Quelle: ESA / Science & Exploration / Human and Robotic Exploration, 9. März 2026

Eine Reise durch den Weltraum zu unternehmen, wenn die Wahrscheinlichkeit von Sonnenstürmen und Sonneneruptionen am höchsten ist, erscheint zunächst widersinnig, doch neue Forschungsergebnisse zeigen, dass eine solche Reise gerade dann sicherer ist, wenn die Sonne am aktivsten ist. Die erhöhte Sonnenaktivität fegt die energiereiche Weltraumstrahlung aus unserem Sonnensystem hinaus. Eine bemannte Marsmission während des nächsten Höhepunkts des Sonnenzyklus könnte die Belastung durch schädliche Strahlung im Vergleich zu einer Reise während eines Sonnenminimums möglicherweise um die Hälfte reduzieren.

Strahlungsmessungen des ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) der ESA bestätigen die paradoxe Erkenntnis, dass Reisen während des Sonnenmaximums der beste Zeitpunkt dafür sind. Ein internationales Forschungsteam kam zu dem Schluss, dass eine Besatzung die Hin- und Rückreise ohne Überschreitung der Strahlungsrichtlinien absolvieren könnte. Außerdem lieferten sie Schätzungen zu den Strahlungsdosen, denen eine Besatzung bei verschiedenen Missionsszenarien ausgesetzt wäre.

Strahlungsdosen für Astronauten
Eine der größten Herausforderungen bei der Entsendung von Menschen zum Mars ist ihre Exposition gegenüber Weltraumstrahlung. Ionisierende Strahlung birgt ernsthafte Gesundheitsrisiken, darunter ein erhöhtes Krebsrisiko, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Katarakte. Außerhalb des schützenden Magnetfelds der Erde könnte ein Astronaut auf einer Marsmission Strahlungsdosen ausgesetzt sein, die um ein Vielfaches höher sind als auf unserem Planeten. Die Strahlungsgrenze der ESA für die gesamte Laufbahn eines Astronauten liegt bei 1000 Millisievert, der Einheit für die effektive Dosis, die zu Schäden am menschlichen Gewebe führen kann. Höhere Dosen über kurze Zeiträume stellen akute Risiken dar, während niedrigere Dosen hauptsächlich zu langfristigen Gesundheitsrisiken beitragen.

Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass eine Marsmission während eines Sonnenminimums die Strahlungsdosis durch galaktische kosmische Strahlung gefährlich nahe an die ESA-Grenzwerte heranbringen würde. Die neue Analyse erweitert den Umfang anhand von Daten des Liulin-MO-Dosimeters an Bord des TGO und des Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRaTER) an Bord des Lunar Reconnaissance Orbiter über einen Zeitraum von 15 Jahren.

Kein Ort, an dem man sich verstecken kann
Auf dem Weg zum Mond und zum Mars sind Astronauten zwei Hauptquellen kosmischer Strahlung ausgesetzt: galaktischer kosmischer Strahlung und energiereichen Teilchen aus dem Sonnenwind. Erstere entsteht durch energiereiche Ereignisse außerhalb unseres Sonnensystems, wie beispielsweise Supernovae, letztere durch starke Sonneneruptionen. Während solaren energetischen Partikelströmen können sich Astronauten in ihrem Raumschiff in Sicherheit bringen. Diese Stürme sind unvorhersehbar, aber bei ausreichender Vorwarnung und Abschirmung können sich die Besatzungen in „Sturmschutzräume“ zurückziehen – Bereiche mit zusätzlicher Abschirmung. Auf der Internationalen Raumstation suchen Astronauten Zuflucht in den Schlafräumen oder in der Küche.

Es gibt jedoch keinen Ort, an dem man sich vor dem ständigen Beschuss durch galaktische kosmische Strahlung verstecken kann. Diese Teilchen bewegen sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und durchdringen sowohl die Abschirmung von Raumfahrzeugen als auch den menschlichen Körper. Wenn sie gestoppt werden, lösen kosmische Strahlen oft Schauer von Sekundärteilchen aus, die für den Menschen noch schädlicher sein können. Auf der Marsoberfläche wären Astronauten einer um bis zu 60 % geringeren Strahlenbelastung ausgesetzt als während der interplanetaren Reise. Höhlen und Lavaröhren könnten gute Lebensräume sein, um die Strahlenbelastung zu reduzieren.

Beste Reise zum Mars
Die Studie berechnete die Strahlungsdosis für simulierte Marsmissionen unter verschiedenen Sonnenaktivitätsniveaus und für drei Flugbahnen: die energieeffizienteste, aber längste Route, die energieintensivste, aber kürzeste Route und einen Kompromiss zwischen beiden.

Bei allen drei Arten nimmt die kumulative Strahlungsdosis durch kosmische Strahlung in der Nähe des Sonnenmaximums deutlich ab. Eine unruhige Sonne scheint der einzige Trost gegen galaktische kosmische Strahlung zu sein.

Das Team analysierte die Transferbahnen zum Mars in den letzten 60 Jahren und simulierte mit einem mehrschichtigen Wasserball, wie viel Strahlung die Organe im menschlichen Körper absorbieren würden. Schnellere Transferbahnen könnten die Strahlenbelastung um 55 % reduzieren, wenn sie während des Sonnenmaximums statt während des Sonnenminimums zurückgelegt würden, während Missionen mit treibstoffsparenden Flugbahnen eine Reduzierung von bis zu 45 % erzielen könnten.

„Um die Strahlungsgrenzwerte für die gesamte Berufslaufbahn einzuhalten, sollten Missionsplaner bestimmte Transferbahnen und Startfenster sorgfältig auswählen“, sagt Robert Wimmer-Schweingruber, Mitautor von der Universität Kiel, Deutschland.

Der Schutz der Astronauten bei ihren Vorstößen in den Weltraum hat für die ESA höchste Priorität. „Diese Studie hilft uns, die Schwankungen des Sonnenzyklus in klare Ziele für Missionsbahnen und Risikominderung umzuwandeln. Wir können quantifizieren, wie viel wir durch die Wahl eines bestimmten Startfensters und schnellerer Flugbahnen gewinnen können und wann wir noch bessere Abschirmungs- und Betriebskonzepte benötigen, um Marsmissionen wirklich sicherer zu machen“, sagt Anna Fogtman, Leiterin des Strahlenschutzes bei der ESA.

Artikel veröffentlicht in Space Weather am 9. März 2026, „The constraint of crewed Mars missions based on current radiation dose measurements” (Die Einschränkungen bemannter Marsmissionen auf Grundlage aktueller Strahlungsdosismessungen) von Chao Zhang und Forschern der Universität für Wissenschaft und Technologie China, der Universität Kiel in Deutschland und der Universität Michigan, USA.

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• Marsflug, Marsbasis

Der Beitrag Das Strahlungsparadoxon: Warum das Sonnenmaximum die sicherste Zeit für eine Reise zum Mars ist erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Beitrag von Anna-Janina Stöhr, 04. März 2026.

Wie lässt sich der Weltraum rechtlich nutzen und welche Regeln gelten für Staaten und private Unternehmen, wenn es um Mondmissionen oder Ressourcennutzung geht? Diese Fragen diskutieren wir in unserem Interview mit Prof. Dr. Marcus Schladebach. Er ist Professor für Öffentliches Recht, Medienrecht sowie Luft- und Weltraumrecht an der Universität Potsdam und deutscher Delegierter beim UN-Weltraumausschuss in der Expertengruppe zur Mondnutzung. Im Gespräch gibt er Einblicke in internationale Rechtsgrundlagen, aktuelle Entwicklungen wie den Mondbergbau und die Artemis Accords sowie die Chancen und Herausforderungen für private Raumfahrtunternehmen.

Raumfahrer.net: Welche internationalen Rechtsgrundlagen regeln derzeit die Nutzung des Weltraums?

Prof. Dr. Marcus Schladebach: Wir haben hier fünf große Verträge. Erstens der Weltraumvertrag von 1967, der unter UN-Ägide, hauptsächlich von den USA und der Sowjetunion, verhandelt wurde. Der ist bis heute von 116 Staaten ratifiziert, darunter Deutschland, und weitere 23 haben ihn nur unterzeichnet. Das ist sozusagen das Vorstadium.

Dann gibt es noch weitere Verträge, die eigentlich nur Konkretisierungen sind, weil der Weltraumvertrag sehr allgemein formuliert ist. Große Worte, friedliche Nutzung des Weltraums, gemeinsames Erbe der Menschheit, sozusagen Grundsatzdinge. Deshalb kamen dann:

• 1968 das Rettungsübereinkommen für Raumfahrer,
• 1972 das Haftungsübereinkommen bei Unfällen,
• 1975 das Registrierungsübereinkommen, damit Raumfahrzeuge angemeldet werden, bevor sie ins All geschickt werden,
• 1979 der Mondvertrag, als Reaktion auf Armstrong & Aldrin.

Der Haken beim Mondvertrag: Die großen Raumfahrtnationen haben ihn nicht ratifiziert. Nur 18 Staaten haben ratifiziert, die politisch oder symbolisch dabei sind, aber keine Rolle im Raumfahrtgeschäft spielen. Praktisch bedeutet das, für den Mond ist der Vertrag bedeutungslos.

Interessant ist trotzdem, dass im Mondvertrag das Abbausystem für Bodenschätze steht. Artikel 11 erlaubt es prinzipiell, Bodenschätze auf dem Mond zu nutzen. Aber alles unter dem Gedanken „Gemeinsames Erbe der Menschheit“, der Mond gehört keinem einzelnen Staat, genauso wie die Erde. Das ist der bekannte Gemeinschaftsgedanke, den sowohl der Weltraumvertrag von 1967 als auch der Mondvertrag festschreiben.

Raumfahrer.net: Ist der Abbau von Ressourcen auf dem Mond oder Asteroiden nach geltendem Recht erlaubt?

Prof. Schladebach: Im Mondvertrag steht grundsätzlich: Wenn ich Bodenschätze abbauen will, muss ich allen anderen Staaten, die inaktiv bleiben etwas abgeben. Also ein Verteilungssystem, einer arbeitet, alle anderen profitieren. Ich nenne das in meinen Auftritten gerne „Kommunismus im Weltraum“. Wenn alle Himmelskörper allen gehören, sollen auch alle vom Abbau profitieren.

Jetzt kann man sich vorstellen, wie damals die großen Raumfahrtnationen – USA, Deutschland, Russland – das von der UN-Generalversammlung vorgelegt bekommen haben und dem nicht zustimmen wollten, dass wenn sie die Arbeit leisten, alle anderen davon profitieren. Und deshalb wurde der Mondvertrag von den großen Industriestaaten nicht ratifiziert. Artikel 11 Absatz 7 ist also praktisch bedeutungslos.

Also, zur Frage, ob der Abbau von Ressourcen nach geltendem Recht erlaubt ist: Nein. Man kann sich nicht auf den Mondvertrag berufen, weil man ihn nicht ratifiziert hat. Dann fällt man zurück auf den Weltraumvertrag von 1967, und da steht in Artikel 2: niemand darf sich etwas aneignen. Das unterstützt den Gemeinschaftsgedanken: Allen gehört alles, also darf sich niemand etwas exklusiv sichern – weder Staaten noch Privatpersonen. Lustige Beispiele gibt’s ja, Leute verkaufen „Mondzertifikate“ oder Sternenrechte, aber das geht nicht.

Fazit: Bodenschätze abbauen wäre eine Aneignung im Sinne von Artikel 2, und das ist nach dem Gemeinschaftsgedanken verboten.

Raumfahrer.net: Unter welchen Voraussetzungen dürfen private Unternehmen im All tätig werden, und welche Verantwortung tragen Staaten für deren Aktivitäten?

Prof. Schladebach: Das ist tatsächlich ein echter Wandel in der Raumfahrtgeschichte. Früher gab es im Grunde nur staatliche Akteure, also Raumfahrtagenturen wie die NASA, Roskosmos, die ESA oder die JAXA. Jetzt treten zunehmend private Unternehmen auf den Plan, schlicht weil sie enorme finanzielle Mittel haben.

Grundsätzlich dürfen private Unternehmen im All tätig werden. Das ist im Weltraumvertrag ausdrücklich vorgesehen und zwar schon seit den 1960er-Jahren. In Artikel 6 ist erstaunlich visionär geregelt, dass nicht nur Staaten, sondern auch nichtstaatliche Akteure im Weltraum aktiv sein können.

Aber: Völkerrechtlich verantwortlich bleibt immer der Staat. Artikel 6 stellt klar, dass der Staat für die Aktivitäten „seiner“ privaten Unternehmen nach außen haftet. Wenn also ein Unternehmen im All Schäden verursacht, trifft die Verantwortung zunächst den sogenannten Startstaat – also den Staat, von dessen Territorium aus gestartet wird oder der die Aktivität genehmigt hat. Er hat die Gefahrenquelle geschaffen und zugelassen, dass dieses Unternehmen tätig wird, und muss deshalb auch geradestehen. Genau deshalb hat der Staat ein starkes Interesse daran, private Akteure streng zu beaufsichtigen.

Raumfahrer.net: Welche Rolle spielen nationale Weltraumgesetze für die kommerzielle Nutzung außerirdischer Rohstoffe?

Prof. Schladebach: Wenn ein Staat private Unternehmen ins All lassen will, dann will er natürlich nur solche Akteure zulassen, die zuverlässig sind – technisch, finanziell und organisatorisch solide aufgestellt.

Genau dafür braucht es ein nationales Weltraumgesetz. Darin werden die Genehmigungsvoraussetzungen festgelegt – also unter welchen Bedingungen ein privates Unternehmen überhaupt starten darf. Und es geht nicht nur um die einmalige Erlaubnis, sondern auch um eine ständige Aufsicht, wie sie Artikel 6 des Weltraumvertrags ausdrücklich verlangt.

Das liegt im ureigenen Interesse des Staates. Deshalb richtet er ein Prüfverfahren ein, ähnlich wie bei anderen genehmigungspflichtigen Tätigkeiten auf der Erde. Man prüft vorab, ob ein Unternehmen seriös agieren wird. Das ist natürlich immer eine Prognoseentscheidung, aber ohne ein solches Verfahren geht es nicht.

Und was ist mit deutschen Unternehmen? Wir haben ja richtig gute Technik, viel Innovationspotenzial, und es ist gut möglich, dass deutsche Firmen auch Interesse an Aktivitäten im All hätten. Das Problem: Es gibt in Deutschland kein nationales Weltraumgesetz, das genau regelt, unter welchen Bedingungen deutsche Unternehmen tätig werden dürfen. Man könnte sagen, die Bundesregierung hat andere Prioritäten, aber das Thema wird schon seit Jahren verschoben. Es gibt nur sogenannte Eckpunkte der alten Bundesregierung vom 5. September 2024. Jetzt hofft man, dass diese Eckpunkte vielleicht umgesetzt werden.

Wichtig wäre, dass Deutschland den privaten Unternehmen rechtssichere, finanz- und investitionssichere Grundlagen bietet, wie es Artikel 6 Satz 2 des Weltraumvertrags vorsieht. Denn private Unternehmen investieren viel Geld, und ohne klare Regeln können sie nicht planvoll agieren.

Raumfahrer.net: Ist das bestehende Weltraumrecht noch auf die Realität der heutigen Raumfahrt zugeschnitten? Sehen Sie konkrete Regelungslücken?

Prof. Schladebach: Ich bin ein Fan des Weltraumvertrags. In den 60ern, mitten in Kuba-Krise, Berlin-Krise, Atomspannung – trotzdem haben sie sich auf Grundsätze geeinigt, die bis heute noch gelten. Das ist schon beeindruckend.

Aber es gibt konkrete Regelungslücken. Die wichtigste ist der Mondbergbau. Ob der wirklich sinnvoll ist, können eher Geowissenschaftler beurteilen – wie viel Rohstoffe sind da, ist es technisch machbar oder nicht. Mit zunehmender Weltbevölkerung muss man sich fragen, wie die Menschheit ihren Rohstoffhunger stillt.

Zweitens: Weltraummüll. Große Metallobjekte, alte Satelliten, die Starlink-Satelliten – die verglühen nicht so einfach in der Atmosphäre. Bisher gibt es keine internationale Regelung, die Staaten verpflichtet, Weltraummüll zurückzuholen oder die Kosten zu tragen. Ich habe schon vor 15 Jahren vorgeschlagen: Wer etwas hochschickt, muss sich auch um die Entsorgung kümmern, wie auf der Erde. Wenn man die Umlaufbahn nicht sauber hält, wird das Starten immer komplizierter.

Drittens: Geistiges Eigentum. Auf der ISS gibt es zwar eine Art Regelung für die dort durchgeführten Experimente, aber das gilt nicht international für alle Missionen. Wenn einer der Forscher dort oben etwas entdeckt oder eine neue Technologie entwickelt, ist oft unklar, wem die Rechte daran gehören – dem einzelnen Forscher, dem betreibenden Unternehmen oder dem Staat, von dem aus gestartet wurde. Gerade angesichts der zunehmenden Beteiligung privater Akteure wird das schnell relevant, denn geistiges Eigentum kann extrem wertvoll sein.

Zwei weitere heiße Themen: Space Traffic Management, also Verkehrsordnung im Weltraum. Es gibt ein Manual der Uni Köln, gefördert von der ESA, wie man sich verkehrlich im All verhält. Und Planetary Defense, also Verteidigung der Erde gegen Meteoriten oder andere einschlagende Objekte.

Raumfahrer.net: Welche Bedeutung haben Initiativen wie die Artemis Accords für die zukünftige Nutzung des Mondes – entsteht hier ein paralleles Regelwerk zum bestehenden Völkerrecht?

Prof. Schladebach: Die Artemis Accords sind ein Versuch der USA, das rechtliche Hindernis für Mondbergbau zu umgehen. Die Amerikaner haben am 13. Oktober 2020 dieses Vertrags-ähnliche Konzeptpapier entworfen mit 13 Artikeln, als Einladung an Staaten, sich an neuen Mondmissionen zu beteiligen. Juristisch sind die Accords kein völkerrechtlicher Vertrag, sie können nicht ratifiziert werden. Trotzdem haben mittlerweile 59 Staaten, darunter Deutschland, unterschrieben.

Besonders interessant: In Artikel 10 Absatz 2 der Accords steht versteckt, dass der Abbau von Bodenschätzen nicht zwingend als Aneignung nach Artikel 2 des Weltraumvertrags zu sehen ist. Für die USA ist das ein Weg, die wirtschaftliche Nutzung zu ermöglichen, ohne direkt gegen bestehendes Völkerrecht zu verstoßen.

Deutschland hat als 29. Staat unterzeichnet, aber gleichzeitig eine Zusatzerklärung nachgeschoben, dass man am Aneignungsverbot festhält – das ist widersprüchlich, weil die Accords selbst eben versuchen, dieses Hindernis aufzuweichen.

Kurz gesagt: Wer Mondbergbau machen will, muss die Hürde des Gemeinschaftsgedankens überwinden. Die Artemis Accords versuchen das „durch die Hintertür“, und die Diskussion dazu läuft in den entsprechenden UN-Gremien. Aber konkrete Ergebnisse gibt es noch nicht, weil die Interessen der verschiedenen Staaten sehr unterschiedlich sind.

Raumfahrer.net: Was würde passieren, wenn ein Staat entgegen internationaler Regeln Rohstoffe abbaut? Und ist das bestehende Weltraumrecht stark genug, um solche Konflikte zu verhindern?

Prof. Schladebach: Rechtlich passiert erstmal gar nichts. Im Völkerrecht gibt es leider kaum Durchsetzungsbefugnis. Man könnte vielleicht den UN-Weltraumausschuss anrufen, aber der hat keine Sanktionsbefugnis. Eher theoretisch könnte ein Konkurrenzstaat den Internationalen Gerichtshof in Den Haag einschalten. Der würde dann prüfen, ob durch den Abbau das Aneignungsverbot aus dem Weltraumvertrag von 1967 verletzt wurde. Praktisch wird das aber kaum passieren, weil man sich diplomatisch nicht gleich verknoten will.

Wahrscheinlich werden neue Regelungen kommen müssen, vielleicht ein „Mondvertrag 2.0“. Aber momentan gibt es keine Institution mit echter Durchsetzungskraft, außer dem Internationalen Gerichtshof oder dem Permanent Court of Arbitration (PCA) in Den Haag. Der PCA kann Schiedsverfahren zwischen Staaten machen, so eine Art Ausgleich. Theoretisch könnte man also einen Staat da hinziehen, aber das ist eher unwahrscheinlich.

Raumfahrer.net: Denken Sie, dass der Abbau von Rohstoffen im Weltall in den nächsten 20 Jahren Realität wird?

Prof. Schladebach: Ja, das wird passieren. Alles, was technisch möglich ist, macht die Menschheit, ob es klug ist oder nicht. In fünf, sechs, sieben Jahren wird die Technik wahrscheinlich soweit sein. Dann wird gesagt: „Es gibt ja keine Regeln, also ist es erlaubt.“ Eigentlich gilt aber noch der Weltraumvertrag, also offiziell ist es nicht erlaubt.

Aber die großen Staaten werden es machen: USA, China, Russland, vielleicht Indien, und auch Staaten wie die Vereinigten Arabischen Emirate, die viel Geld haben. Es geht oft darum, der Erste zu sein – egal ob Staat oder privates Unternehmen – immer mit einem verantwortlichen Staat im Hintergrund.

Bisher denkt niemand wirklich über die Konsequenzen nach. Ich habe letztes Jahr im UN-Weltraumausschuss in Wien vorgeschlagen, dass ein Eingriff in die Mondoberfläche auch als Eingriff in eine Art Umwelt gesehen werden sollte, auch wenn es kein Ökosystem wie auf der Erde gibt. Auf der Erde gibt es Umweltverträglichkeitsprüfungen, bevor man in Flüsse, Meere oder Gebiete eingreift, die auch international anerkannt sind. Und genau so sollte man auch auf den Mond schauen: man sollte prüfen, welche Folgen der Abbau dort hat, bevor man einfach alles verändert.

Raumfahrer.net: Was wäre Ihre persönliche Wunschvorstellung?

Prof. Schladebach: Dass wir die Ressourcen erst einmal auf der Erde vernünftig nutzen. Dass wir uns um die wiederanbaubaren Rohstoffe kümmern und die Himmelskörper wie den Mond in Ruhe lassen. Denn wenn man den Mond jetzt bewirtschaftet oder, sagen wir mal ein bisschen Science-Fiction-mäßig, sogar besiedelt – da gibt’s ja alle möglichen Vorstellungen, von Stationen bis zu Mondhotels oder Infrastruktur, um irgendwann vielleicht zum Mars weiterzufliegen – dann ist das für den Mond nicht unbedingt günstig.

Es geht nicht nur um Nutzung, sondern irgendwann auch um Übernutzung, und ob das für das Verhältnis Mond–Erde gut wäre, ist fraglich.

Damit sage ich nicht, dass man den Mond nicht besuchen sollte, wissenschaftliche Forschung ist total wichtig. Schon die zwölf Apollo-Astronauten Anfang der 70er haben gezeigt, dass man durch den Mond viel über sich selbst und die Erde lernen kann. Aber richtigen Bergbau wie in Brandenburg, Krater und Kohlegruben auf dem Mond, das fände ich zu viel. Ob man das auf Dauer überhaupt stoppen kann, weiß ich nicht – die Menschheit strebt ja immer nach „mehr“ und macht alles, was technisch möglich ist.

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• Weltraumrecht

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Quelle: NASA / Vanessa Thomas , 26. Februar 2026

Nun hat die NASA-Mission EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers), die am 13. November 2025 gestartet ist, die wissenschaftlichen Instrumente in Betrieb genommen, die untersuchen sollen, wie es dazu kam und wie die Sonne den Roten Planeten weiterhin beeinflusst. Die wissenschaftlichen Instrumente, die seit dem 25. Februar alle in Betrieb sind, werden auch das Weltraumwetter in der Nähe der Erde und auf dem Weg zum Mars auf neue Weise untersuchen.

Auf dem Mars könnten die Erkenntnisse von EscaPADE auch der NASA dabei helfen, zukünftige Forscher vor den rauen Bedingungen auf dem Mars zu schützen. „Das bahnbrechende EscaPADE-Duo wird nicht nur die Rolle der Sonne bei der Umwandlung des Mars in einen unbewohnbaren Planeten untersuchen, sondern auch zur Entwicklung von Weltraumwetterprotokollen für Sonnenereignisse beitragen, wenn solche während zukünftiger bemannter Missionen zum Roten Planeten auftreten.“ sagte Joe Westlake, Direktor der Abteilung für Heliophysik am NASA-Hauptquartier in Washington. „Durch die Teilnahme an der Heliophysik-Missionenflotte im gesamten Sonnensystem wird EscaPADE eine weitere Wetterstation sein, die Menschen und Technologie im Weltraum sicherer und erfolgreicher macht.“

Erste ihrer Art
Mit ihren beiden Raumfahrzeugen ist EscaPADE die erste wissenschaftliche Mission, bei der zwei Orbiter um den Mars koordiniert werden, wodurch wir eine bisher nie dagewesene Perspektive erhalten. Gemeinsam werden die EscaPADE-Zwillinge kurzfristige Veränderungen in der magnetisierten Umgebung um den Mars, der sogenannten Magnetosphäre, messen und Echtzeitprozesse aufdecken, die den atmosphärischen Verlust des Planeten vorantreiben. „Mit zwei Raumfahrzeugen können wir Ursache und Wirkung besser verstehen – wie der Sonnenwind, wenn er auf den Mars trifft, mit dem Magnetfeld interagiert“, sagte Michele Cash, EscaPADE-Programmwissenschaftlerin im NASA-Hauptquartier.

Die EscaPADE-Orbiter bauen auf früheren Marsmissionen auf, die die Marsatmosphäre untersucht haben, jedoch nur mit einem Raumfahrzeug. „Die EscaPADE-Mission ist ein Meilenstein“, sagte Rob Lillis, der leitende Forscher der Mission an der University of California in Berkeley. „Sie verschafft uns sozusagen eine Stereoperspektive – zwei verschiedene Blickwinkel gleichzeitig.“

Sobald EscaPADE den Mars erreicht hat, werden beide Raumschiffe einander in derselben Umlaufbahn folgen und zu unterschiedlichen Zeiten über dieselben Gebiete fliegen, um herauszufinden, wann und wo Veränderungen stattfinden. „Wenn zwei Raumschiffe diese Regionen kurz hintereinander überqueren, können wir beobachten, wie sich diese Regionen in Zeiträumen von nur zwei Minuten verändern“, so Lillis. „Dadurch können wir Messungen durchführen, die zuvor nicht möglich waren.“

Nach sechs Monaten werden die beiden Raumfahrzeuge in unterschiedliche Umlaufbahnen wechseln, wobei eines weiter vom Mars entfernt fliegen und das andere näher am Mars bleiben wird. Diese zweite Formation, die fünf Monate dauern soll, zielt darauf ab, den Sonnenwind und die Mars-Magnetosphäre gleichzeitig zu untersuchen, damit Wissenschaftler in Echtzeit erforschen können, wie der Mars auf den Sonnenwind reagiert. „Frühere Raumfahrzeuge konnten sich entweder im stromaufwärts gerichteten Sonnenwind befinden oder in der Nähe des Planeten, um dessen Magnetosphäre zu messen“, sagte Lillis, „aber EscaPADE ermöglicht es uns, an zwei Orten gleichzeitig zu sein und Ursache und Wirkung gleichzeitig zu messen.“

Vorbereitung der Erforschung durch den Menschen
Wenn Menschen den Mars betreten, sind sie nicht so gut vor Sonnenstrahlung geschützt wie ihre Familien und Freunde auf der Erde. Die Erde kann den unaufhörlichen Angriffen des Sonnenwinds standhalten, weil sie über ein starkes Magnetfeld verfügt, das uns vor den energiereichen Teilchen der Sonne schützt. Das einst robuste Magnetfeld des Mars hat sich jedoch im Laufe der Zeit abgeschwächt. Heute besteht es aus einem Flickenteppich lokaler Magnetfelder in der Kruste des Planeten sowie einem sich ständig verändernden Magnetfeld, das durch die Wechselwirkung des Sonnenwinds mit geladenen Teilchen in der oberen Atmosphäre des Mars entsteht.

Diese „hybride“ Magnetosphäre bietet nur wenig Schutz vor der atmosphärenzerstörenden Kraft des Sonnenwinds. Dies und die dünne Atmosphäre des Mars ermöglichen es den energiereichen Teilchen der Sonne, die Marsoberfläche leicht zu erreichen, was zukünftige menschliche Forscher dort gefährdet. „Bevor wir Menschen zum Mars schicken, müssen wir verstehen, mit welcher Art von Umgebung diese Astronauten konfrontiert sein werden“, sagte Cash.

Darüber hinaus wird EscaPADE weitere Informationen über die Ionosphäre des Mars liefern – einen Teil der oberen Atmosphäre, den zukünftige Astronauten nutzen werden, um wie auf der Erde Funk- und Navigationssignale um den Planeten zu senden. „Wenn wir jemals GPS auf dem Mars oder Fernkommunikation nutzen wollen, müssen wir die Ionosphäre verstehen“, sagte Lillis.

Einzigartige Reise zum Mars
Bisherige Marsmissionen starteten immer dann, wenn Erde und Mars in ihren Umlaufbahnen in einer Linie standen, was nur alle 26 Monate vorkommt. EscaPADE startete jedoch früher und war damit Vorreiter einer neuen Strategie, die es ermöglicht, Raumfahrzeuge zum Mars fast jederzeit zu starten. Anstatt direkt zum Mars zu fliegen, umkreisen die Raumschiffe von EscaPADE zunächst einen Punkt im Weltraum, der eine Million Meilen von der Erde entfernt ist und Lagrange-Punkt 2 genannt wird. Im November 2026, wenn Erde und Mars in einer Linie stehen, kehren die EscaPADE-Raumschiffe zur Erde zurück und nutzen die Schwerkraft unseres Planeten, um sich in Richtung Mars zu bewegen, wo sie im September 2027 ankommen sollen.

Diese einzigartige „Loiter“-Umlaufbahn wird sich etwa 2 Millionen Meilen von unserem Planeten erstrecken, wodurch das Raumschiff EscaPADE als erstes durch einen bisher unerforschten Bereich des entfernten magnetischen Schweifs der Erde fliegen wird, der Teil der Magnetosphäre der Erde gegenüber der Sonne ist. „Wir werden einige wissenschaftliche Entdeckungen machen“, sagte Lillis. „Niemand hat jemals den Schweif der Erde aus dieser Entfernung gemessen.“

Später, während ihrer zehnmonatigen Reise zum Mars, werden die beiden Raumfahrzeuge von EscaPADE den Sonnenwind und die interplanetare magnetische Umgebung untersuchen, die auch Astronauten auf ihrem Weg zum Mars durchqueren werden, um sich auf zukünftige Reisen zum Roten Planeten vorzubereiten.

Die EscaPADE-Mission wird von der Heliophysics Division der NASA finanziert und ist Teil des Programms „Small Innovative Missions for Planetary Exploration” der NASA. Das Space Sciences Laboratory der UC Berkeley leitet die Mission mit wichtigen Partnern wie Rocket Lab, dem Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, der Embry-Riddle Aeronautical University, Advanced Space und Blue Origin.

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• EscaPADE-Mission (Blue und Gold) auf New Glenn

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Quelle: DLR/Aktuelles/Nachrichten/2026, 19. Februar 2026

Seit fünf Jahren erforscht der NASA-Rover Perseverance nun den Jezero-Krater auf dem Mars. Dort landete er am 18. Februar 2021 – seitdem hat er mehrere Dutzend Kilometer zurückgelegt und eine Vielzahl an Forschungsaufgaben im Jezero-Krater erledigt. Und fertig ist er noch nicht. Nun feiern die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA und alle wissenschaftlich sowie technologisch Beteiligten das fünfjährige Jubiläum des fleißigen Rovers auf dem Roten Planeten. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an wissenschaftlichen Aufgaben und zentralen Instrumenten der Mission Mars 2020 und dem Rover Perseverance beteiligt. Dabei bringt das DLR langjährige Erfahrungen in der Entwicklung, Kalibrierung, Datengewinnung und -auswertung bei der Planetenexploration vor Ort auf der Marsoberfläche ein. Die enge internationale Zusammenarbeit zeigt, wie europäische und US-amerikanische Forschungseinrichtungen gemeinsam grundlegende Fragen zur Geschichte des Mars bearbeiten: War der Planet einst lebensfreundlich? Und finden sich Spuren früher biologischer Aktivität? Was können wir für zukünftige astronautische Marsmissionen lernen?

Stetig und beharrlich unterwegs – Perseverance auf dem Mars
Perseverance heißt Beharrlichkeit. Ein Name, der passt. In den Jahren auf der Marsoberfläche hat der Rover schon vier wissenschaftliche Kampagnen vollständig abgeschlossen und befindet sich in seiner fünften. Er hat mehr als 40 Kilometer zurückgelegt und über 30 Gesteins-, Regolith- und Atmosphärenproben gesammelt. Vor allem hat der Rover den Sedimentfächer eines ehemaligen Flussdeltas untersucht – eine geologische Umgebung, die besonders vielversprechend für die Suche nach Spuren früheren mikrobiellen Lebens auf dem Roten Planeten ist. Perseverance erkundete außerdem den vulkanischen Kraterboden, dann die Sedimente des Flussdeltas und befindet sich gegenwärtig hinter dem Kraterrand von Jezero. Dort gibt es wieder ganz anderes Gestein, das aus der tiefen Kruste des Mars bei der Entstehung des Kraters vor 3,9 Milliarden Jahren nach oben geschleudert wurde. Seit fünf Jahren überträgt Perseverance außerdem regelmäßig hochauflösende Bild-, Spektral- und Umweltdaten vom Mars zur Erde.

Aktivitäten des Rovers im Überblick

• 33 Proben gesammelt (Gestein, Regolith und Atmosphärengase)
• Zurückgelegte Strecke: von der Landestelle auf dem Kraterboden über die Sediment-Fächer des Jezero-Deltas, das Jezero-Ufergebiet und den Kraterrand bis in die Region Nili Planum
• Untersuchung der geologischen Geschichte des Mars
• Dokumentation des Klimas
• Bereitstellung der Datenbasis für grundlegende Erkenntnisse über die dynamischen Ursprünge, die Entwicklung und die Bewohnbarkeit eines terrestrischen Planeten wie dem Mars
• Erfolgreiche Demonstration der Sauerstoff-Gewinnung durch Spaltung von Kohlenstoff-Dioxidmolekülen aus der Marsatmosphäre

Bereits die Landung 2021 war eine technische Meisterleistung: Nach einem siebenminütigen Abbremsmanöver durch die Marsatmosphäre setzte das Landemodul den fast tonnenschweren Rover Perseverance zehn Meter über der Oberfläche an Nylonseilen sanft auf den Marsboden ab. Das gleiche Landemanöver wurde bereits 2012 bei der Landung des Rovers Curiosity („Neugierde“) erfolgreich durchgeführt.

Die große Frage: Beherbergte der Mars einst Leben?

Die nun anstehenden Schritte – zum Beispiel die gegenwärtig zwar ausgesetzte, aber technisch immer noch mögliche Rückführung ausgewählter Proben zur Erde – können die Klärung dieser und weiterer Fragen in den kommenden Jahren weiter voranbringen. Schon vor Ort konnte Perseverance an mindestens einer Stelle einen Hinweis auf mögliche Biosignaturen finden. Dieser kann allerdings nur durch die Untersuchung der an dieser Stelle erbohrten beiden Gesteinsproben auf der Erde verifiziert werden.

Ein besonderes Highlight der fünf Missionsjahre war die Untersuchung eines Felsens mit dem Spitznamen „Cheyava Falls“. Die Untersuchung lieferte einen der bisher stärksten Hinweise auf potenzielles, früheres mikrobielles Leben auf dem Roten Planeten: Der Felsen enthält ein Muster an hellen, von schwarzen, eisen- und phosphathaltigen Rändern umgebenen Flecken aus Kalziumsulfat, die an ein Leopardenfell erinnern. Diese Stoffe deuten auf chemische Reaktionen in einer wässrigen Umgebung hin, die vor Milliarden von Jahren mikrobielles Leben ermöglicht haben könnten. Die Flecken sind wahrscheinlich das Ergebnis von chemischen Prozessen, bei denen das Eisenmineral Hämatit in verwitterten Schichten umgewandelt wurde. Solche Reaktionen und Muster kennt man auch auf der Erde. Dort interpretiert man sie meist als versteinerte Überreste von Mikroorganismen. Obwohl sie als eine der stärksten Biosignaturen gelten, die je auf dem Mars gefunden wurden, ist dies kein definitiver Beweis für Leben. Die Flecken könnten auch durch rein geologische, nicht-biologische Prozesse entstanden sein.

Das DLR ist im internationalen Missionsteam von Mars 2020 und Rover Perseverance vertreten. So ist das DLR-Institut für Weltraumforschung in Berlin maßgeblich an der taktischen und strategischen Planung von Aufnahmen mit dem Kamerasystem Mastcam-Z beteiligt. Zudem wirken die Expertinnen und Experten an der wissenschaftlichen Auswertung und Prozessierung der Bilddaten mit. In die Bildverarbeitung fließen Erfahrungen aus Missionen wie zum Beispiel Mars Express, Dawn oder dem Lander MASCOT an Bord von Hayabusa2 ein. Diese Expertise ermöglicht es, dreidimensionale Geländemodelle zu erstellen, geologische Strukturen präzise zu analysieren und geeignete geografische Ziele für weiterführende Untersuchungen auszuwählen.

Darüber hinaus ist das Berliner DLR-Institut am operationellen Betrieb und an der Analyse von Messungen des Instruments SuperCam beteiligt – das mit der darunter angebrachten Mastcam-Z am Mastkopf von Perseverance sozusagen das „Gesicht des Rovers“ bildet. SuperCam nutzt verschiedene spektroskopische Methoden zur Analyse des Marsbodens, wobei zwei dieser Methoden einen gepulsten Laser zur Anregung verschiedener physikalischer Phänomene nutzen. Hinzu kommt die sogenannte passive Reflektions-Spektroskopie. Die verschiedenen rein optischen Methoden erlauben es, dass das SuperCam-Instrument Stellen im Abstand von mehreren Metern um den Rover herum geochemisch und mineralogisch analysiert.

Mastcam-Z verschafft 3D-Blick auf eine uralte Flusslandschaft des Mars
Mastcam-Z ist das hochauflösende, zoombare (daher das „Z“ im Namen) Kamerasystem des Rovers. Es befindet sich am Mast in etwa zwei Metern Höhe über dem Marsboden – vergleichbar mit der Augenhöhe eines stehenden Menschen – und besteht aus zwei Kameras im Abstand von 24,2 Zentimetern, die stereoskopische 3D-Aufnahmen ermöglichen. Das System liefert Panorama-Farbbilder, Videos und detailreiche Nahaufnahmen mit einer maximalen Auflösung von 1.600 mal 1.200 Pixel. Je nach Entfernung können Strukturen im Submillimeterbereich sichtbar gemacht werden. Die Zoomfunktion erlaubt es, auch weiter entfernte geologische Ziele präzise zu untersuchen. Für zusätzliche wissenschaftliche Untersuchungen verfügen die beiden Mastcam-Z-Kameras jeweils über ein Filterrad hinter der Optik. Die multispektralen Bilder helfen der Forschung dabei, die Marslandschaft auf die Vielfalt ihrer Zusammensetzung hin zu untersuchen. Die vom DLR mitverantwortete Planung der Bildsequenzen ist entscheidend, um wissenschaftlich relevante Strukturen im ehemaligen Flussdelta des Jezero-Kraters systematisch zu dokumentieren.

SuperCam – chemische und mineralogische Analyse per Laser
Die SuperCam, das „Zyklopenauge“ von Perseverance, kombiniert Kamera, Laser und mehrere Messprinzipien, um die chemische und mineralogische Zusammensetzung von Gesteinen und Böden zu bestimmen. Selbst aus einer Entfernung von über sieben Metern kann das Instrument Material analysieren, das nur wenige Millimeter groß ist.
Die vom Rover gewonnenen Daten geben Aufschluss über Entstehungsbedingungen und mögliche biologische Signaturen. DLR-Expertinnen und -Experten sind an der Erfassung und Auswertung der Spektraldaten beteiligt und tragen dazu bei, die untersuchten Stellen auf dem Mars umfangreich zu charakterisieren, vielversprechende Stellen für Aufnahmen von Bodenproben auszuwählen und diese mit möglichst vielen In-situ-Daten in Kontext zu setzen. Das DLR-Team in Berlin hat einzigartige Laborexperimente aufgebaut, die es erlauben, insbesondere die Marsdaten der SuperCam besser zu verstehen und auszuwerten.

MEDA – eine mobile Wetterstation auf dem Mars
Außerdem unterstützt das DLR bei der Kalibrierung von Sensoren und auch der Datenauswertung des Mars Environmental Dynamics Analyzers (MEDA), der das Marswetter erfasst. Mit MEDA verfügt Perseverance über eine umfassende Umweltmessstation. Sensoren an Mast und Rumpf des Rovers erfassen Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit sowie Eigenschaften von Staubpartikeln in der Atmosphäre des Roten Planeten. Die kontinuierlichen Messungen liefern einen regelmäßigen „Mars-Wetterbericht“ aus dem Jezero-Krater. Das DLR-Institut für Weltraumforschung ist an der Kalibrierung einzelner Sensoren sowie an der wissenschaftlichen Analyse der Daten beteiligt. Diese Informationen sind nicht nur für das Verständnis des heutigen Klimas wichtig, sondern auch für die Planung weiterer Missionen – etwa im Hinblick auf Staubbelastung und andere atmosphärische Bedingungen, denen zukünftige Rover und auch Menschen auf der Marsoberfläche ausgesetzt sein werden.

Heimat und Arbeitsort des Rovers im Blick von Mars Express
Bereits vor der Landung von Perseverance hat die ESA-Raumsonde Mars Express – an der das DLR mit der hochauflösenden Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) beteiligt ist – Aufnahmen und digitale Geländemodelle des Jezero-Kraters geliefert. Die HRSC an Bord von Mars Express kartierte die Region dreidimensional und dokumentierte das verzweigte Kanalsystem des ehemaligen Flussdeltas. Diese Daten aus der Umlaufbahn des Mars-Express-Orbiters lieferten im Vorfeld der Mission Mars 2020 wichtige geologische Informationen zur Auswahl des Landegebiets für Perseverance und bilden bis heute den großräumigen Kontext für die Untersuchungen durch den Rover vor Ort.

Ein Video mit einem simulierten Überflug über den Krater Jezero auf dem Mars ist in der Originalveröffentlichung auf der Seite des DLR verfügbar (bitte nach unten scrollen): Flug über den Krater Jezero – Landestelle der Mission Mars 2020

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• Rover Perseverance (Mars 2020) – Missionsphase auf dem Mars

Der Beitrag Happy Anniversary, Perseverance! Fünf Jahre Forschung auf dem Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA/Enabling&Support/PreparingForTheFuture/DiscoveryAndPreparation, 11. Februar 2026

Bioregenerative Lebenserhaltungssysteme (BLSS) sind auf lebende Organismen angewiesen, um menschliche Besatzungen während längerer Missionen zu versorgen. Höhere Pflanzen und Mikroalgen wurden bereits umfassend untersucht, weisen jedoch jeweils Einschränkungen auf. Höhere Pflanzen erfordern große und komplexe Kultivierungssysteme, während Mikroalgen mit Herausforderungen wie Biofilmbildung, Kontamination und ungleichmäßiger Lichtverteilung in Photobioreaktoren konfrontiert sind.

Wassermoose stellen eine interessante Alternative dar. Diese nicht-vaskulären Pflanzen haben einfache Strukturen, erfordern nur minimale Pflege und sind bereits als wirksame Biofilter bekannt. Ihr Potenzial für Weltraumanwendungen wurde jedoch noch nie systematisch untersucht.

Ein neuer Ansatz
Im Rahmen des Projekts „Moose an Mars“ wurden drei aquatische Moosarten, Taxiphyllum barbieri, Leptodictyum riparium und Vesicularia montagnei, unter kontrollierten Umweltbedingungen untersucht, die denen in Weltraumhabitaten nachempfunden sind.

„Dieses Projekt umfasste zwei wichtige neue Elemente“, erklärt die leitende Forscherin Dr. Chiara Amitrano, Wissenschaftlerin an der Universität Neapel Federico II. „Das erste ist die Untersuchung der Möglichkeit, Wassermoose als Biofilter und Bioregeneratoren in die Weltraumforschung zu integrieren. Und das zweite ist die Untersuchung des physiologischen Apparats, des Photosystems II dieser Moose. Alle veröffentlichten Arbeiten über Wassermoose befassen sich mit Biofiltration und Phytosanierung.“

Das Team verglich alle drei Arten unter zwei Umweltbedingungen und bewertete dabei die Photosyntheseleistung, die Pigmentkonzentrationen, die antioxidative Aktivität und die Biofiltrationseffizienz sowohl für Schwermetalle als auch für Stickstoffverbindungen.

Sowohl T. barbieri als auch L. riparium zeigten eine effektive Biofiltration und entfernten erfolgreich Kupfer, Blei und Zink aus kontaminiertem Wasser. T. barbieri erwies sich jedoch als klarer Spitzenreiter und wies die höchsten Raten an Nettophotosynthese und Pigmentakkumulation auf.

Strahlungsresistenz
Auf Grundlage dieser Ergebnisse wählte das Team T. barbieri für weitere Tests aus, um dessen Reaktionen auf ionisierende Strahlung zu untersuchen, eine zentrale Herausforderung für alle im Weltraum lebenden Organismen.

„Die Untersuchung der Auswirkungen ionisierender Strahlung auf Wassermoose war für uns und auch in der Literatur eine Premiere“, bemerkt Amitrano. Die Forscher setzten Moosproben drei verschiedenen Röntgendosen aus – 1, 10 und 30 Gray (Gy) – und beobachteten dann 63 Tage lang ihre Erholung mit Hilfe einer speziellen Anlage mit kontinuierlichen Kohlendioxid- und Sauerstoffsensoren.

Die Ergebnisse waren überraschend. Anstatt Schäden zu zeigen, übertrafen Moose, die einer Strahlung von 1 Gy ausgesetzt waren, die nicht bestrahlten Kontrollgruppen und wiesen eine höhere Nettophotosynthese, größere Elektronentransportraten und erhöhte Chlorophyllkonzentrationen auf. Dieses als Strahlenhormese bekannte Phänomen deutet darauf hin, dass niedrig dosierte Strahlung positive physiologische Reaktionen stimulieren kann.

Selbst bei höheren Dosen zeigten die Moose Widerstandsfähigkeit. Die Strahlung veränderte die Morphologie der Moose, wodurch dichtere Verzweigungen entstanden und gleichzeitig die Zweiglänge reduziert wurde – Veränderungen, die möglicherweise die Oberfläche für den Gasaustausch und die Filtration vergrößern könnten.

Zukünftige Anwendungen
„Wir sind fest davon überzeugt, dass wir diese Wassermoose in die Weltraumumgebung integrieren können“, sagt Amitrano. „Sie sind strahlungsresistente Biofilter. Sie können das Recycling von Ressourcen unterstützen und benötigen nur wenig Aufwand, um zu wachsen. Außerdem verfügen sie über einen guten Photosyntheseapparat, produzieren Sauerstoff und entfernen Kohlendioxid.“

„Die Universität Neapel hat im Rahmen ihrer Discovery Aktivitäten gezeigt, dass Moose dazu beitragen könnten, Astronauten auf dem Mars am Leben zu erhalten, indem sie ihr Wasser filtern, ihre Luft auffrischen und dabei Strahlung abwehren“, sagt Moritz Fontaine, Discovery & Preparation Officer und ESA-Projektleiter. „Diese Erkenntnisse sind ein wichtiges Puzzleteil für die zukünftige bemannte Raumfahrt.“

Die Unterstützung der ESA durch das Discovery-Programm erwies sich als unverzichtbar. „Die Finanzierung war für uns von grundlegender Bedeutung, um das Experiment durchzuführen, zunächst mit den drei Arten und dann mit der ionisierenden Strahlung dieser Moose“, erklärt Amitrano.

Die Idee entstand im Rahmen der Open Space Innovation Platform (OSIP) der ESA, die vielversprechende neue Konzepte für die Weltraumforschung sucht, und wurde durch das Discovery Element der ESA finanziert.

Das Projekt hat bereits eine begutachtete Veröffentlichung in Frontiers in Plant Science hervorgebracht, ein zweiter Artikel über die Strahlungsexperimente ist in Vorbereitung. Für die Zukunft sieht das Team Anwendungsmöglichkeiten, die von Biofiltern in Wasserrecyclingsystemen bis hin zu Biomaterialien und potenziellen Strahlenschutzvorrichtungen reichen.

Obwohl noch viel Arbeit vor uns liegt, zeigt dieses Projekt das Potenzial von Wassermoosen als vielseitige, pflegeleichte Organismen, die in ressourcenarmen Umgebungen – sowohl im Weltraum als auch bei der Wasseraufbereitung auf der Erde – mehrere ökologische Funktionen erfüllen können.

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• Lebenserhaltungssysteme

Der Beitrag Moose für den Mars: Test von Wasserpflanzen als weltraumtaugliche Biofilter erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA/Science&Exploration/HumanAndRoboticExploration, 21. Januar 2026

Die Landebeine sind neben Fallschirmen und Triebwerken, die den Abstieg des Raumfahrzeugs auf den Mars verlangsamen, eine entscheidende Komponente für die sichere Landung der ExoMars-Rosalind-Franklin-Rover-Mission der ESA im Jahr 2030.  Über einen Monat lang führten Teams von Thales Alenia Space und Airbus dutzende von Vertikalfalltests mit einem Modell der Landungsplattform in Originalgröße in den ALTEC-Einrichtungen in Turin, Italien, durch. Während Thales Alenia Space die industrielle Leitung der Mission innehat, stellt Airbus die Landungsplattform bereit und ALTEC bietet technische Unterstützung.

Die leichten, ausfahrbaren Beine sind mit Stoßdämpfern ausgestattet, um Stößen standzuhalten, und mit Sensoren, um die Landung auf der Marsoberfläche zu erkennen. Teams des spanischen Unternehmens Sener haben die Landebeine sowie das Trennsystem und Komponenten des Bohrsystems des Rovers entworfen und gebaut. Während der Tests entsprachen die vier Beine in Struktur und Abmessungen denen, die zum Mars fliegen werden.  

Unter Berücksichtigung aller möglichen Landungsszenarien bereiten sich die Teams darauf vor, was passieren würde, wenn das Raumfahrzeug in einem Winkel oder auf einem Felsen aufsetzen würde.  „Das Letzte, was man will, ist, dass die Plattform umkippt, wenn sie die Marsoberfläche erreicht. Diese Tests werden ihre Stabilität bei der Landung bestätigen“, sagt Benjamin Rasse, Teamleiter der ESA für das ExoMars-Landemodul.

Den Boden erkennen

Ein weiteres Ziel der Kampagne ist es, die Leistung der Touchdown-Sensoren zu überprüfen. Ein in allen vier Beinen installiertes System erkennt, wenn sich das Raumfahrzeug der Oberfläche nähert, und löst nach einer sanften Landung das Abschalten der Abstiegstriebwerke aus. Allerdings benötigt das Raumfahrzeug nach der Landung etwas Zeit, um seine Triebwerke abzuschalten. Wenn die Sensoren zu lange brauchen, um mit dem Antriebssystem zu kommunizieren, könnten die Raketenstrahlen Marsboden nach oben schleudern und die Plattform beschädigen, wodurch sie möglicherweise sogar umkippen könnte.  „Wir wollen die Abschaltzeit auf einen Wimpernschlag reduzieren, auf nicht mehr als 200 Millisekunden nach der Landung. Wir freuen uns, berichten zu können, dass diese kritischen Sensoren innerhalb der Grenzen für eine sichere Landung gut funktionieren“, erklärt Benjamin.

Stürze auf den Mars 

Bei über einem Dutzend vertikaler Stürze veränderte das Team die Geschwindigkeit und Höhe der Stürze um wenige Zentimeter. 
Bei dieser ersten Testreihe wurde das Modell sowohl auf harte als auch auf weiche Oberflächen fallen gelassen, wobei letztere mit pulverförmiger, marsähnlicher Erde gefüllt waren.

Die chemische Zusammensetzung der Körner ähnelt der des sandigen Bodens auf dem Roten Planeten und ist dieselbe, die auch für die Prüfung der Mobilität des Rosalind Franklin Rovers verwendet wurde.  

Weitere Falltests für Rosalind 

In den kommenden Monaten wird die Plattform mit höherer Geschwindigkeit auf einen Schlitten fallen gelassen, um ihre Stabilität bei einer schrägen Landung zu testen. Diese neue Konfiguration erfordert Sicherheitsverbesserungen in der Testanlage für das Personal, das die Kampagne durchführt.

Aufnahmen von Hochgeschwindigkeitskameras und Messungen von Sensoren, Beschleunigungsmessern und Lasern, die am Modell installiert sind, werden in ein Computermodell des ExoMars-Landers und seiner Beine eingespeist.  Das Team wird dann mithilfe eines Algorithmus Landungsszenarien auf dem Mars simulieren und die Stabilität des Moduls vor dem Countdown zum Start, der derzeit für 2028 geplant ist, bestätigen.

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

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Quelle: ESA/Science&Exploration/SpaceScience/MarsExpress, 7. Januar 2026

Die Grate, Hügel oder Säulen, die zurückbleiben, wenn der umgebende Boden erodiert ist, werden technisch als Yardangs bezeichnet und sind auf dem Mars weit verbreitet. Sie sind ein Beweis für die starken Marswinde, die wie ein kosmischer Sandstrahler wirken, Sandkörner in die Luft ziehen und Rillen in die Oberfläche meißeln, die sich über Dutzende von Kilometern erstrecken.

Diese stark erosiven, sandhaltigen Winde graben sich in weiche Sedimentgesteinsschichten ein, finden vorhandene Risse und tragen das Material dort ab. Markante, langgestreckte Grate oder Hügel bleiben stehen, während der umgebende Boden weggeblasen wird, und bilden eine beeindruckende Landschaft (deutlich zu sehen in der dazugehörigen Vogelperspektive unten).

Auf dem Hauptbild, das eine Fläche von fast der Größe Belgiens abdeckt, neigen sich die Yardangs aufgrund der vorherrschenden Windrichtung alle in dieselbe Richtung und verlaufen von links unten (Südosten) nach innen. Sie befinden sich am nördlichen Ende des Eumenides-Dorsum-Gebirges, das bereits von Mars Express beobachtet wurde. Dieses Gebirge erstreckt sich weit über den Bildrand hinaus nach Westen (oben) einer besonders vulkanischen Region namens Tharsis und ist Teil der riesigen, extrem staubigen Medusae-Fossae-Formation (ein weiteres bekanntes Merkmal).

Wo sich Merkmale treffen

Dieses Bild fängt auch zwei weitere faszinierende Naturkräfte ein, die wir auf dem Roten Planeten beobachten können. Die Auswirkungen können links südlich und direkt beim großen Krater erkannt werden.
Da ist zunächst der Krater selbst, der relativ frisch aussieht und von einer großen, wellenförmigen Materialdecke („Ejekta“) umgeben ist, die beim Einschlag, der ihn geschaffen hat, herausgeschleudert wurde.

Das zweite Merkmal ist subtiler und nur bei genauerer Betrachtung erkennbar (und in der kommentierten Ansicht markiert): Direkt unterhalb und neben dem Hauptteil der Yardangs befindet sich ein sogenannter „Platy Flow“, der ein wenig an schwimmende Eisschollen erinnert, wie man sie hier auf der Erde sieht. Als sich die alte Lava über das Gelände bewegte, bildete sich an ihrer Oberfläche eine Kruste. Die Lava floss darunter weiter, zog an der festen Oberfläche, brach sie in Brocken und bewegte diese als erstarrte „Flöße“ oder „Platten“ aus Lava.
Es wird angenommen, dass sich die Yardangs nicht nur an den Rand dieses Platy Flows angrenzen, sondern sich auch auf ihm gebildet haben, was darauf hindeutet, dass sie wahrscheinlich erst vor relativ kurzer Zeit entstanden sind.

Jahrzehnte der Erforschung des Mars

Dieses Bild wurde von der hochauflösenden Stereokamera von Mars Express aufgenommen, einem von acht hochmodernen Instrumenten an Bord des Mars-Orbiters.
Seit seinem Start im Jahr 2003 hat Mars Express die vielfältigen Landschaften des Mars erfasst und erforscht. Der Orbiter hat die Oberfläche des Planeten seit nunmehr über zwei Jahrzehnten mit beispielloser Auflösung, in Farbe und in drei Dimensionen kartografiert und Erkenntnisse geliefert, die unser Verständnis unseres Nachbarplaneten grundlegend verändert haben (lesen Sie hier mehr über Mars Express und seine Entdeckungen).

Die hochauflösende Stereokamera (HRSC) der Mars-Express-Sonde wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und wird von diesem betrieben. Die systematische Verarbeitung der Kameradaten erfolgte am DLR-Institut für Raumfahrtforschung in Berlin-Adlershof. Die Arbeitsgruppe Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin hat die Daten zur Erstellung der hier gezeigten Bildprodukte verwendet.

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• Planet Mars

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Quelle: NASA, 15. Dezember 2025

Bislang waren die Versuche, den Kontakt zum Raumfahrzeug wiederherzustellen, nicht erfolgreich.

Obwohl seit dem 4. Dezember keine Telemetriedaten mehr vom Raumfahrzeug empfangen wurden, konnte das Team im Rahmen einer laufenden Kampagne zur wissenschaftlichen Auswertung des Funkverkehrs einen kurzen Ausschnitt der Tracking-Daten vom 6. Dezember wiederherstellen. Die Analyse dieses Signals deutet darauf hin, dass sich das MAVEN-Raumschiff auf unerwartete Weise drehte, als es hinter dem Mars hervorkam. Darüber hinaus lässt die Frequenz des Tracking-Signals vermuten, dass sich die Umlaufbahn von MAVEN verändert haben könnte. Das Team analysiert weiterhin die Tracking-Daten, um die wahrscheinlichsten Szenarien zu verstehen, die zum Signalverlust geführt haben könnten. Die Bemühungen, den Kontakt zu MAVEN wiederherzustellen, werden ebenfalls fortgesetzt.
Die NASA arbeitet auch daran, die Auswirkungen der MAVEN-Anomalie auf die Oberflächenoperationen der NASA-Rover Perseverance und Curiosity zu mildern. Vier Orbiter auf dem Mars, darunter MAVEN, leiten die Kommunikation zur und von der Oberfläche weiter, um die Rover-Operationen zu unterstützen. Der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA, Mars Odyssey und der ExoMars Trace Gas Orbiter der ESA (Europäische Weltraumorganisation) bleiben weiterhin in Betrieb. Für die nächsten zwei Wochen der geplanten Oberflächenoperationen organisiert die NASA zusätzliche Überflüge der verbleibenden Orbiter, und die Teams von Perseverance und Curiosity haben ihre täglichen Planungsaktivitäten angepasst, um ihre wissenschaftlichen Missionen fortzusetzen.

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• MAVEN – Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN

Der Beitrag NASA setzt Bemühungen zur Wiederherstellung des Kontakts zu MAVEN fort erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA, NASA, Caltech, Wikipedia

Die Erkenntnisse der berühmten Viking-Sonden, die im Jahr 1976 am Mars gelandet waren, waren nicht angetan Euphorie zu entfachen, und so dauerte es lange bis nach diesen der Mars wieder in den Fokus der Forschung gelangte. Im Rahmen des Planetary Observer Programms der NASA, einem Programm mit welchem nach den teuren Viking Missionen mit günstigeren Sonden die Planetenforschung wieder aufgenommen werden sollte, wurde 1992 Mars Observer gestartet. Jedoch wurde zu diesem schon 3 Tage vor Erreichen eines Marsorbits der Kontakt verloren, und das gesamte Programm fand damit ebenfalls gleich sein Ende.
1993 wurde das Mars Exploration Programm der NASA initiiert, ein weit in die Zukunft gerichtetes Programm zur Erforschung des Mars. Die Zielsetzungen waren weitreichend:

• Gibt oder gab es jemals Leben auf dem Mars?
• Wie läßt sich das Klima am Mars charakterisieren?
• Welche Geologie herrscht am Mars vor?
• Wie ist eine menschliche Präsenz am Mars möglich?

Dies alles sollten die zukünftigen Sonden, die man Richtung Mars senden wollte, klären. Die Programme wechselten in der Zukunft, die Zielsetzung im Grunde nicht.

Mars Global Surveyor (MGS)

MGS markierte somit die Wiederaufnahme der Erforschung des Mars durch die NASA. Am 7. November 1996 stand eine Delta II am LC-17A des Capes und hievte MGS mit einer Startmasse von 1062 kg in Richtung Mars. Als Erstes sah man es als erforderlich an den Mars zu kartieren. Dazu verfügte MGS über einige Instrumente, darunter auch eine Kamera und ein Laseraltimeter. Denn das Programm sah ja auch Lander und Rover vor, und um geeignete Landestellen festlegen zu können, musste man den Mars etwas besser kennen. Und damit ergab sich eine weitere Anforderung an MGS. Die Oberflächeneinheiten würden aufgrund von Massenbudgets, Stromversorgung und Orbitalmechanik niemals in der Lage sein die anfallenden Datenmengen Richtung Erde zu schicken. Die Orbiter konnte man jedoch mit ausreichenden Sendeanlagen versehen, so dass nur der kurze Datenverkehr von der Oberfläche in den Orbit verblieb, welcher von leichten, trotzdem breitbandigen, aber energiesparsameren Funkeinrichtungen bewerkstelligt werden konnte.
Auch MGS war damit von Beginn an als Relaisstation im Marsorbit ausgelegt. Eine 1,5 m durchmessende Hochgewinnantenne (HGA) stellte mit nur 25 Watt Sendeleistung im X-Band bei 8,4 GHz den Datenverkehr mit der Erde her. Die Datenrate ändert sich dabei natürlich mit dem Abstand von Erde und Mars und konnten bei kurzer Entfernung 85,3 kbit/s erreichen. Zur Sicherheit war auch eine Niedriggewinnantenne vorhanden. Die Mars Relais Antenne stellte im UHF-Band bei 437.1 MHz die Verbindung Richtung Marsoberfläche her. Nur einen Monat nach MGS wurde die Mars Pathfinder Mission gestartet, mit dem der Rover Sojourner auf den Mars gebracht wurde. Da wurden diese Fähigkeiten von MGS bereits benötigt.
Am 2. November 2006 wurde der Kontakt zu MGS verloren. Anhand eines schwachen Signales konnte festgestellt werden, dass sich die Sonde im sogenannten „safe mode“ befindet. Da durch einen Irrtum beide Kopien der Bordsoftware fehlerhaft waren, war der Orbiter verloren.
MGS steht nicht mehr zur Verfügung.

Mars Climate Orbiter (MCO)

Praktisch jedes Programm der NASA hat mit den selben Problemen zu kämpfen. Mit Budgetüberschreitungen oder Kürzungen von Budgets. Unter der Prämisse „cheaper, better, faster“ wurde diese, sowie auch die Mission Mars Polar Lander (MPL), durchgeführt. Ob sie „schneller“ oder „billiger“ waren sei dahingestellt. „Besser“ waren sie allerdings nicht. Mit 638 kg Startmasse war sie auch „leichter“, ganz im Sinne der Prämisse. MCO hatte auch über eine 1,3 m durchmessende HGA für das X-Band und über eine UHF Funkeinrichtung zur Bodenkommunikation verfügt.
Am 11. Dezember 1998, nur gut 2 Jahre nach MGS, wurde MCO gestartet. Die Flugbahn, in die MCO nach der Ankunft am Mars kommandiert wurde, war jedoch zu tief über der Oberfläche. Das konnte die Sonde nicht überstehen. Als Ursache konnte festgestellt werden, das Lockheed Martin imperiale Einheiten statt der von der NASA geforderten SI Einheiten verwendete, und die Diskrepanz und Missinterpretation der Zahlenwerte führten zu der fehlerhaften Kursänderung.

Der ebenfalls stattgefundene Verlust von Mars Polar Lander wurde übrigens nie endgültig geklärt. Als warscheinlichste Ursache nahm man an, dass durch ein Softwareproblem die Landetriebwerke bereits in einer Höhe von ca. 40 m deaktiviert wurden und MPL zerschellte.
Durch die beiden Misserfolge zerschellte aber auch der „cheaper, better, faster“ Ansatz gleich mit.
MCO stand also nie zur Verfügung.

2001 Mars Odyssey (ODY)

Bereits am 7. April 2001, also keine zweieinhalb Jahre nach MCO, startete die NASA ihren nächsten Orbiter. Die Startmasse von ODY betrug 758 kg. Ein Schwerpunkt der Aufgaben von ODY war die Suche nach Wassereis und die globale Kartierung von Mineralien am Mars. Zu diesem Zweck hat sie unter anderem eine Multispektralkamera, einen Strahlungsdetektor und ein Gammastrahlenspektrometer an Bord. Wassereis konnte übrigens klar nachgewiesen werden. 2012 musste eines der Reaktionsräder abgeschaltet und durch ein Reserverad ersetzt werden. Das Partikelspektrometer ist bereits seit 2003 inaktiv.
Eine sehr wichtige Aufgabe fiel ODY aber auch mit der Weiterleitung der Daten der beiden Marsrover Spirit und Opportunity zu.
Die ebenfalls 1,3 m durchmessende HGA sendet wiederum im X-Band bei 8,4 GHz, mit der simultan Daten empfangen und gesendet werden können. Es stehen weiter eine Mittelgewinn- und eine Niedriggewinnantenne zur Verfügung. Zur Kommunikation mit den Bodeneinheiten wird wiederum ein UHF System benutzt.
2015 wurde der noch verfügbare Treibstoffvorrat auf ODY als ausreichend für einen Betrieb bis ins Jahr 2025 bewertet. Vielleicht konnte noch sparsamer mit diesem umgegangen werden, das Problem bleibt allerdings dass wir schon bald im Jahr 2026 stehen.
ODY ist nach wie vor im Einsatz, und gehört zum sogenannten Mars Relais Netzwerk, mit dem Daten der Marsrover zum Deep Space Network der NASA und an ESTRACK weitergeleitet werden. Mit 170,4Mbit/tag transferiert ODY einen relativ kleinen Teil der Gesamtdatenmenge.

Mars Express (MEx)

Nun wurde auch die ESA aktiv. MEx wurde am 25. Dezember 2003 bei einer Startmasse von 1120 kg von einer Sojus-FG/Fregat von Baikonur aus gestartet. An Board befand sich auch der Lander Beagle 2. Die Aufgaben solcher Orbiter sind immer vielfältig.
Die MARSIS-Antennen sollten bis in eine Tiefe von 5 Kilometer unter der Oberfläche nach Wasser suchen. Die hochauflösende HRSC Stereokamera kann den Mars mit einer Auflösung bis zu 10 m kartografieren; mit der Optik des Super Resolution Channel bis zu 2 m, was aber recht problematisch ist. Weitere Instrumente sind vorhanden um Atmosphäre und Mineralogie des Mars zu untersuchen.
Zur Kommunikation mit der Erde verfügt MEx über eine 1,6 m durchmessende HGA mit der im S-Band (2.1 GHz) und im X-Band (8,4 GHz) gesendet werden kann. Zur Sicherheit ist auch eine Niedriggewinnantenne vorhanden.
Um mit Beagle 2, und zukünfigen Bodeneinheiten kommunizieren zu können verfügt MEx über die Melacom UHF Sendeeinrichtung. Aber auch zu und von Bodeneinheiten der NASA, wie dem Rover Curiosity, können damit Daten transferiert werden. Auch MEx gehört zum Mars Relais Netzwerk, ist aber nur als Reserve vorgesehen.

Beagle 2 konnte übrigens gelandet werden, „gemeldet“ hat er sich nie. Der Mars Reconnaissance Orbiter der NASA konnte ihn später lokalisieren und feststellen daß sich eines der Solarpanele nicht geöffnet hatte.

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Mit MRO plante die NASA wieder größer und leistungsfähiger. Am 12. August 2005, also bereits gut 4 Jahre nach ODY, stemmte eine Atlas 5 die 2180 kg von MRO vom SLC-41 der Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS) nach oben.
Glanzstück des MRO ist wohl sein „High Resolution Imaging Science Experiment“, die HiRISE Camera die Auflösungen der Marsoberfläche mit bis zu 0,3 m pro Pixel ermöglicht. Natürlich verfügt er aber über ein ganzes Bündel an Sensorik, z. B. um Mineralien, wie etwa Hämatit, zu lokalisieren, Staub und Wasserdampf in der Atmosphäre zu untersuchen, Wasservorkommen zu lokalisieren und einiges mehr.
Der Datenmenge die durch die umfangreiche wissenschaftliche Tätigkeit anfällt, und jener die von Bodeneinheiten weiterzuleiten ist, musste auch Rechnung getragen werden. MRO verfügt über eine 3 m durchmessende HGA um im X-Band mit bis 100 W Sendeleistung Daten mit 500 kBit/s bis 4 Mbit/s zu transferieren. Auch das Ka Band bei 32 GHz für noch höhere Datenraten wurde erprobt, wird aber nicht mehr weiter genutzt, um es im Falle eines Ausfalles des X-Band Senders, der nicht mehr auf den Reserveverstärker umschalten kann, zur Verfügung zu stehen. Niedriggewinnantennen für Notfälle sind auch vorhanden. Die UHF Verbindung zu den Bodeneinheiten wurde weiterentwickelt und in das Electra Proximity Link Payload Package integriert. Datenraten von bis zu 2 Mbit/s zu den Bodeneinheiten können damit erzielt werden.
Auch MRO ist Teil des Mars Relais Netzwerks, und transferiert durchschnittlich 447.5 Mb/tag.

Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN)

Diesmal dauerte es etwas länger bis zur nächsten großen Mars Mission. Am 18 November 2013, diesmal also gut 8 Jahre nach MRO, hob der 2454 kg schwere Orbiter wiederum auf einer Atlas 5 vom SLC-41 der CCAFS ab. Forschungsziel von MAVEN ist herauszufinden, warum und wie Mars seine Atmophäre an das Weltall verloren hat und Daten über die Entwicklung des marsianischen Klimas zu sammeln. Dafür sind eine Reihe von Instrumenten vorhanden. Die HGA hat 2 m Durchmesser, gesendet wird wieder im X-Band. Für die Bereitstellung der UHF Verbindung Richtung Mars kam wieder das Electra Package zum Einsatz.
Zwischen 19. und 28. November 2014 befand sich MAVEN im „Safe Mode“. Grund waren Synchronisationsproblem zwischen zwei Rechnern an Bord.
Im Jahr 2019 wurde der elliptische Orbit von MAVEN abgesenkt, um öfter und besser mit den Rovern am Mars in Kontakt treten zu können. MAVEN ist also sowohl als Wissenschaftsmission als auch als Teil des Mars Relais Netzwerks von Bedeutung. Über MAVEN werden durchschnittlich 897.5 Mb/tag an Daten transferiert.
Auch am 22. Februar 2022 versetzte sich MAVEN in den Safe Mode. Die Trägheitsnavigationseinheiten lieferten keine verwertbaren Daten mehr. Zur Behebung wurden nur noch Daten der Sternsensoren zur Lagebestimmung genutzt. Mit 28. Mai 2022 konnte MAVEN den Betrieb wieder aufnehmen.

Nun vermeldete die NASA dass von MAVEN am 6. Dezember, nach der Funkstille beim Umrunden der abgewandten Seite des Mars, kein Signal mehr empfangen werden konnte. Die Telemetrie von MAVEN hatte gezeigt, dass alle Subsysteme normal arbeiteten, bevor MAVEN in den Funkschatten des Mars eingetreten ist. Die Operationsteams untersuchen den Vorfall.

Die Frage ist nun, ob die NASA tatsächlich über „kein“ Signal, oder nur über keine regulären Signale, sondern nur über Signale welche der Safe Mode sendet, verfügt. Auch im Safe Mode kann die Sonde über die HGA Statusdaten versenden, bzw. Kommandos erhalten. Sollte die HGA nicht verfügbar sein, so müssten über eine Niedriggewinnantenne zumindest schwache Lebenszeichen der Sonde empfangbar sein. Auch dann besteht Hoffnung. Ohne jeglichen Kontakt zur Sonde wäre diese auf alle Fälle verloren. Nicht übersehen kann man jedoch die Tatsache, das die NASA seit nunmehr 12 Jahren keine Erneuerung der Orbiterinfrastruktur am Mars durchführt. Auch wenn der Treibstoff anscheinend noch über das Jahr 2030 reicht, so ist es trotzdem so, dass die Orbiterflotte altert. Raumfahrzeuge altern auch durch äußere Einflüsse wie Strahlung oder hohe Temperaturschwankungen, was irgendwann zu Ausfällen führen kann.
Außerdem müssten, selbst wenn man Anfang der dreißiger Jahre einen neuen Orbiter Richtung Mars schicken wollte, wegen der langen Projektlaufzeiten, bereits Maßnahmen eingeleitet worden sein. Sehr vielversprechend sieht es da nicht aus.
Bau und Start des Mars Telecommunications Orbiter wurden bereits 2005 abgesagt. Am 4. July 2025 wurde beschlossen das Projekt wieder aufzuehmen. Wann und ob überhaupt er sich wieder aus der Asche erhebt, bleibt abzuwarten.
Die International Mars Ice Mapper Mission sollte ursprünglich 2026 gestartet werden. 2022 wurde die Finanzierung des Projekts von der NASA eingestellt. Ob er nun wie geplant im Zeitraum 2031-2033 gestartet werden kann, bleibt angesichts des frühen Entwicklungsstadiums ebenfalls abzuwarten.

Sollte MAVEN nicht mehr aktivierbar sein, so müßte ca. das doppelte der Datenmenge welche MRO durchschnittlich transferiert, zusätzlich auf ihn selber und andere Orbiter umverteilt werden, falls das möglich ist. Ein Ausfall von MAVEN ist also durchaus schwerwiegend.

Zukünftig wird ja vom größten Startserviceprovider der USA beabsichtigt eigene Raumfahrzeuge, in der Folge sogar in bemannter Form, zum Mars zu schicken. Auch da wird man sich fragen müssen, inwieweit man sich da noch auf die bestehenden Orbiter stützen kann.

Ein Orbiter ist jedoch noch unerwähnt, da er erst nach MAVEN zum Mars aufgebrochen ist:
ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)

TGO ist ein Mars Orbiter der ESA. Am 14. März 2016 wurde TGO mit einer Proton-M/Briz-M von Baikonur Richtung Mars gestartet. Es war ein Schwergewicht mit 4332 kg Masse. Darin enthalten war jedoch auch das Landeexperiment Schiaparelli mit 577 kg.
Die Landung von Schiaparelli ist im übrigen nicht geglückt, zumindest nicht in einem Stück.
Die Aufgabe von TGO war die Untersuchung der Atmosphäre des Mars, insbesondere das Aufspüren von Spurengasen wie Methan, da man dieses auch als Biomarker in Betracht zieht. Weiter sollte TGO auch als Relaisstation für den Rosalind Franklin Rover dienen. Der befindet sich weiter auf der Erde und der Einsatz erscheint ungewiss. Die HGA von TGO misst 2,2 m und wird im X-Band mit 65 W betrieben. Richtung Mars wird wiederum per UHF gesendet. Sehr sinnvollerweise steuerte die NASA das Electra Package bei. Dies erleichert nun die Interoperabilität mit den derzeitlich am Mars befindlichen NASA Rovern Curiosity und Perserverance.
Auch der ESA Orbiter TGO ist Teil des Mars Relais Netzwerks. TGO transferiert zusätzlich auch Daten zu russischen Bodenstationen. Mit 1562.7 Mb/tag fließt über TGO der größte Anteil am Datenaufkommen des Mars Relais Netzwerks.

Die angeführten Datentransferraten entstammen Angaben der NASA von September 2025.

Nur als Ergänzung: Die kürzlich gestarteten EscaPADE Sonden, welche auch für den Marsorbit bestimmt sind, können keinerlei Relaisfunktionen übernehmen.

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• MAVEN – Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN

Der Beitrag Kontaktverlust zu MAVEN und alternde Orbiter am Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

In dieser Folge erzählt Karl eine kleine Geschichte der Mars-Atmosphäre. Die Astronomen der Antike sahen beim Mars zunächst nicht mehr als einen rötlichen Wandelstern, der in Schleifen übers Firmament läuft. Und während auch die ersten Astronomen der Neuzeit nur wenige Details des Planeten in Erfahrung bringen konnten, so waren sie doch überzeugt: Der Mars ist eine belebte Welt, die der Erde ähneln sollte.

Doch bis ins 20. Jahrhundert hinein wussten Forscherinnen und Forscher lediglich: Die Tage auf dem Mars sind vergleichbar lang wie auf der Erde (24 Stunden und 37 Minuten), der Planet besitzt vermutlich Polkappen und Jahreszeiten. Der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli hatte im 19. Jahrhunderte lange Linien beschrieben, die er canali nannte und die folgende Generationen über die Möglichkeit einer marsianischen Zivilisation spekulieren ließen. Doch die Voraussetzung für solches Leben auf dem Mars wäre, dass diese Außerirdischen Luft zum atmen hätten. Die Aufnahmen der NASA-Sonde Mariner 4 aus dem Jahr 1965 bereitete all diesen Mutmaßungen ein abruptes Ende: Auf ihnen erschien der Rote Planet als tote, kalte und tiefgefrorene Welt mit einer extrem dünnen Atmosphäre.

Dass in der kaum vorhandenen Marsluft dennoch etwas passiert, wurde zwar früh erkannt, war aber nie genauer untersucht worden. Marsianische Wolken bestehen aus Eiskristallen und waren eher ein Störfaktor für Kameras, die eigentlich Krater, Canyons oder Flusstäler der festen Oberfläche fotografieren sollten. Erst 2018 gibt ein spanischer Doktorand Anlass, die Marswolken genauer zu untersuchen. Jorge Hérnandez-Bernal findet am Riesenvulkan Arsia Mons eine extrem lange Wolke, die über die letzten Jahrzehnte immer zu einer bestimmten Jahreszeit wiederkehrt.

Diese Entdeckung von Hérnandez-Bernal motiviert schließlich ein Team um Daniela Tirsch vom Institut für Weltraumforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt genauer nachzusehen. Die europäische Raumsonde Mars Express hatte seit 2003 tausende Bilder gemacht. Und damit gelingt etwas, was sich die NASA-Mitarbeitenden aus dem Jahr 1965 kaum hätten vorstellen können: der allererste Wolkenatlas einer außerirdischen Welt.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf Apple Podcasts oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist ein Podcast der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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• AstroGeo Podcast
• Planet Mars

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Quelle: ESA / Science & Exploration / Human and Robotic Exploration / Exploration / ExoMars, 21. Juli 2025

Ein heliumgefüllter Stratosphärenballon hob eine Abstiegsmodul-Attrappe an und ließ sie über dem Polarkreis in fast 30 km Höhe los, woraufhin sich zwei große Fallschirme aus ihren Doughnut-Taschen entfalteten.
„Wir freuen uns, bestätigen zu können, dass wir ein Fallschirmdesign haben, das auf dem Mars funktionieren kann – ein ehrgeiziges System mit dem größten Fallschirm, der jemals außerhalb der Erde geflogen wird“, sagt Luca Ferracina, Systemingenieur des ExoMars-Eintritts- und Landemoduls der ESA.

Video (Copyright ESA): ExoMars-Fallschirm Falltest aus großer Höhe

Dieser Falltest aus großer Höhe fand am 7. Juli im Esrange Space Center der Swedish Space Corporation in Kiruna, Nordschweden, statt.

Wie man eine Marslandung auf der Erde testet

Um die Kombination aus Dichte und Geschwindigkeit zu simulieren, der die Kapsel beim Eintauchen in die dünne Marsatmosphäre ausgesetzt sein wird – etwa 1 % der Dichte der Erdatmosphäre auf Meereshöhe – musste der Ballon sehr hoch fliegen.
Die ExoMars-Fallschirme fielen aus einer Höhe von 29 km ab, also etwa dreimal so hoch wie die Flughöhe von Verkehrsflugzeugen.

Die Dummy-Kapsel befand sich dann etwa 20 Sekunden lang im freien Fall und erreichte dabei fast die Schallgeschwindigkeit, bevor sich die Fallschirme nacheinander entfalteten.
„Die Kombination aus Geschwindigkeit und geringer atmosphärischer Dichte bei diesem Test entspricht genau dem, was die Fallschirme auf dem Mars erleben werden. Die Tests auf der Erde sind eine Möglichkeit, Vertrauen zu gewinnen und zu bestätigen, dass alle Elemente wie erwartet funktionieren“, erklärt Luca.
Falltests in großer Höhe erfordern eine komplexe Logistik und strenge Wetterbedingungen für die Flugsicherheit. Die einzigartigen Einrichtungen von Esrange und die langjährige Erfahrung mit stratosphärischen Ballonmissionen seit den frühen 1970er Jahren machen es zu einem geeigneten Standort für diese Kampagne.

Zwei sind besser als einer

Die Landung auf dem Mars ist ein hochriskantes Unterfangen. In nur sechs Minuten muss das Landemodul von 21.000 km/h am oberen Ende der Marsatmosphäre auf eine weiche Landung abbremsen, damit seine wertvolle Fracht, der Rosalind Franklin Rover, für die Erkundung der Oberfläche einsatzbereit bleibt.

Zur Geschwindigkeitsreduzierung sind ein Hitzeschild, zwei Hauptfallschirme – jeder mit einem eigenen Pilotschirm zum Rausziehen des Hauptschirms – und Bremsraketen erforderlich, welche 20 Sekunden vor dem Auftreffen auf die Marsoberfläche ausgelöst werden.
Der größte Teil der Geschwindigkeit im Überschallbereich wird durch den Luftwiderstand der Kapsel abgebaut. Der effizienteste Weg, die verbleibende Geschwindigkeit für eine sichere Landung abzubauen, ist eine Kombination aus Fallschirmen und Bremsraketen.
„Die Verwendung von zwei Fallschirmen ermöglicht es uns, einen starken, mittelgroßen Fallschirm zu konstruieren, um die Sonde im Überschallbereich abzubremsen, und dann einen viel größeren, leichten Fallschirm für den endgültigen Abstieg“, erklärt John Underwood, leitender Ingenieur bei Vorticity, dem britischen Unternehmen, das mit der Fallschirmkonstruktion und der Testanalyse betraut ist.

Im Tandem zusammenarbeiten

Der Hauptfallschirm der ersten Stufe ist 15 m breit und ähnelt dem Fallschirmtyp, der 1972 für die Landung der Viking-Mars-Sonde der NASA entwickelt wurde. Für ExoMars verwenden die Teams eine Variante, die für die erfolgreiche ESA-Mission Cassini-Huygens zum Titan, dem größten Mond des Saturns, entwickelt wurde. Dieses dreistufige Fallschirmsystem hält immer noch den Rekord für die am weitesten von der Erde entfernte Landung, die jemals unternommen wurde.

Der Hauptfallschirm der zweiten Stufe ist 35 m breit und besteht aus einer Reihe von Ringen mit Lücken dazwischen. Dies wird der größte Fallschirm sein, der jemals auf dem Mars oder irgendwo im Sonnensystem außer der Erde geflogen ist. Er besteht aus über 800 Quadratmetern Stoff und mehr als vier Kilometern Kordel für die Aufhängung und man braucht etwa drei Tage, um ihn in seinem Sack hinein zu falten.
Die sorgfältige Faltung jedes Fallschirms in dessen Tasche ist unerlässlich, um eine korrekte Entfaltung zu gewährleisten.

Herausforderungen bei Lagerung und Design

Das in Schweden getestete Fallschirmsystem war bereits für einen Flug zum Mars im Jahr 2021 qualifiziert, wurde aber eingelagert, als die Mission aufgrund des russischen Einmarsches in der Ukraine gestoppt wurde.

„Wir führen diese Kampagne durch, um unsere Bereitschaft für den Mars zu bestätigen und um zu überprüfen, ob die Fallschirme nach der langen Lagerung weiterhin wie erwartet funktionieren“, erklärt Luca.
Die Fallschirme werden jeweils aus sehr leichtem Gewebe mit einer Dichte von etwa 40 Gramm pro Quadratmeter hergestellt – etwa halb so viel wie ein Blatt Papier.

Eine Fallschirmexpertise die Europa voran bringt

Die Telemetriedaten wurden während des Abwurfs in Echtzeit übermittelt. Das Vorticity-Team wird nun die Daten zusammen mit Hochgeschwindigkeits-Videomaterial analysieren, um das Abbremsprofil und die Öffnungsmodelle zu bewerten.

„Tests auf der Erde haben den Vorteil, dass wir viel mehr Daten erhalten und die Fallschirme nach dem Test zur Inspektion bergen können“, sagt John.
Der größte Teil des Fallschirmsystems wurde in Europa entwickelt und gebaut, unter anderem mit Komponenten aus den Niederlanden (Entfaltungsmörser), Italien (Fallschirme) und Tschechien (Fallschirmbehälter). Thales Alenia Space in Frankreich überwachte die Testkampagne als Verantwortlicher für das Fallschirm-Montagesystem.

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

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Quelle: NASA, 7. Januar 2025.

7. Januar 2025 – Washington- Die NASA plant, zu einem späteren Zeitpunkt einen einzigen Weg für das Programm auszuwählen, das darauf abzielt, die Geheimnisse des Universums besser zu verstehen und festzustellen, ob der Rote Planet jemals Leben beherbergt hat. Es wird erwartet, dass die NASA das Programm – und seinen Entwurf – in der zweiten Hälfte des Jahres 2026 bestätigen wird.

„Die Verfolgung von zwei möglichen Wegen wird sicherstellen, dass die NASA in der Lage ist, diese Proben vom Mars zurückzubringen, und zwar mit erheblichen Kosten- und Zeiteinsparungen im Vergleich zum vorherigen Plan“, sagte NASA-Administrator Bill Nelson. „Diese Proben haben das Potenzial, die Art und Weise zu verändern, wie wir den Mars, unser Universum und letztlich auch uns selbst verstehen. Ich möchte dem Team der NASA und dem strategischen Überprüfungsteam unter der Leitung von Dr. Maria Zuber für ihre Arbeit danken.“

Im September 2024 akzeptierte die Behörde 11 Studien aus der NASA-Gemeinschaft und der Industrie, die sich mit der Frage beschäftigten, wie man am besten Proben vom Mars zur Erde zurückbringen kann. Ein Team für die strategische Überprüfung der Rückführung von Mars-Proben wurde damit beauftragt, die Studien zu bewerten und dann eine primäre Architektur für die Kampagne zu empfehlen, einschließlich entsprechender Kosten- und Zeitplanschätzungen.

„Die Rover der NASA halten der rauen Umgebung des Mars stand, um bahnbrechende wissenschaftliche Proben zu sammeln“, sagte Nicky Fox, Leiter des Science Mission Directorate der NASA. „Wir wollen diese Proben so schnell wie möglich zurückbringen, um sie in modernsten Einrichtungen zu untersuchen. Mars Sample Return wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, die geologische Geschichte des Planeten und die Entwicklung des Klimas auf diesem kargen Planeten, auf dem in der Vergangenheit möglicherweise Leben existierte, zu verstehen und Licht in die Anfänge des Sonnensystems zu bringen, bevor das Leben auf der Erde begann. Dies wird uns auch darauf vorbereiten, die ersten menschlichen Entdecker sicher zum Mars zu schicken.

Während der Formulierung wird die NASA zwei verschiedene Möglichkeiten für die Landung der Nutzlastplattform auf dem Mars erforschen und evaluieren. Bei der ersten Option werden bereits geflogene Einstiegs-, Abstiegs- und Landesystemdesigns genutzt, insbesondere die Sky-Crane-Methode, die bei den Missionen Curiosity und Perseverance demonstriert wurde. Bei der zweiten Option werden neue kommerzielle Möglichkeiten genutzt, um die Nutzlast des Landers auf die Marsoberfläche zu bringen.

Bei beiden möglichen Optionen wird die Landeplattform der Mission eine kleinere Version des Mars Ascent Vehicle tragen. Die Sonnenkollektoren der Plattform werden durch ein Radioisotopen-Energiesystem ersetzt, das während der Staubsturmzeit auf dem Mars Strom und Wärme liefern kann, was eine geringere Komplexität ermöglicht.

Der orbitale Probenbehälter wird 30 Probenröhrchen mit Proben aufnehmen, die der Perseverance-Lander von der Marsoberfläche gesammelt hat. Eine Neukonzeption des Probenladesystems auf dem Lander, mit dem die Proben in den Probenbehälter in der Umlaufbahn gebracht werden, vereinfacht die Umsetzung der rückwärtigen Planetary Protection, indem die Ansammlung von Staub an der Außenseite des Probenbehälters vermieden wird.

Beide Missionsoptionen stützen sich auf ein Einfang-, Einschließungs- und Rückführungssystem an Bord des Earth Return Orbiter der ESA (Europäische Weltraumorganisation), um den Probenbehälter in der Marsumlaufbahn einzufangen. Die ESA prüft derzeit den Plan der NASA.

Weitere Informationen über die Erforschung des Mars durch die NASA finden Sie hier:

https://science.nasa.gov/mars/

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• Mars Sample Return

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Quelle: ESA, NADJEJDA, 17. September 2024

1. Was ist das LightShip?

Das LightShip ist ein elektrisch angetriebener Schlepper, der ein oder mehrere Passagierraumschiffe zum Mars bringen und Kommunikations- und Navigationsdienste rund um den Planeten sowie mehrere Plätze für eine Reihe wissenschaftlicher Nutzlasten anbieten wird.
Historisch gesehen kommt der Name LightShip von Schiffen, welche in abgelegene, tiefe oder gefährliche Gewässer geschickt wurden, um als Leuchtfeuer zur Unterstützung der Navigation zu dienen.

Im Jahr 1899 sendete der Kapitän des LightShip East Goodwin mit Hilfe der drahtlosen Technologie von Guglielmo Marconi das erste Funk-Notsignal. Der Name LightShip ist eine Hommage an die unerschrockenen Entdecker, die diese Leuchtfeuer zur Navigation nutzten.

2. Warum brauchen wir LightShip?

Der Weg zum Mars ist nicht einfach. LightShip bietet eine Lösung für zwei der wichtigsten Herausforderungen für Marsmissionen: erstens die Beförderung von Passagierraumschiffen zum Mars, um den Roten Planeten besser zugänglich zu machen; zweitens die Kommunikation zum und vom Mars, indem ein spezieller Datenrelaisdienst bereitgestellt wird.

Darüber hinaus bietet sich das LightShip für die ersten Schritte in Richtung eines globalen Satellitennavigationsdienstes (GNSS) an, wie wir ihn von unseren Smartphones auf der Erde kennen, der eine präzise Landung und den Betrieb auf dem Mars ermöglichen würde.
Verbesserte Navigation und Kommunikation werden den Weg für künftige bemannte Missionen ebnen.

3. Wie kann LightShip die Kosten für eine Reise zum Mars senken?

LightShip könnte Reisen zum Mars in mehrfacher Hinsicht erschwinglicher und nachhaltiger machen.

Sein effizientes elektrisches Antriebssystem kann mehr Masse zum Mars bringen als herkömmliche chemische Systeme, und es könnte mehrere Raumfahrzeuge auf verschiedene Umlaufbahnen oder Eintrittsbahnen bringen.
Mit einem wiederverwendbaren Design plant die ESA, mehrere LightShips zu bauen, was zu niedrigeren Kosten pro Raumfahrzeug führen wird.

4. Was steckt an Wissenschaft dahinter?

LightShip wird eine Nutzlast beherbergen, die hauptsächlich der Atmosphärenforschung gewidmet ist. Aus einer hohen Umlaufbahn von fast 6000 km über der Marsoberfläche wird die LightShip-Wissenschaftsnutzlast atmosphärische Phänomene wie Wetter, Wind und Staub überwachen und messen – alles nützliche Informationen für sichere Landungen und Operationen auf der Marsoberfläche. Sobald mehrere LightShips am Mars in Betrieb sind, würde dies eine kontinuierliche Überwachung der Wettersysteme rund um den gesamten Planeten ermöglichen.
Das erste Passagier-Raumschiff, das von LightShip zum Mars befördert werden soll, wird den Namen SpotLight tragen und soll in erster Linie hochauflösende Karten der Oberfläche des Roten Planeten aus einer niedrigen Marsumlaufbahn von etwa 300 km erstellen.

5. Wie kommunizieren die Marserforscher mit der Erde?

LightShip bietet einen Kommunikationsdienst, der es künftigen Mars-Landern und -Orbitern ermöglichen wird, eine riesige Menge wissenschaftlicher Daten zur Erde zu übermitteln, ohne dass sie dafür eigene schwere und kostspielige Systeme zur direkten Kommunikation mit der Erde einsetzen müssen.

Ein robustes, mit LightShip aufgebautes Mars-Telekommunikationsrelaisnetz würde Positionierungs-, Navigations- und Zeitgebungsdienste für Mars-Orbiter, Lander, Rover und Aerobots unterstützen.
Der MARCONI-Dienst (Mars Communication and Navigation Infrastructure) von LightShip ist nach Guglielmo Marconi benannt, einem italienischen Erfinder und Elektroingenieur, der für seine Pionierarbeit auf dem Gebiet der Funkübertragung über große Entfernungen bekannt ist und mit dem das erste Notsignal auf dem Feuerschiff East Goodwin gesendet wurde.

6. Was kann LightShip zum Mars liefern?

Der LightShip-Antriebsservice ist flexibel und kann die Passagiere während des Transfers zum Mars absetzen oder sie von Schiff zu Schiff bringen, je nach den Antriebsfähigkeiten des Passagierraumschiffs.

Sobald LightShip seine Passagiere in den gewünschten Orbits abgesetzt hat, bringt es sich selbst in seinen endgültigen Betriebsorbit, von dem aus der MARCONI-Dienst erbracht werden kann. LightShip wird eine Reihe von Passagierraumschiffen unterschiedlicher Größe unterstützen, von kleinen CubeSats bis hin zu großen Plattformen, wobei bis zu 12 Passagiere in einer Mission befördert werden können.

7. Wann wird dies alles geschehen?

Dieses Missionskonzept tritt nun in eine wettbewerbsorientierte Phase A/B1-Studienphase ein. Die weitere Entwicklung der Mission hängt von den Entscheidungen ab, die auf der nächsten ESA-Ratstagung auf Ministerebene im November 2025 getroffen werden. Im Falle einer Genehmigung ist die erste LightShip-Mission für das Jahr 2032 vorgesehen, weitere Starts sind für die Jahre 2035 und 2037 geplant. Künftige LightShip-Missionen werden verschiedene Passagierraumschiffe befördern, über die die Wissenschafts- und Explorationsgemeinschaft entscheiden wird.

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• ESA Mars Lightship

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Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg 10. September 2024.

10. September 2024 – Über den Mars erstreckt sich ein gewaltiges Tal: Das Valles Marineris ist 3.000 Kilometer lang, 600 Kilometer breit und im Durchschnitt acht Kilometer tief. Sein lateinischer Name geht auf den Mars-Orbiter „Mariner“ zurück, der das Tal Anfang der 1970er-Jahre entdeckte.

Seit 2012 erhält dieser größte bekannte Canyon im Sonnensystem die besondere Aufmerksamkeit der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). In der VaMEx-Initiative sollen Schlüsseltechnologien zur robotischen Erkundung dieses schwierigen Geländes im Schwarm entwickelt werden: Der VaMEx – Valles Marineris Explorer besteht aus fahrenden, laufenden und fliegenden Drohnen, die ein komplexes Gesamtsystem bilden.

Die VaMEx-Initiative der Raumfahrtagentur verfolgt das Ziel, erstmals die Schluchten und Höhlen des Canyons zu erforschen. Dabei wird auch nach Spuren von flüssigem Wasser und somit eventuell nach Leben gesucht, das dort in geschützten Nischen existieren könnte. Dafür will das DLR einen Schwarm autonomer, untereinander vernetzter Roboter auf den Mars bringen: Sie sollen auf dem Boden, in der Luft und in Höhlen agieren und dort Bilder und andere Daten sammeln.

Höhlen als besonders interessante Zielorte
Höhlen dürfte es in dem stark zerklüfteten Tal einige geben. Selbst in der scheinbar eintönigen Landschaft des Mondes haben Forschende aus Italien und den USA vor kurzem den Eingang zu einer großen Höhle entdeckt.

Höhlen sind nicht nur interessant als Standorte für Mond- oder Marsbasen. Sie bieten Schutz vor der kosmischen Strahlung, gemäßigtere Temperaturen und damit auch ein gutes Umfeld für den Erhalt von Leben, das bereits vor Milliarden Jahren entstanden sein könnte, als auf dem Mars noch viel günstigere Bedingungen herrschten.

An der Erforschung des Valles Marineris beteiligt sich neben dem Lehrstuhl Informationstechnik für Luft- und Raumfahrt der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg nun auch ein Team der JMU-Professur für Raumfahrttechnik. Dessen Aufgabe ist es, ein Kommunikationskonzept für den Roboterschwarm zu entwickeln. In der aktuell laufenden dritten Entwicklungsphase von VaMEx fördert die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR das Teilprojekt an der JMU mit rund 1,5 Millionen Euro.

Wie der Roboterschwarm zusammengesetzt ist
„Wir haben unserem Teilprojekt den Namen „VaMEx3-MarsSymphony“ gegeben, weil es darum geht, die einzelnen Elemente des Roboterschwarms wie ein Orchester harmonisch zusammenspielen zu lassen“, sagt Projektleiter Professor Hakan Kayal. Zum Schwarm gehören in der aktuell laufenden Entwicklungsphase mobile Roboter in der Luft und zu Land, ein stationäres Gateway am Boden, das als Kommandozentrale für die Kommunikation dient, und ein Satellitensimulator für den Datenaustausch mit der Erde.

Wenn die Roboter am Boden in Höhlen vordringen, sind sie von der Marsoberfläche abgeschirmt und können nicht direkt mit dem Gateway kommunizieren. Zum Konzept gehören darum auch Repeater-Stationen, welche die aufgenommenen Bilder und Daten in einer Transportkette weiterreichen – vom Roboter in der Höhle bis zum Gateway an der Oberfläche des Planeten.

Technologie aus Würzburg: Autorotationskörper
Teil des Schwarms sind außerdem sogenannte Autorotationskörper: Sie werden aus der Luft abgeworfen und sammeln Daten, während sie sanft zu Boden gleiten. Letzteres schaffen sie dank ihres speziellen Designs: Die länglichen Körper sind wie Ahornsamen gebaut. Sie haben einen Flügel und drehen sich um ihre eigene Achse, was sie sachte abwärts trudeln lässt. Ihr Flugweg ist steuerbar, so dass man sie gezielt über eine größere Fläche verteilen und sie dann als Sensor-, Repeater- und Navigations-Netzwerke nutzen kann.

Über den Einsatz der Autorotationskörper freut sich MarsSymphony-Projektmanager Clemens Riegler ganz besonders: Er hat die Fallkörper noch als Student mitentwickelt – ab 2016 im Rexus-Bexus-Programm der DLR-Raumfahrtagentur und in der Würzburger Hochschulgruppe WüSpace e.V., die Studierenden die Mitarbeit an Projekten der Luft- und Raumfahrt ermöglicht.

In seiner Doktorarbeit entwickelt Riegler die Flugkörper weiter: „Es ist sehr schön zu sehen, dass das DLR diese Arbeit würdigt und sie jetzt Teil eines Projekts zur Erkundung des Mars geworden ist!“

Ins Gateway wird eine Himmelskamera integriert
Das robotische Mars-Orchester hat eine weitere einzigartige Besonderheit: Das stationäre Gateway wird mit einer Kamera ausgestattet, die den Himmel des Mars im Blick behält. „Alle bisherigen Mars-Missionen haben sich auf die Oberfläche des Planeten konzentriert, wir wollen erstmals auch nach oben schauen“, sagt Hakan Kayal. Und dort dürfte es einiges zu beobachten geben: Wolkenbildung, Eintritte von Meteoren oder Blitze und andere kurzzeitige Leuchtphänomene.

Meteoriten von der Größe eines Basketballs scheinen auf dem Mars fast täglich einzuschlagen: Das hat ein internationales Forschungsteam im Juni 2024 aus seismischen Daten geschlossen. „Wir könnten das mit Daten weiter untermauern, wenn wir mit unserer UAP-Kamera den Eintritt von Meteoriten filmen und diese Ereignisse mit den seismischen Signalen korrelieren“, sagt Hakan Kayal.

Die Abkürzung UAP steht für „Unidentified Anomalous Phenomena“ (unidentifizierte anomale Phänomene). Der Name der Kamera leitet sich von ihrer Fähigkeit ab, mittels Künstlicher Intelligenz gezielt unbekannte Himmelsphänomene aufzuspüren, wie sie auch auf der Erde beobachtet werden. Die Integration eines Kamerasystems zur Himmelsbeobachtung auf dem Gateway stellt einen wesentlichen Entwicklungsschritt hin zu einem Detektionssystem für Kurzzeitphänomene in der Marsatmosphäre sowie zur Erforschung von UAPs dar. Mit MarsSymphony wird die UAP-Forschung erstmalig mit Bundesmitteln gefördert. Die neuartige Himmelsbeobachtungskamera könnte in Zukunft auch auf dem Mars UAPs detektieren.

Kommunikation zwischen Gateway und Relay-Satellit als Herausforderung
Die Kommunikation zwischen den beschriebenen Elementen und dem Raumsegment ist bei der Übertragung der gewonnenen wissenschaftlichen Daten eine zentrale Herausforderung. Das gilt aufgrund knapper Ressourcen insbesondere für die Kommunikation zwischen dem Gateway auf der Marsoberfläche und den Relay-Satelliten im Orbit.

Aktuelle Lander nutzen hierbei bisher das S- oder X-Band. Zur Erhöhung der Datenrate des Übertragungskanals ist jedoch der Wechsel von dem X-Band in das Ka-Band ein entscheidender Schritt. Der Berliner Projektpartner IQ Technologies for Earth and Space GmbH wird darum auf Basis seines flugerprobten XLink-Systems einen Ka-Band-fähigen Transceiver für den Einsatz auf Landern und interplanetaren Kleinsatelliten entwickeln. Im Projekt sollen, neben Transceiver-Hardware für interplanetare Systeme, auch angepasste und flexible Übertragungsprotokolle entwickelt werden.

Systemtest 2025 bei Analogmission auf der Erde
Ob der Roboterschwarm wie geplant funktioniert, soll im Laufe des Jahres 2025 bei einer sogenannten Analogmission getestet werden: Dabei werden die Beteiligten die Mars-Mission auf der Erde simulieren, voraussichtlich in einem Steinbruch in Deutschland. Bei dieser Simulation spielt die Würzburger UAP-Kamera ebenfalls eine wichtige Rolle: Ihre Videoaufnahmen vom Himmel liefern ausreichend große Datenvolumina, um die Belastbarkeit des Kommunikationssystems zu testen.

Läuft die Analogmission gut, was wäre dann der nächste Schritt? „In einem möglichen Nachfolgeprojekt müsste die Hardware für einen Einsatz auf dem Mars angepasst werden“, erklärt Hakan Kayal. Denn dort herrschen harsche Bedingungen: Die Atmosphäre ist dünn, die Durchschnittstemperatur liegt bei minus 63 Grad Celsius und regelmäßig fegen große Staubstürme über den roten Planeten.

Förderung und weitere Fakten
Das Würzburger VaMEx-3-Teilprojekt „Demonstration einer vollständigen Funkstrecke für die Satellitenkommunikation mit non-Line-of-Sight Rovern zur Exploration des Valles Marineris“ wird unter dem Förderkennzeichen 50RK2451A von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

Das Projekt ist am Interdisziplinären Forschungszentrum für Extraterrestrik (IFEX) der Universität Würzburg angesiedelt. Neben Projektleiter Professor Hakan Kayal und Projektmanager Clemens Riegler wirken vier weitere Mitarbeitende und drei studentische Hilfskräfte im Teilvorhaben VaMEx3-MarsSymphony mit. Offizieller Start des auf zwei Jahre angelegten Projekts war am 1. August 2024; das Kickoff-Meeting fand am 5. September 2024 bei der DLR-Raumfahrtagentur in Bonn statt.

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• Zukünftige Mars-Erforschung

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Quelle: ETH Zürich 28. Juni 2024.

28. Juni 2024 – Einem internationalen Team von Forschenden unter gemeinsamer Leitung der ETH Zürich und des Imperial College London ist anhand von seismischen Daten erstmals eine Schätzung der globalen Meteoriteneinschläge auf dem Mars gelungen. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass jedes Jahr zwischen 280 und 360 Meteoriten auf dem Planeten einschlagen und zur Bildung von Kratern mit einem Durchmesser von über 8 Metern führen. Géraldine Zenhäusern von der ETH Zürich, eine der Leiterinnen der Studie, kommentiert: «Die ermittelte Rate ist etwa fünfmal höher als die Zahl der Einschläge, die allein anhand von bildgebenden Verfahren geschätzt wurde. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Seismologie in Kombination mit der Analyse von Weltraumbildern ein hervorragendes Instrument zur Messung der Einschlagsraten ist.»

Seismisches «Pfeifen» als Hinweis auf neue Erdbebenart
Ermöglicht wurde dies durch die Aufzeichnung eines kurzen Pfeifens, das Meteoriten bei ihrem Eintritt in die Marsatmosphäre verursachen. Die Forschenden werteten Daten des Seismometers aus, das von der InSight-Mission der NASA eingesetzt wurde. Sie stellten fest, dass sechs seismische Ereignisse, die in der Nähe der Sonde aufgezeichnet wurden, zuvor als Meteoriteneinschläge identifiziert worden waren (Garcia et al., 2023). Zenhäusern von der ETH Zürich, ihre Co-Leiterin Natalia Wójcicka vom Imperial College London und das Forschungsteam fanden nun heraus, dass diese sechs seismischen Ereignisse Teil einer viel grösseren Gruppe von Marsbeben waren, die als Ereignisse mit sehr hoher Frequenz (very high frequency, VF) bezeichnet werden. Solche Beben entstehen mit viel grösserer Geschwindigkeit als tektonische Marsbeben vergleichbarer Stärke. So braucht es für ein normales Beben der Stärke 3 auf dem Mars mehrere Sekunden, bei einem durch einen Hochgeschwindigkeitseinschlag verursachten Ereignis derselben Stärke jedoch nur 0,2 Sekunden oder weniger. Durch die Analyse der Spektren von Marsbeben wurden weitere 80 Beben identifiziert, als deren Ursache nun Einschläge von Meteoroiden angenommen werden.

Seismischen Daten leiten erstmals Einschlagsrate von Meteoriten her
Jedes Jahr fallen rund 17 000 Meteoriten auf die Erde. Solange ihr Schweif nicht am Nachthimmel zu sehen ist, werden sie nur selten bemerkt. Die meisten Meteore zerfallen, wenn sie in die Erdatmosphäre eintreten. Auf dem Mars ist die Atmosphäre jedoch hundertmal dünner. Dadurch ist die Oberfläche des Planeten grösseren und häufigeren Meteoriteneinschlägen ausgesetzt.

Bisher verliessen sich Planetenforschende auf Weltraumbilder und Modelle, die aus gut erhaltenen, durch Meteoriteneinschläge verursachten Kratern auf dem Mond abgeleitet wurden. Diese Schätzungen konnten aber nicht ohne Weiteres auf den Mars übertragen werden. So müssen Forschende die stärkere Anziehungskraft des Mars und die Nähe des Roten Planeten zum Asteroidengürtel berücksichtigen. Beide Faktoren führen dazu, dass mehr Meteoriten auf dem Mars einschlagen. Aufgrund regelmässiger Sandstürme sind die Krater auf dem Planeten zudem weniger gut erhalten als auf dem Mond und können daher durch Weltraumbilder nicht so leicht entdeckt werden. Beim Einschlag eines Meteoriten auf dem Mars breiten sich die durch die Kollision verursachten seismischen Wellen durch die Kruste und den Mantel aus und können von Seismometern aufgezeichnet werden. Dadurch bietet sich eine vollkommen neue Möglichkeit, die Einschlagsrate auf dem Mars zu messen.

Wójcicka erklärt: «Wir haben die Durchmesser der Krater anhand der Stärke und Entfernung der Hochfrequenz-Marsbeben geschätzt. Anhand dieser Schätzungen haben wir dann berechnet, wie viele Krater sich im Laufe eines Jahres um die InSight-Sonde gebildet hatten. Diese Daten haben wir extrapoliert, um die Anzahl der jährlichen Einschläge auf der gesamten Marsoberfläche zu schätzen.»

Zenhäusern fügt hinzu: «Neue Krater sind auf flachem, staubigem Gelände am besten zu sehen, denn dort fallen sie besonders auf. Allerdings ist diese Art von Gelände nur auf weniger als der Hälfte der Marsoberfläche zu finden. Das empfindliche Seismometer der InSight-Mission konnte jedoch jeden einzelnen Einschlag innerhalb der Reichweite der Sonde aufzeichnen.»

Erkenntnisse über das Alter des Roten Planeten und zukünftige Mars-Missionen
Ähnlich wie Linien und Falten in einem Gesicht geben Grösse und Dichte der durch Meteoriteneinschläge entstandenen Krater Aufschluss über das Alter verschiedener Regionen eines Planeten. Das heisst: Je weniger Krater, desto jünger ist die betreffende Region. So weist Venus zum Beispiel fast keine sichtbaren Krater auf, weil der Planet durch eine dicke Atmosphäre geschützt ist und seine Oberfläche durch Vulkanismus laufend neu gebildet wird. Die uralten Oberflächen des Planeten Merkur und des Mondes sind hingegen von Kratern übersät. Der Planet Mars liegt irgendwo dazwischen, denn dort gibt es einige junge und einige alte Regionen, die sich anhand der Zahl der Krater unterscheiden lassen.

Aus den neuen Daten geht hervor, dass auf der Oberfläche des Mars fast jeden Tag ein neuer Krater von 8 Metern Durchmesser entsteht, ein Krater mit 30 Metern Durchmesser etwa einmal im Monat. Da durch Hochgeschwindigkeitseinschläge Explosionszonen entstehen, deren Durchmesser oft mindestens hundertmal so gross ist wie der Krater, ist es für die Sicherheit von Missionen – jetzt noch mit Robotern, künftig auch mit Menschen – wichtig, die genaue Zahl der Einschläge zu kennen.

«Diese Arbeit ermittelt als erste ihrer Art anhand von seismologischen Daten, wie häufig Meteoriten auf der Oberfläche des Mars einschlagen, was eines der Ziele der ersten Stufe der Mars-Mission InSight war», kommentiert Domenico Giardini, Professor für Seismologie und Geodynamik an der ETH Zürich und Co-Principal Investigator der InSight-Mission der Nasa . «Diese Daten werden in die Planung zukünftiger Missionen zum Mars einfliessen.»

Um diese Forschungen voranzutreiben, ist nach Auskunft von Zenhäusern und Wójcicka geplant, bei den nächsten Schritten Technologien des maschinellen Lernens einzusetzen. Sie sollen die Forschenden dabei unterstützen, weitere Krater auf Satellitenbildern sowie seismische Ereignisse in den Daten zu identifizieren.

Originalpublikation:
Zenhäusern, G, Wójcicka, N, Stähler, SC, Collins, GS, Daubar, IJ, Knapmeyer, M, Ceylan, S, Clinton, JF, Giardini, D: An estimate of the impact rate on Mars from statistics of very-high-frequency marsquakes. Nature Astronomy, 2024, doi.org/10.1038/s41550-024-02301-z
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02301-z
pdf: https://www.nature.com/articles/s41550-024-02301-z.pdf

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• InSight auf Atlas V 401

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