knapp einen
Monat später gestarteten, unter anderem mit einem Mikrofon (!) ausgestatteten
spinnenbeinigen Mars Polar Lander zur Erforschung der marsianischen Klimageschichte, der 2
baugleiche Mini-Bohrsonden (Mars Microprobes) beinhaltete - diese sollten im Marsboden
nach Wasser suchen und das Kleinklima untersuchen -, war das Schicksal nicht wohlgesonnen:
Der Kontakt zu der Sonde wurde nach der Landung am 3. Dezember 1999 nie wieder
hergestellt. Wahrscheinlich hatten sich die Bremsraketen wegen eines Softwarefehlers
bereits 40 Meter über dem Boden abgeschaltet.
Die
jüngste Mission scheint sich diesem Plan entsprechend als voller Erfolg zu erweisen. Mars
Odyssey - als Würdigung des Kulfilms Odyssee 2001 im Weltraum - wurde im
April des namensgebenden Jahres gestartet und erreichte den roten Planeten nach
6-monatigem Flug am 24. Oktober 2001. Den Planungen entsprechend war der Prozess des
Aerobraking (langsames Abbremsen und Absenken der Umlaufbahn durch den
Luftwiderstand der oberen Atmosphären- schichten), während dem nur der gut arbeitende
Neutronendetektor aktiviert war, im Januar 2002 abgeschlossen. Daraufhin begann die für
eine Einsatzdauer von 2 ½ Jahren (entspricht 917 Tagen, also bis April 2004) konzipierte
Sonde im Februar in ihrer sehr niedrigen Umlaufbahn damit, Daten über den roten Planeten
zu sammeln. Dabei soll sie mithilfe eines Thermalsensors (dieser kann, da er 30mal
stärker als alle seine Vorgänger ist, auch die Oberflächenstruktur bestimmen), einer
Infrarotkamera und eines Gammastrahlendetektors die chemische, mineralogische und
geologische Oberflächenstruktur des Mars erforschen, nach Wasser in Form von Eis oder gar
Überresten von heißen Quellen Ausschau halten, (nach Anlaufschwierigkeiten) die
Strahlungsbedingungen - besonderes Augenmerk gilt hier der Entstehung von Leben auf dem
Mars und der Vermeidung unnötiger Gesundheitsrisiken für Astronauten - auf dem Planeten
näher zu untersuchen und damit auch nach geeigneten Landeplätzen für zukünftige
Missionen - sowohl mit als auch ohne Menschen - zu suchen. Zudem soll sie als Ersatz für
den verlorengegangenen Mars Climate Orbiter in die Bresche springen und das Klima- und
Wettergeschehen auf dem Mars über einen Zeitraum von mehr als einem kompletten Jahr
genauer unter die Lupe nehmen (Dafür wurde der geplante Lander ersatzlos gestrichen).
Auch die Suche nach Leben (zum Beispiel in heißen Quellen, unterirdischen Kavernen
flüssigen Wassers oder Vulkanschlöten, die aufgespürt werden sollen) oder Überresten
davon mit den aus dem Orbit anwendbaren Mitteln ist ein Teil der Mission. Die Mission ist
für diese Zwecke mit den besten wissenschaftlichen Geräten fast aller raumfahrenden
Nationen ausgerüstet, unter anderem auch mit optischen Rezeptoren, die - für eine solche
Multifunktionssonde erstaunliche - Auflösungen von bis zu 18 Metern liefern sollen.
Bereits wenige Tage nach dem Missionsstart machte die Sonde ihren ersten phänomenale
Fund, die Entdeckung von riesigen, bisher unbekannten Wassereisvorkommen (durch die
zahlreiche Spaltung von Wassermolekülen und die damit abgegebene Gammastrahlung) in der
Südpolregion des roten Planeten. Um den Südpol selbst haben die Neutronendetektoren nur
langsame Teilchen ausgemacht, ein untrügliches Zeichen für ein massives Wasservorkommen.
Auch in
Zukunft scheint die Erforschung von Atmosphäre, Klima, Wetter, Staubstürmen,
Oberflächen- strukur, Bodenaufbau und -komposition, chemischen und physischen
Eigenschaften sowie Wasser- und Ressourcen- vorkommen des Mars nicht stillzustehen, denn
neben den zahlreichen NASA- Missionen sollen auch einige europäische, japanische und
internationale Sonden zu dem roten Planeten aufbrechen. Der nächste Massenstart von
Sonden wird den Planungen gemäß an Pfingsten 2003 stattfinden, einer der besten Start-
möglichkeiten in der näheren Zukunft, da die Entfernung zum roten Planeten aufgrund der
elliptischen Umlaufbahnen von Erde und vor allem von Mars zwischen verschiedenen
Konjunktionen recht stark schwankt. Und 2003 ist die Entfernung mit knapp 56 Millionen
Kilometern (Der Mars erscheint dann als 25,1" große Scheibe) so gering wie alle 284
Jahre - zuletzt 1719 und erst 2287 wieder...
Direkt
nach der Landung erstellen die Fahrzeuge als erstes Panoramabilder ihrer Umgebung - eines
in Normalfarben und eines in Infrarot. Die beiden Schwesterrover wiegen 150 Kilogramm und
sind in der Lage, aus eigener Kraft und ohne Basisstation mit der Erde zu kommunizieren.
Da sie mindestens 90 Tage lang betrieben werden sollen und, im krassen Gegensatz zu
Pathfinder, etwa 100 Meter Strecke am Tag zurücklegen können, haben sie einen
Aktionsradius von mehreren Kilometern, was es den Forschern ermöglichen würde, sie an
besonders interessante Stellen zu dirigieren. Dabei können sie dank ihrer Kamerasysteme
aus eigenem Antrieb effektiv Hindernisse umgehen. Schließlich am Zielobjekt angelangt,
kann das Rock Abrasion Tool (RAT) kleine Proben von der Gesteinsoberfläche nehmen und
dann im bordeigenen Labor auf seine geologischen und chemischen Merkmale sowie auf die
Existenz von Wasser hin untersuchen. Die beiden wichtigsten Geräte dieser Mission stammen
aus Deutschland: Das noch von der Pathfinder-Mission bekannte
Alpha-Protonen-Röntgen-Spektrometer, welches die chemische Zusammensetzung untersucht und
ein Mössbauer-Spektrometer, mit dem ermittelt werden kann, ob und in welcher
Zusammensetzung eisenhaltige Mineralien enthalten sind. Für tiefere Einblicke sorgt ein
Mikroskop mit angeschlossener Kamera, mit deren Hilfe man sich durch winzige mineralische
und kohlenstoffhaltige Gaseinschlüsse Hinweise auf die vulkanisch aktiven Epochen des
Mars erhofft. Eventuell kann man auf diese Art und Weise sogar marsianischen
Mikroorganismen auf die Schliche kommen. Doch auch so könnte das Projekt im Falle eines
Erfolgs einen bedeutenden technischen und wissenschaftlichen Schritt nach vorn machen und
die beiden voluminösen Rover würden eventuell selbst Sojourner noch bei weitem
überflügeln...
Fast zur
selben Zeit (1. bis 11. Juni 2003) soll mit einer russischen Soyuz-Rakete auch eine
europäische Sonde namens Mars Express starten, welche sowohl aus einem Orbiter als auch
einem Landemodul bestehen wird, das am 26. Dezember 2003 mithilfe von Fallschirmen und
Airbags in Isidis Planitia, einer relativ ebenen und milden Gegend nahe des Marsäquators,
landen soll. Der Orbiter hat die Aufgabe, mithilfe einer in Berlin gefertigten
Spezialkamera exakte optische-geologische (10 Meter Genauigkeit) und mineralogische (100
Meter Genauigkeit) Karten der gesamten Marsoberfläche zu erstellen, die Zusammensetzung
der Atmsophäre und des Untergrunds des Permafrostbodens - dabei steht die Suche nach
Hinweisen auf flüssiges Wasser unter anderem mithilfe von Tiefenradar im Vordergrund -
sowie ihren Zusammenhang (Oxidation etc.) zu untersuchen. Außerdem soll die Orbitalsonde
als ungewöhnliche Extraaufgabe die Auswirkungen des Sonnenwindes auf die Oberfläche des
roten Planeten bestimmen. Eventuell soll sie auch einen von der privaten Mars Society
finanzierten, der gescheiterten französischen Planetarsonde von 1996 ähnlichen
300-Kilogramm-Ballon für 50 Millionen Euro aussetzen. Dieser soll dann in der Lage sein,
mit einem Bodenradar Wasser aufzuspüren und mit einer Weitwinkelkamera mit einer
Auflösung von 20 Zentimetern pro Pixel Aufnahmen anfertigen zu können. Aller
Wahrscheinlichkeit nach werden sich auch einige der Experimente der verunglückten Mars
`96-Mission unter den 7 wissenschaftlichen Gerätschaften an Bord befinden.
Während
des nächsten Startfensters 2005 werden aller Wahrscheinlichkeit nach 2 Missionen mit den
Namen Mars Reconnaissance Orbiter und Mars Surveyor 2005 Orbiter in Richtung Mars
aufbrechen. Neben exakten Messungen zur Kartografierung des Planeten sollen sie auch
Bilder vom Mars mit einer Auflösung von 20 Zentimetern liefern können.
Andere
Ideen sehen für die folgenden Jahre Kleinstmissionen mit Sonden unter 200 Kilogramm vor,
die auf normalen Raketen gewissermaßen als Beiwerk huckepack reiten und danach von
alleine zum Mars starten könnten. Dort wären sie beispielsweise in der Lage, zahlreiche
derselben Penetratoren auf den roten Planeten abzuwerfen (die bereits für 1999 vorgesehen
waren). Auch eine sogenannte MICE-Sonde (Mars Ice Cap Explorer), welche sich mithilfe
eines Nuklearreaktors kilometertief in die Nordpolkappe des Planeten schmelzen würde und
damit ein umfassendes Bild der Klimageschichte des Mars zeichnen und eventuell sogar Leben
entdecken könnte, käme in näherer Zukunft in Betracht. In Frage käme auch der Einsatz
eines sogenannten Marsballs, eines kugelförmigen, mit Luft gefüllten Gebildes, das sich
dank seiner Form nur durch den Wind und Flüssigkeitsverschiebungen im Inneren bewegen und
dabei Messungen durchführen könnte. Auch ist ein Projekt in Planung, bei dem eine Art
Heißluftballon jahrelang über dem Mars schweben soll. Hierzu würde er aus Boden und
Luft den benötigten Treibstoff gewinnen (oder einfach tagsüber die gute Thermik
ausnutzen) und damit innerhalb von einigen wenigen Stunden über hundert Kilometer
zurücklegen können. Die jeweiligen Landeplätze könnte die Sonde dann 2 oder 3 Tage
lang untersuchen oder gar Bodenproben von ihnen nehmen. Auf diese Weise könnte sie im
Laufe mehrerer Jahre hunderten von exotischen Gegenden auf dem Mars einen Besuch abstatten
und ein umfassendes und detailliertes Bild des Planeten zeichnen. Dieselbe Idee wird auch
mit einem Leichtflugzeug namens Mars Hopper verfolgt, welches ebenfalls durch
komprimiertes, flüssiges Kohlendioxid angetrieben werden und damit nonstop eine Strecke
von 200 Kilometern überwinden soll. Doch ist es noch eine Frage der Technik, bis eine
derartige Sonde in der dünnen Marsluft einsatzbereit sein wird.
Im 2.
Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts (vermutlich zwischen 2011 und 2014, eventuell schon zwei
oder gar vier Jahre früher) hat in der unbemannten Raumfahrt aller Wahrscheinlichkeit
nach eine sogenannte Sample-Return-Mission, also der Transport einer
Bodenprobe von etwa 500 Gramm der verschiedensten (etwa 200 Proben 30 bis 100
unterschiedlicher Arten), von verschiedenen Rovern und Bohrsonden gesammelten
Gesteinsproben vom Mars zurück zur Erde höchste Priorität. Dabei könnte die Mission
mit einem sehr klein geplanten Rückkehrvehikel, dass auf seiner eigenen Landestufe
starten würde, sehr viel Kosten sparen; besonders, wenn man mehrere Proben aus
unterschiedlichen Regionen des Mars zusammentragen und zum blauen Planeten
zurücktransportieren will. Und obwohl es nicht sehr wahrscheinlich scheint, dass in
diesen 3-Gramm-Proben Fossilien gefunden werden, ließen sich an jeder von ihnen
tausende wertvolle Untersuchungn durchführen. Zwar wäre auf große Sicherheitsmaßnahmen
zu achten, um die Erde nicht der - unwahrscheinlichen - Gefahr einer potenziellen
Verseuchung durch eventuell sehr robuste (und daher gefährliche, wenn nicht gar
tödliche) Marsmikroben auszusetzen, doch die Aussicht auf Erfolg lässt die
Kritikerstimmen leiser werden: Solche Proben könnten nach der Rückkehr der Sonden
jahrelang in den größten und besten Labors der Welt (man rechnet mit etwa 7 Jahren
Planungs- und Bauzeit, um eine perfekte Quarantäne in beide Richtungen gewährleisten zu
können) untersucht werden und die Marsforschung so einen gewaltigen Schub nach vorne
bringen. Außerdem könnten die Bodenproben unterschiedlicher Regionen die Entscheidung
maßgeblich mitbestimmen, an welcher Stelle zum ersten Mal Menschen den roten Planeten
betreten. zum Anfang
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5.) Mikroskopisches Leben auf dem Mars? - die Suche nach Wasser |