Risiken und Nebenwirkungen
Eine Marsmission ist auch heute noch Nervensache. Deutlich mehr als die Hälfte der über 30 Expeditionen zu unserem roten Nachbarn sind bisher gescheitert. Sechs Fehlversuche zwischen 1960 und 1964 waren nötig, bis Mariner 4 im Juli 1965 die ersten 22 Nahaufnahmen vom Mars lieferte. War es früher der politisch motivierte Wettlauf der Supermächte, der die Spannung lieferte, so ist es heute nur noch der Kampf gegen die Tücken des Objekts, der Nerven kostet. Es ist heute schwerer geworden, der Öffentlichkeit den Verlust von Millionen oder gar Milliarden von Forschungsdollars bzw. -euros zu vermitteln.
Schmerzlich war zum Beispiel der Verlust des Mars Observer. 17 Jahre hatten die USA keine Sonde mehr zum Mars geschickt. 1993 sollte es dann endlich wieder einmal so weit sein. Doch drei Tage vor dem geplanten Eintritt in die Marsumlaufbahn verschwand die Sonde am 22. August plötzlich von den Monitoren der Flugüberwachung. Wahrscheinlich hatte ein fehlerhaftes Ventil zur Explosion des Triebwerks geführt. Eine Milliarde Dollar und die Arbeit von Jahren waren verloren.
Damit sich die Risiken in Zukunft begrenzen lassen, verkündete die NASA daraufhin eine neue Strategie: faster, cheaper, better sollten die zukünftigen Missionen sein. Kritiker behaupten allerdings, dass man immer nur zwei dieser Ziele gleichzeitig erreichen kann ...
Zu diesen neuen Missionen gehörte die erfolgreiche Pathfinder Mission des Jahres 1997. Mediengerecht landete Pathfinder am 4. Juli 1997, dem amerikanischen Unabhängigkeitstag, im Ares Vallis. Millionen von Menschen schlossen das kleine Marsauto bald in ihr Herz, das - von der Erde aus ferngesteuert - die Umgebung des Landers erkundete. Weihnachten 1997 waren Fernlenkautos der Verkaufsrenner...
Im September 1997 - wenige Wochen nachdem das Marsauto Sojourner planmäßig seine Arbeit beendet hatte - erreichte der Mars Global Surveyor den Mars und begann Ende des Jahres mit der kartographischen Vermessung des roten Planeten. Aufregende Bilder von Landschaften mit trockenen Flusstälern erreichten die Erde. Hat es vielleicht doch einmal Wasser auf dem Mars gegeben?
Doch die Freude währte nicht lange. 1999 ging wieder als ein schwarzes Jahr in die Erforschung unseres Nachbarn ein: Ein falsches Bahnmanöver, bei dem metrische mit Zolleinheiten verwechselt worden waren, führte erst zum Verlust des Mars Climate Orbiter. Wenige Wochen später verlor die NASA aus unbekannten Gründen dann auch noch den Mars Polar Lander, der in der Nähe des Südpols nach Wasser suchen sollte.
War am falschen Ende gespart worden? Waren die 330 Millionen Dollar für diese beiden Missionen zu wenig gewesen? Für die nächsten beiden Missionen wurde jedenfalls wieder mehr Geld ausgegeben. Auf ca. 500 Millionen Dollar beläuft sich das Budget für den Mars Global Surveyor und die 2001 Mars Odyssey Missionen. Und tatsächlich, beide Missionen verliefen bzw. verlaufen erfolgreich.
Das Marsjahr 2003 - Europa ist wieder dabei
Frühjahr 2003: Die Erde setzt mit 35 Kilometern pro Sekunde auf der Innenbahn des Planetensystems zum Überholmanöver an. Noch hat Mars auf der Außenbahn einen Vorsprung, aber das dritte Kepler'sche Gesetz benachteiligt den roten Planeten. Nicht nur, dass er auf seiner größeren Bahn einen weiteren Weg zurücklegen muss, er ist mit 24 Kilometer pro Sekunde auch noch deutlich langsamer als die Erde. Und so werden wir am 28. August 2003 in nur 56 Millionen Kilometer Abstand an unserem Nachbarn vorbeiziehen.
In dieser günstigen Situation verlassen drei Marssonden die Erde: Wie so oft schicken die Amerikaner ein Tandem zum Mars - die beiden Mars Exploration Rover. Es sind Roboter auf Rädern, die auf der Suche nach Wasserspuren die Umgebung ihres Landeplatzes erforschen werden. Sie starten im Sommer und treffen im Januar 2004 auf dem Mars ein.
Die Europäer schicken ihren Mars Express, der Anfang Juni 2003 in Baikonur gestartet ist und zu Weihnachten sein Ziel erreichen soll. Und schließlich ist da auch noch ein Nachzügler unterwegs: Die japanische Sonde Nozomi. Schon seit dem 4. Juli 1998 ist sie auf dem Weg und wird den Mars voraussichtlich im Januar 2004 erreichen. Antriebsprobleme hatten sie zu einem Treibstoff sparenden Umweg gezwungen. Die vier Missionen treffen beim Mars die beiden amerikanischen Orbiter Mars Global Surveyor und 2001 Mars Odyssey an, die auch immer noch Daten zur Erde schicken. So viel Mars war noch nie...
Mars Express - Europas Zug zum Mars
Seit dem Ende des Kalten Krieges und des mit ihm verbundenen Wettlaufs zwischen den Supermächten spielen finanzielle Fragen eine immer größere Rolle. Die europäische Raumfahrtbehörde ESA hat sich darauf eingestellt und nach dem Motto „Zeit ist Geld“ ihre Marsmission in Expresszeit auf die Beine gestellt. Daher der Name: Mars Express. Doch nicht nur neue Managementmethoden sollen Einsparungen bringen. Nur 20% der Teile des Mars Express mussten neu entwickelt werden. Der Rest stammt im Wesentlichen aus der „Ersatzteilschublade“ der Rosetta Sonde. Eigentlich sollte Rosetta schon seit Januar 2003 auf dem Weg zum Kometen Wirtanen sein, aber der Start wurde um mindestens ein Jahr verschoben, da es - glücklicherweise vor dem Start - Probleme mit der Startrakete Ariane V gegeben hatte. So werden die für Rosetta entwickelten Komponenten bereits beim Mars sein, wenn Rosetta selbst noch auf den Start wartet...
Die Lokomotive für den Mars Express
Auch für den Start des Mars Express wurde nach kostengünstigen Lösungen gesucht. Seit 1996 gibt es die europäisch-russische Organisation Starsem. Starsem verkauft Raketenstarts mit den bewährten Sojus-Trägersystemen. Starsem-Starts sind günstiger als Starts mit der Ariane oder einer amerikanischen Delta-Rakete. Für den Mars Express hat man als „Lokomotive“ eine Sojus-Fregat Rakete genutzt. Die fast 44 Meter hohe Rakete basiert auf der inzwischen vierzig Jahre alten Sojus-Entwicklungsserie, die seit 1963 bei über 1500 Starts nur 2% Verluste zu verzeichnen hat.
Charakteristisch sind die vier kegelförmigen Boosterraketen, die um die zentrale zweite Stufe angeordnet sind und der Sojus im unteren Bereich einen Durchmesser von 10 Metern verleihen. Um ihre Nutzlast - Mars Express wog übrigens beim Start ungefähr so viel wie ein VW Golf - in die Umlaufbahn zu bringen, reichen normalerweise die drei Stufen der konventionellen Sojus. Wenn aber komplizierte Manöver im Orbit erforderlich sind, wird zwischen Nutzlast und dritter Stufe noch das Fregat-Modul montiert. Diese vierte Stufe ist eigentlich ein autonomes System, das im Weltraum navigieren kann. Bis zu 20-mal können seine Triebwerke gezündet werden. Fregat gibt dem Mars Express den notwendigen Schub(s), um ihn auf den Weg zum Mars zu bringen. Nach getaner Arbeit wird Fregat vom Mars Express getrennt, kehrt zur Erde zurück und verglüht in der Erdatmosphäre.
Die „Abfahrt“ des Mars Express erfolgte am 2. Juni 2003 vom “Weltraumbahnhof“ des Baikonur Kosmodroms in Kasachstan. Hier finden seit dem legendären Sputnik- die meisten sowjetischen bzw. russischen Starts statt. Für Mars Express gab es ein enges Startfenster: Der Start musste zwischen dem 1. und dem 11. Juni 2003 erfolgen, sonst hätte Mars Express sein Ziel verfehlt. Nur in dieser Zeit war die Position der Erde zum Mars so günstig, dass die von der Sojus-Fregat erteilte Geschwindigkeit ausreichte, den Mars am berechneten Punkt zu treffen. Und so lief der Start ab:
20 Sekunden vor dem Abheben der Mars Express-Lokomotive wurden die Booster und die zentrale zweite Stufe gezündet. Sobald der notwendige Schub erreicht war, wurde die Sojus frei gegeben und hob ab. Nach dem Abheben brannten die Booster noch zwei Minuten, wurden dann abgetrennt und die zweite Stufe brannte alleine weiter. Nach weiteren drei Minuten hatte auch diese Stufe ihren Brennstoff aus flüssigem Sauerstoff und Kerosin verbraucht und die dritte Stufe übernahm die Arbeit. Noch vier Minuten, dann war die Umlaufbahn in ca. 200 Kilometern Höhe erreicht und Mars Express in der Spitze der Rakete hatte die schlimmste Phase der Reise überstanden.
Das Fregat-Modul brachte Mars Express dann in eine Parkbahn und wenige Stunden später stieß es die Sonde noch einmal an, um sie auf den Weg zum Mars zu bringen. Dass alles geklappt hatte, konnte man den glücklichen Gesichtern in Baikonur und im ESOC, dem Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt, ansehen ...
Am Ziel
Wenn alles planmäßig verläuft, wird Mars Express sein Ziel am zweiten Weihnachtsfeiertag nach 208 Reisetagen erreichen. Und dann beginnt die Arbeit der internationalen Instrumentencrew an Bord. Zwei Hauptziele hat die Mission: Zum einen soll die Kenntnis der Mars-Geologie erweitert werden, um die Befunde des Mars Global Surveyor zu vertiefen. Und dann gibt es noch die zweite große Frage, die aufs Engste mit der Frage nach dem Leben auf dem Mars zusammenhängt: Gibt es noch Wasser auf dem Mars?
Die Crew der Wassersucher:
- ASPERA (Schweden) untersucht die Wechselwirkung der Marsatmosphäre mit dem Sonnenwind. Kann es sein, dass der Sonnenwind das Wasser, das der Mars vielleicht einmal besaß, einfach weggeweht hat, nachdem es als Wasserdampf in die Atmosphäre gelangt war?
- MARSIS (Deutschland) ist ein Radarsystem, das unter der Marsoberfläche nach Eis suchen wird (Permafrost). Echos bis aus zwei Kilometern Tiefe können empfangen werden. Dieses Experiment ist besonders spannend, da die Suche auf der Oberfläche ja bisher erfolglos war.
- OMEGA (Frankreich) untersucht die Oberfläche mineralogisch und könnte Eiskristalle finden.
- PSF (Italien, Russland, Polen) sucht mit einer anderen Methode als OMEGA nach verdächtigen Oberflächenstrukturen, die auf Wassereis hindeuten könnten.
- SPICAM (Frankreich) sucht nach Ozon in der Mars-Atmosphäre.
- HRSC (Deutschland) liefert die bisher besten Bilder vom Mars mit einer Auflösung von nur zwei Metern. Die stereoskopische Farbkamera gestattet auch die Bestimmung genauer Höhenprofile und wird die von Mars Global Surveyor entdeckten trockenen „Flusstäler“ untersuchen.
- BEAGLE 2 (UK) ist nur Fahrgast an Bord des Orbiters. Kaum angekommen, wird der 60kg schwere Lander „abspringen“ und wenig später weich auf dem Mars landen. Dieser Marstourist hat seine eigene Kamera, ein Mikroskop (aus Deutschland) und ein kleines Chemielabor dabei. Im Gegensatz zu den amerikanischen Rovern kann sich der Beagle nicht fortbewegen. Er wird im Marssand sitzen und mit seiner “Schaufel“ im Sand graben.
Und wenn die vereinte Suchmannschaft Wasser auf dem Mars findet?
Eine solche Erfolgsmeldung könnte unser Weltbild dramatisch verändern. Schließlich geht es um die interessanteste Frage der Weltraumforschung: Ist das Leben auf der Erde etwas Einzigartiges oder können wir annehmen, dass irgendwo da draußen noch andere Lebensformen existieren? Ohne Wasser ist die Entwickung von höherem Leben schwer vorstellbar und so wäre Wasser auf dem Mars vielleicht die aufregendste Entdeckung des noch jungen einundzwanzigsten Jahrhunderts.
Mars - Planet des Jahres 2003
Mars, der taumelnde Unglücksbote
Vor 100 Jahren: Das Marsfieber
Marsrätsel
Leben auf dem Mars?
