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

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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/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

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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: 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: Frankfurt University of Applied Sciences 3. September 2024.

3. September 2024 – Im Vorfeld konnten sich 27 Teams qualifizieren, für FRoST ist es bereits der vierte Start in der Finalrunde. Das Studierenden-Team, das seit 2018 mit wechselnden Mitgliedern existiert, hat für die diesjährige ERC-Ausgabe vor allem am Gewicht und an der Energieversorgung ihres Rovers gefeilt.

Rund 900 Quadratmeter künstliche Marslandschaft und eine fiktive Mission mit Aufgaben vom Probensammeln bis zum Navigieren – der Studierenden-Rover ARES der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) ist bereit für die European Rover Challenge (ERC). Mit der selbstentwickelten Roboterplattform stellt sich das Frankfurt Robotics Science Team (FRoST) vom 6. bis 8. September 2024 in Krakau der Konkurrenz aus 12 Ländern. Es ist damit bereits die vierte ERC-Teilnahme der „FRoSTis“. Die 11 Studierenden konnten sich für den internationalen Mars-Rover-Wettbewerb der Hochschulteams aus einem Feld von 69 angemeldeten Gruppen als eines von 27 Teams im Juni qualifizieren.

FRoST existiert mit wechselnden Mitgliedern seit 2018 und wurde von Prof. Dr. Karsten Schmidt, Leiter des Master-Studiengangs Mechatronik und Robotik und Prodekan des Fachbereichs Informatik und Ingenieurwissenschaften, gegründet. Im Team arbeiten Studierende aus verschiedenen Studiengängen daran, kreative technische Lösungen im Bereich der Robotik zu entwickeln. „Die regelmäßige Qualifikation für die ERC zeigt, dass der Wissenstransfer zwischen den Generationen von FRoST-Mitgliedern reibungslos funktioniert. Das Projekt ist aber nicht nur ein hervorragendes Beispiel für die Leistungsfähigkeit unserer Studierenden im internationalen Wettbewerb. Die Mitglieder erwerben darin Kompetenzen, die den späteren Berufseinstieg ganz erheblich erleichtern“, so Schmidt, der FRoST organisatorisch betreut.

„FRoSTis“ mit Bestleistung im Jahr 2023
Die ERC ist eine jährliche internationale Raumfahrt- und Robotikveranstaltung der European Space Foundation, die den Wettbewerb der Mars-Rover für Hochschulteams mit wissenschaftlichen und technologischen Vorführungen verbindet. Sie findet dieses Jahr zum zehnten Mal statt, erstmals mit der AGH Universität Krakau als Co-Organisatorin und damit in der polnischen Metropole. Die Teams erwarten dort fünf Aufgabenbereiche: Navigation über das Marsgelände, Erkundung und Dokumentation der Marsoberfläche, Sammeln von Bodenproben, der Einsatz des Roboterarms zu Reparaturzwecken, sowie die Präsentation des Projekts vor einer Jury. Bei den Praxis-Aufgaben bewegen sich die Rover auf einer eigens angelegten künstlichen Marslandschaft. Die „FRoSTis“ reisen mit einer beachtlichen Vorjahresbilanz an. 2023 belegten sie den 5. Platz in der Gesamtwertung. Damit waren die Frankfurter Studierenden nicht nur das beste deutsche Team, sondern erzielten auch ihre beste Gesamtplatzierung.

Weniger Gewicht für den Wettbewerbserfolg
Ihren aktuellen Rover ARES – Akronym für Advanced Robotic Exploration System – hat das Team im Jahr 2020 gebaut und seitdem jedes Jahr weiterentwickelt. Der halbautonome Roboter wird über eine sogenannte Ground Station aus der Ferne gesteuert und kann verschiedene Aufgaben im Rahmen einer unbemannten Mars-Mission erfüllen. Dafür verfügt er unter anderem über eine Deep Drill Unit (DDU) mit der Bodenproben gewonnen werden können, eingebaute Kameras zur Positionsbestimmung, einen Roboterarm und ein Kettenfahrwerk. Für die neueste ERC-Ausgabe hat das Team vor allem an zwei Details gefeilt, so Teamleiter Jens Rau: „Indem wir bei der Elektronikbox Carbonteile verwenden und für die Konstruktion des Arms auf regeneratives Design setzen, konnten wir das Gewicht des Rovers von 73 auf 64 Kilogramm reduzieren. Dadurch bewegt er sich schneller und effizienter. Außerdem haben wir bei der Energieversorgung durch eigens entwickelte Li-Ionen-Akkus die Systemspannung verdoppelt.“ Neben dem Einsatz von platzsparenden, dünneren Kabeln ermöglicht diese beispielsweise, dass sich der Roboterarm schneller bewegen lässt, was zum Wettbewerbsvorteil werden kann.

Das diesjährige Ziel des Teams ist es laut Rau, „die Position als bestes deutsches Team zu halten und eine neue Bestleistung zu zeigen. Vor allem aber freuen wir uns, die befreundeten Gruppen wieder zu treffen. Es ist immer interessant zu sehen, mit welchen Lösungen die anderen an den Start gehen.“ Der Wettbewerb wird live auf der ERC-Homepage (https://roverchallenge.eu/) übertragen.

Begleitend zur Rover Challenge debattieren bei der ERC 2024 unter anderem internationale Expert*innen im Rahmen einer Konferenz über die Erforschung von Mars und Mond und die Zukunft der Raumfahrt. Besucher*innen haben die Möglichkeit, modernste Robotiklösungen in der Ausstellungszone kennenzulernen und durch Experimente Forschung zu erleben. Die Veranstaltung bietet Start-Ups zudem die Möglichkeit zur Vernetzung.

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• Raumfahrtbezogene Ausbildung / studentischer Satellitenbau

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Quelle: Universität Bern 10. Mai 2024.

10. Mai 2024 – «ExoMars» ist ein Weltraumprogramm der Europäischen Weltraumorganisation ESA und steht für Exobiologie auf dem Mars: Zum ersten Mal seit den 1970er-Jahren wird aktiv nach Leben auf dem Mars geforscht. An Bord des ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) befindet sich das Color and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS), ein Kamerasystem, das von einem internationalen Team unter der Leitung von Professor Nicolas Thomas vom Physikalischen Institut der Universität Bern entwickelt und gebaut wurde. CaSSIS beobachtet den Mars seit April 2018 und liefert hochauflösende Farbbilder der Marsoberfläche.

Mit diesen hochauflösenden Farbbildern konnte ein internationales Team unter der Leitung von Dr. Adomas Valantinas Wasserfrost auf dem Mars nachweisen. Die Studie wurde soeben in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht. Valantinas war bis Oktober 2023 Doktorand am Departement Space Research & Planetary Sciences des Physikalischen Instituts der Universität Bern und ist derzeit dank des Postdoc.Mobility-Stipendiums des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) als Gastforscher an der Brown University (USA).

Eine unerwartete Entdeckung
Der Frost wurde auf den Gipfeln der höchsten Berge des Mars entdeckt – den Tharsis-Vulkanen. Diese Vulkane sind die höchsten Berge im Sonnensystem, der Olympus Mons ragt bis zu 26 km über die umliegenden Ebenen hinaus. Diese Frostbildung war nicht erwartet worden, da diese Berge in niedrigen Breitengraden in der Nähe des Marsäquators liegen. «In diesen niedrigen Breitengraden hält die starke Sonneneinstrahlung die Oberflächentemperaturen tendenziell hoch. Daher haben wir nicht erwartet, dass wir dort Frost finden», so Valantinas. Ausserdem kühlt die dünne Atmosphäre auf dem Mars die Oberfläche nur unzureichend ab, so dass hoch gelegene Oberflächen in den Mittagsstunden genauso heiss werden können wie niedrig gelegene, was auf der Erde nicht der Fall ist.

Valantinas erklärt: «Aufsteigende Winde bringen wasserdampfhaltige Luft aus dem Tiefland nach oben, die sich in der Höhe abkühlt und kondensiert. Das ist ein bekanntes Phänomen sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars.» Das gleiche Phänomen verursacht die auffällige Arsia Mons Elongated Cloud – und die neue Studie zeigt, dass dieses Phänomen auch auf den Tharsis-Vulkanen zu morgendlichen Frostablagerungen führt. «Wie wir anhand der CaSSIS-Bilder sehen konnten, sind die dünnen Reifablagerungen nur kurz vorhanden, nämlich für einige Stunden um den Sonnenaufgang herum, bevor sie im Sonnenlicht verdampfen», so Valantinas weiter.

Erfolgreiche Zusammenarbeit
Um den Frost zu identifizieren, analysierten Valantinas und das Team mehr als 5’000 Bilder der Berner Marskamera CaSSIS. Seit April 2018 liefert CaSSIS Beobachtungen zur lokalen Staubaktivität, zu den jahreszeitlichen Veränderungen der CO₂-Eisvorkommen und zur Existenz von Trockenlawinen auf dem Mars. Nicolas Thomas sagt dazu: «Dass wir nun die nächtliche Ablagerung von Wassereis auf dem Mars bei visuellen Wellenlängen und mit hoher Auflösung nachweisen konnten, ist ein weiterer Beweis für die beeindruckenden wissenschaftlichen Fähigkeiten des Berner Kamerasystems.»

Die Entdeckung wurde durch unabhängige Beobachtungen der hochauflösenden Stereokamera (HRSC) an Bord des ESA-Orbiters Mars Express und des Spektrometers Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) an Bord von TGO validiert. Ernst Hauber, Geologe am DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin und Mitautor der aktuellen Studie erklärt: «Diese Studie zeigt sehr schön, wie wertvoll verschiedene Orbitalinstrumente sind. Durch die Kombination von Messungen verschiedener Instrumente und Modellierung können wir unser Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Oberfläche auf eine Weise verbessern, die mit einem Instrument allein nicht möglich wäre.» Die Ergebnisse zeigen gemäss Hauber auch, wie wichtig die langfristige Beobachtung planetarer Prozesse ist, da einige Phänomene erst durch den Vergleich mehrerer Messungen im Laufe der Zeit sichtbar werden.

Wichtige Erkenntnisse für zukünftige Marsmissionen
Trotz ihrer geringen Dicke – wahrscheinlich nur ein Hundertstel eines Millimeters (so dick wie ein menschliches Haar) – bedecken die Frostflecken eine riesige Fläche. «Die Menge an Frost entspricht etwa 150’000 Tonnen Wasser, die während der kalten Jahreszeit jeden Tag zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre ausgetauscht werden, was etwa 60 olympischen Schwimmbecken entspricht», erklärt Valantinas.

«Zu verstehen, wo Wasser zu finden ist und wie es sich zwischen den Reservoirs bewegt, ist für viele Aspekte der Marsforschung von Bedeutung», so Thomas. «Natürlich wollen wir die physikalischen Prozesse verstehen, die das Klima auf dem Mars bestimmen. Aber auch das Verständnis des Wasserkreislaufs auf dem Mars ist von grosser Bedeutung, um wichtige Ressourcen für die künftige Erforschung des Mars durch den Menschen zu finden und herauszufinden, wo es auf dem Mars Wasser gibt und ob der Mars früher oder heute bewohnbar war oder ist», so Valantinas abschliessend.

Publikation:
A. Valantinas, N. Thomas, A. Pommerol, E. Hauber, L. Ruiz Lozano, V. Bickel, O. Karatekin, C.B. Senel, O. Temel, D. Tirsch, G. Munaretto, M. Pajola, F. Oliva, F. Schmidt, I. Thomas, A.S. McEwen, M. Almeida, M. Read, V.G. Rangarajan, M.R. El-Maarry, C. Re, F. G. Carrozzo, E. D’Aversa, A.C. Vandaele and G. Cremonese: Evidence for transient morning water frost deposits on the Tharsis volcanoes of Mars, Nature Geoscience, June 10, 2024.
DOI: 10.1038/s41561-024-01457-7
https://www.nature.com/articles/s41561-024-01457-7
pdf: https://www.nature.com/articles/s41561-024-01457-7.pdf

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• Planet Mars

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Quelle: NASA

Washington, 15. Mai 2024 – Mit dieser Absichtserklärung wird das NASA Launch Services Program einen kommerziellen US-Startdienstleister für den Rosalind Franklin Rover beauftragen. Die Agentur wird auch Heizgeräte und Elemente des Antriebssystems bereitstellen, die für die Landung auf dem Mars benötigt werden. Ein neues Instrument auf dem Rover wird der erste Bohrer sein, der bis zu 2 Meter tief unter die Oberfläche vordringt, um Eisproben zu sammeln, die vor der Oberflächenstrahlung und den extremen Temperaturen geschützt sind.

„Die einzigartigen Bohrmöglichkeiten und das Probenlabor an Bord des Rosalind Franklin Rovers haben einen herausragenden wissenschaftlichen Wert für die Suche der Menschheit nach Beweisen für früheres Leben auf dem Mars“, sagte Nicola Fox, Associate Administrator, Science Mission Directorate im NASA-Hauptquartier in Washington. „Die NASA unterstützt die Rosalind-Franklin-Mission, um die starke Partnerschaft zwischen den Vereinigten Staaten und Europa zur Erforschung des Unbekannten in unserem Sonnensystem und darüber hinaus fortzusetzen.“

Im Rahmen einer bestehenden, separaten Partnerschaft mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der französischen Raumfahrtagentur CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) steuert die NASA Schlüsselkomponenten für das wichtigste wissenschaftliche Instrument des Rosalind Franklin Rovers bei, den Mars Organic Molecule Analyzer, der in den Bodenproben nach den Bausteinen des Lebens suchen wird.

Die NASA arbeitet seit langem mit dem US-Energieministerium zusammen, um Radioisotopen-Energiequellen für die Raumfahrtmissionen der Behörde zu nutzen, und wird erneut mit dem Energieministerium zusammenarbeiten, um leichte Radioisotopen-Heizgeräte für den Rover zu liefern.

Die Rosalind-Franklin-Rover-Mission ergänzt die von beiden Behörden geleitete Multimissionskampagne zur Rückführung von Mars-Proben.

Weitere Informationen über die Marsforschung der NASA finden Sie unter: https://science.nasa.gov/mars/

Übersetzung: DeepL.com / Stefan Goth

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

Der Beitrag NASA und Europäische Weltraumorganisation kooperieren um Europas Rover auf dem Mars zu landen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: IISB 28. September 2023.

28. September 2023 – Das Wide-Bandgap-Halbleitermaterial SiC ist dem konventionellen Silizium in vielen Belangen überlegen und erobert immer neue Anwendungsbereiche, beispielsweise in der Optoelektronik, Sensorik oder Festkörper-Quantenelektronik. Selbst im Weltraum kann SiC mittlerweile seine überragenden physikalischen Eigenschaften beweisen: Bei der aktuellen NASA-Mission MARS2020 ist eine SiC-UV-Photodiode der Berliner Firma sglux mit an Bord. Der SiC-Chip mit den Heterostrukturen für die UV-Photodiode wurde am Fraunhofer IISB in Erlangen auf der institutseigenen CMOS-Linie prozessiert. Seit der Landung des Mars-Rovers Perseverance auf der Marsoberfläche am 18. Februar 2021 funktioniert die SiC-Photodiode absolut zuverlässig unter extremen Umweltbedingungen. Der UV-Sensor ist ein Bestandteil des Deep-UV-Raman-Spektrometers SHERLOC, mit dem die NASA auf der Marsoberfläche nach Spuren von vergangenem Leben sucht. Das Fraunhofer IISB bietet KMU, Mittelstand und Industrie niedrigschwelligen Zugang zu Hightech-Infrastruktur und einzigartiges Know-how im Bereich der Halbleitertechnologie an.

SiC, das neue Silizium?
Getrieben durch die Energiewende und die Elektromobilität zeichnet sich aktuell eine rasant wachsende Nachfrage nach elektronischen Bauelementen für die besonders verlustarme Wandlung elektrischer Energie ab. Ein prominentes Thema in der Halbleitertechnologie sind deshalb die so genannten WBG- oder Wide-bandgap-Halbleiter, wie Siliziumkarbid, Galliumnitrid oder Aluminiumnitrid. Sie verkraften hohe Spannungen bei sehr niedrigen Durchlassverlusten und bieten damit beste Voraussetzungen für den Aufbau hocheffizienter leistungselektronischer Systeme. Unter den WBG-Halbleitermaterialien hat sich insbesondere Siliziumkarbid (SiC) durchgesetzt und es ist bereits eine breite Palette an kommerziellen Produkten verfügbar. In Einsatzbereichen, wo es auf höchste Leistungsdichten und höchste Wirkungsgrade bei der Leistungswandlung ankommt, verdrängen die SiC-Bauelemente mit ihren überlegenen elektrischen Eigenschaften schon die konventionelle Silizium-Leistungselektronik. Das ist beispielsweise bei den Bordnetzen und der Antriebselektronik von Elektrofahrzeugen oder bei der Anbindung von regenerativen Energiequellen an das öffentliche Stromnetz der Fall.

Klasse statt Masse
Die besonderen physikalischen Eigenschaften des WBG-Halbleiters Siliziumkarbid eröffnen weitere interessante Anwendungsmöglichkeiten, wie etwa in der Optoelektronik und in der Sensorik oder für die zukünftige Festkörper-Quantenelektronik. So hat das Berliner Hightech-Unternehmen sglux schon frühzeitig auf SiC-Sensorbauelemente gesetzt und sich mit SiC-Photodioden zur Messung von ultravioletter Strahlung (UV) erfolgreich am Markt etabliert. Diese Photodioden kommen überall dort zum Einsatz, wo Sicherheit allererste Priorität hat. Das ist beispielsweise in der Medizintechnik bei der Überwachung der Dialyse, in der Lebensmittelverarbeitung bei der Kontrolle von Entkeimungsprozessen oder in der Industrie bei der Steuerung von Verbrennungsprozessen der Fall. Die Kernkomponenten für die UV-Dioden, SiC-Chips mit SiC-Heterostrukturen, werden am Fraunhofer IISB in Erlangen nach den Spezifikationen von sglux auf der institutseigenen SiC-CMOS-Linie prozessiert.

SiC erobert den Weltraum
Eine der herausforderndsten Betriebsumgebungen für elektronische Bauelemente ist sicherlich der Weltraum. Hier müssen alle Komponenten unter extremen Bedingungen absolut zuverlässig funktionieren und selbst kleinste Fehler oder Ausfälle können die gesamte Mission gefährden. Vor diesem Hintergrund ist es für die sglux GmbH aus Berlin und ebenso für das Fraunhofer IISB ein großer Erfolg, dass mittlerweile sogar die NASA zum Kundenkreis der SiC-Pioniere gehört. Bei der aktuellen NASA-Mission MARS 2020 ist am 18. Februar 2021 mit dem Mars-Rover Perseverance auch eine SiC-UV-Photodiode von sglux auf dem roten Planeten gelandet und funktioniert seitdem zuverlässig.

Das außergewöhnliche Umfeld bietet die perfekte Gelegenheit, die Zuverlässigkeit der Produkte von sglux und die Qualität der in Kleinserie am IISB gefertigten SiC-Sensoren unter Beweis zu stellen. „Perseverance“ – was auf Deutsch so viel wie Beharrlichkeit, Ausdauer oder Durchhaltevermögen bedeutet – ist der fortschrittlichste und aufwendigste Rover, den die NASA jemals zum Mars geschickt hat. Das rund zweieinhalb Milliarden Dollar teure Erkundungsfahrzeug sucht auf der Marsoberfläche nach Spuren früheren mikrobiellen Lebens und charakterisiert die Geologie und das Klima des Planeten, was u. a. der Vorbereitung einer zukünftigen bemannten Mars-Mission dient.

Leben auf dem Mars
Perseverance verfügt über eine Reihe von hochmodernen wissenschaftlichen Instrumenten, unter denen ein am Roboterarm des Rovers befestigtes Deep-UV-Raman-Spektrometer eine besondere Rolle übernimmt. Das auf den Namen SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) getaufte High-Tech-Gerät ist das erste UV-Raman-Spektrometer auf dem Mars überhaupt. Es ermöglicht dort die berührungslose, räumlich aufgelöste und hochempfindliche Erkennung und Charakterisierung von organischen Stoffen und Mineralien auf der Oberfläche und im nahen Untergrund. Auf der Erde hingegen werden mit der nach dem Physiker C. V. Raman benannten Raman-Spektroskopie beispielsweise die Materialeigenschaften von Halbleiterkristallen untersucht.

Unterstützt von einer Spezialkamera namens WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) und einem UV-LASER erkennt SHERLOC organische Stoffe und Mineralien und erstellt von diesen topografische Karten. Forschungsteams auf der Erde bewerten dann die Messergebnisse und die mineralogischen Karten dahingehend, ob sich Anzeichen für einen früheren Einfluss von Wasser und Hinweise für vergangenes Leben auf dem Mars finden lassen. Auf dieser Grundlage wird entschieden, welche Gesteinsproben Perseverance entnehmen und in Metallröhren versiegelt auf der Marsoberfläche für eine künftige Rückführung zur Erde (Resample-Mission) zurücklassen soll.

Absoluter Härtetest
Für seine Messungen nutzt das UV-Raman-Spektrometer einen Deep-UV-Laser mit 248,6 nm Wellenlänge, der auf einen Punkt von weniger als 100 µm Durchmesser fokussiert ist. In der Nähe der Laserapertur ist eine SiC-UV-Breitband-Photodiode vom Typ SG01XL-5 von sglux verbaut. Diese detektiert die von SHERLOC während der spektralen Kartographie abgegebene UV-Strahlungsleistung, sodass die Leistung des Lasers bei der Abtastung der Oberfläche überwacht werden kann.

Vor ihrem Einsatz hat sglux den Herstellungsprozess der Photodiode an den Einsatz angepasst sowie aufwändige Selektions-, Prüf- und Charakterisierungsverfahren durchgeführt. Nachfolgend setzte die NASA die so ausgewählten Kandidaten weiteren Tests und Prüfungen aus, beispielsweise zu Vibrationsfestigkeit, Verhalten bei starker Beschleunigung, Hochtemperaturbeständigkeit und Wechselfestigkeit.

Einzigartige Materialeigenschaften
Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften ist Siliziumkarbid derzeit das beste Halbleitermaterial für tageslichtunempfindliche UV-Detektoren und bietet sich geradezu an für den Einsatz in schwierigen Umgebungen. Die Photodioden auf SiC-Basis sind fast vollständig blind für Licht im sichtbaren Wellenbereich und überzeugen durch eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit. Der kleine Dunkelstrom im Femtoampere-Bereich sorgt für niedriges Rauschen, sodass auch sehr geringe UV-Strahlungsintensitäten zuverlässig gemessen werden können.

Die SiC-Detektoren vertragen vergleichsweise hohe Betriebstemperaturen und arbeiten in einem Temperaturbereich von minus 55 bis plus 170 °C stabil. Hierbei erreicht der Temperaturkoeffizient des Signals Werte von kleiner als 0,1 % pro Kelvin und temperaturbedingte Änderungen bei der Messempfindlichkeit lassen sich gut kompensieren. Zudem verfügt SiC über eine extreme Strahlungshärte, wodurch die Bauelemente selbst bei langer und starker Bestrahlung ihre hervorragenden elektrischen Eigenschaften behalten.

Wirtschaft und Wissenschaft
Neue Halbleitermaterialien wie Siliziumkarbid ermöglichen immer auch neue Anwendungen. Das eröffnet gerade den Newcomern und kleineren Unternehmen die Chance, mit innovativen Eigenentwicklungen aktive Wertschöpfung im Hightech-Sektor zu betreiben. Dafür werden oft hochspezialisierte Schlüsselbauelemente benötigt, die trotz niedriger Stückzahlen sicher verfügbar sein müssen. Vor allem den KMU und Start-Ups fällt es mangels eigener Ressourcen häufig schwer, ihre brillanten Ideen in marktfähige Produkte zu überführen. Aber auch für den Mittelstand steigt der Wettbewerbsdruck und der Investitionsaufwand für den technologischen Fortschritt wächst stetig an. Die Big Player hingegen haben in ihren großen Produktionsumgebungen nur wenig Spielraum für Experimente, da es hier vor allem auf Auslastung und Ausbeute ankommt.

Vor diesem Hintergrund ist es unerlässlich, den KMU, dem Mittelstand und auch der Industrie niedrigschwelligen Zugang zu Hightech-Infrastruktur und Know-how im Bereich der Halbleitertechnologie anzubieten. Durch die Zusammenarbeit von innovativen Unternehmen wie sglux mit Forschungsinstituten wie dem Fraunhofer IISB sind großartige Erfolge möglich, wie das Beispiel der SiC-UV-Dioden von sglux, die bis zum Mars gereist sind, eindrucksvoll zeigt.

Dr.-Ing. Tilman Weiss, Geschäftsführer der sglux GmbH, resümiert: „Unser grundsätzlicher Anspruch lautet ja, dass unsere UV-Sensoren immer länger halten als das System, in das sie verbaut werden. Genau dafür ist der Einsatz auf der Mars-Mission eine großartige Bestätigung und auch für die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IISB. Für das Herzstück unserer Erzeugnisse benötigen wir genau die technologische Kompetenz und die Anlageninfrastruktur, die es am IISB gibt. Erst die Symbiose aus Unternehmertum und Forschung ermöglicht uns eine nachhaltige Wertschöpfung mit exklusiven, weltweit gefragten Produkten.“

Oleg Rusch, Gruppenleiter SiC-Bipolarbauelemente am Fraunhofer IISB, gibt dazu folgende Einschätzung: „Die reine Halbleiterfertigung ist eigentlich nicht primär für das IISB, auch wenn die Prozessierung von Prototypen, Spezialbauelementen und Kleinstserien mittlerweile bei uns zum Tagesgeschäft gehört. Unser Hauptanliegen ist insgesamt die Bereitstellung von wissenschaftlicher Exzellenz, Prozess-Knowhow und herausragender Anlageninfrastruktur für die KMU und die Industrie. Wir sehen bei vielen Unternehmen ein ungenutztes Potential an Innovationskraft, das mit wissenschaftlicher Unterstützung und F&E-Dienstleistungen im Halbleiterbereich erschlossen werden könnte.“

SiC @ IISB
Die Aktivitäten des Fraunhofer IISB im Bereich integrierter Bauelemente sind tief eingebettet in die Institutsstrategie, herausragende Forschungsdienstleistungen entlang der kompletten Wertschöpfungskette anzubieten – vom Halbleitergrundmaterial bis zum leistungselektronischen System. Das technologische Fundament dafür bildet eine durchgehende und industriekompatible CMOS-Prozesslinie für Silizium- und Siliziumkarbid-Wafer bis 200 mm bzw. 150 mm Durchmesser. Im Rahmen der Gemeinschaftsinitiative „Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland“ (FMD) wird die Halbleiterfertigung aktuell auch für 200-mm-SiC-Wafer qualifiziert. Innerhalb der FMD hat sich das Fraunhofer IISB als Kompetenzzentrum für Siliziumkarbid positioniert und erweitert konsequent seine Aktivitäten auf diesem Gebiet.

Mit seiner Prozesslinie kann das IISB auch auf fortgeschrittene Technologien zur Heterointegration und Strukturierung im Nanometermaßstab zurückgreifen. Zusätzlich wird kontinuierlich das technologische Portfolio hinsichtlich der Aufbau- und Verbindungstechnik und der Zuverlässigkeit elektronischer Bauelemente und Module weiterentwickelt. Damit baut das Institut sein Angebotsspektrum für hochzuverlässige und höchsteffiziente Leistungselektronik für extreme Umweltbedingungen aus, wie sie in der Luft- und Raumfahrt anzutreffen sind.

sglux
Die 2003 gegründete sglux GmbH ist Herstellerin von Komponenten zur Messung ultravioletter Strahlung und ein internationales Kompetenzzentrum auf dem Gebiet der hochzuverlässigen Messung und Verarbeitung von UV-Strahlungsereignissen. Der Firmensitz ist in Berlin. Heute ist sglux weltweit führend bei strahlungsresistenten UV-Photodioden auf der Basis von SiC und die Firma hat sich mit 80 % Exportanteil zum Hidden Champion entwickelt. Das Erfolgsgeheimnis dafür liegt in spezialisierten Produkten, die auf die Bedürfnisse einer sehr anspruchsvollen Klientel zugeschnitten sind.

Fraunhofer IISB
Das Fraunhofer IISB in Erlangen ist auf Wide-Bandgap-Halbleiter und effiziente Leistungselektronik spezialisiert. Bauelemente-Knowhow verschmilzt hier mit komplexer Systementwicklung, vor allem für die Elektromobilität und eine nachhaltige Energieversorgung.

Das Institut bündelt seine Aktivitäten in den beiden Geschäftsfeldern Leistungselektronische Systeme und Halbleiter. Dabei bedient das Fraunhofer IISB die vollständige Wertschöpfungskette, von Grundmaterialien über Halbleiterbauelemente, Prozess- und Modultechnologien, bis hin zu kompletten Elektronik- und Energiesystemen. Als europaweit einzigartige Forschungseinrichtung für das Halbleitermaterial Siliziumkarbid (SiC) ist das IISB ein Pionier bei der Entwicklung hocheffizienter Leistungselektronik, selbst für extremste Anforderungen.

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

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Quelle: Frankfurt University of Applied Sciences 12. September 2023.

12. September 2023 – Sie wollen es wieder wissen: Zum dritten Mal nimmt das Frankfurt Robotics Science Team (FRoST) der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) an der European Rover Challenge (ERC) teil.
Mit ihrem selbstentwickelten Mars-Roboter ARES – Akronym für Advanced Robotic Exploration System – stellen sich die „FRoSTis“ vom 15. bis 17. September 2023 im polnischen Kielce der internationalen Konkurrenz aus zwölf Ländern.

Als jährliche internationale Raumfahrt- und Robotikveranstaltung verbindet die ERC den Wettbewerb der Mars-Rover für Hochschulteams mit wissenschaftlichen und technologischen Vorführungen. 2022 holte das Team der Frankfurt UAS den Sieg in der Kategorie „Best Team in Maintenance ON-SITE“; der Award wurde für den industriellen Qualitätsentwurf des Roboterarms, von Software und Hardware vergeben. Zugleich errangen die Studierenden den 7. Platz in der Gesamtwertung.

In diesem Jahr haben sich die Frankfurter auf Platz 4 als zweitbestes deutsches Team für das Finale qualifiziert. Das gibt zusätzlich Rückenwind auf dem größten künstlichen Mars-Yard der Welt. Insgesamt konnten sich nur 25 Mannschaften qualifizieren, 54 hatten sich beworben.

Prof. Dr. Karsten Schmidt, Leiter des Master-Studiengangs Mechatronik und Robotik und Prodekan des Fachbereichs Informatik und Ingenieurwissenschaften, hat FroST 2018 gegründet. Im Team arbeiten Studierende aus verschiedenen Studiengängen gemeinsam daran, kreative technische Lösungen im Bereich der Robotik zu entwickeln. Sie setzen dabei nicht nur ihr theoretisches Wissen etwa aus Elektronik, Programmierung oder Mechanik in der Praxis ein, sondern bauen auch ihre Team- und Kommunikationsfähigkeiten aus. „Unser Mars-Rover-Projekt bietet die ideale Ergänzung zu den Inhalten des Studiums. Es ist immer wieder beeindruckend zu sehen, mit welchem großen Engagement und mit wie viel technischem Sachverstand im Team ausgezeichnete Lösungen entworfen und umgesetzt werden“, so Schmidt.

Mit dem Mars-Rover HORIZON XIX nahm die Frankfurt UAS erstmals 2019 an der ERC teil. Mit der Entwicklung von ARES startete das Team im Oktober 2020. ARES ist ein halbautonomer Roboter, der über eine sogenannte Ground Station aus der Ferne gesteuert wird und verschiedene Aufgaben im Rahmen einer unbemannten Mars-Mission erfüllen kann. So verfügt er zum Beispiel über eine Deep Drill Unit (DDU), mit der Bodenproben von bis zu 30 cm Tiefe genommen werden können. Seine Energie erhält ARES aus Lithium-Polymer-Akkumulatoren, welche durch ein Solarpanel geladen werden können. Er ist mit einem Raupenfahrwerk ausgestattet, das für ideale Geländegängigkeit sorgt. Über eingebaute Kameras kann der Roboter seine Position bestimmen.

Getreu dem Motto „nach dem Wettbewerb ist vor dem Wettbewerb“ wurde der Rover seit dem vergangenen Jahr weiter optimiert. „Man kann sagen, dass es jetzt die dritte Revision von ARES ist“, erläutert Teamleiter Lukas Sohlbach.
Von den insgesamt 15 FRoST-Mitgliedern fahren zehn zum Wettbewerb nach Polen, fünf von ihnen waren auch schon 2022 im Finale dabei. Die Crew geht also mit mehr Erfahrung in die neue Mission – was ein Vorteil sein kann. „Es ist auf jeden Fall gut, die Abläufe zu kennen und grob zu wissen, was einen auf dem Mars-Yard erwartet“, so Sohlbach. Der Wettbewerb umfasst wie schon 2022 fünf Aufgabenbereiche: Navigation über das Marsgelände, Erkundung und Dokumentation der Marsoberfläche, Sammeln von Bodenproben, der Einsatz des Roverarms sowie die Präsentation des Projekts vor einer Jury.
Sohlbach sieht die Finalisten gut vorbereitet: „Das Team hat wieder Unglaubliches geleistet, um ARES für den diesjährigen Wettbewerb vorzubereiten sowie die Weichen für zukünftige Entwicklungen zu stellen.“

Das Programm des ERC 2023 umfasst zusätzlich zum Wettbewerb interdisziplinäre Debatten mit Expertinnen und Experten der NASA und der European Space Agency (ESA) über die Erforschung des Weltraums und bietet die Möglichkeit, modernste Robotiklösungen kennenzulernen sowie einen Rover zu fahren und mit ihm eine Aufgabe in der Größenordnung einer echten Marsmission zu erfüllen.

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• Raumfahrt-Robotik in Deutschland

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„Im Weltall hört niemand dich schreien.“ Das stimmt natürlich nur, wenn entweder das Mikrofon im Helm kaputt ist oder man den Helm gleich ganz vergessen hat. Allerdings gibt es außer der Erde auch keinen anderen Himmelskörper im Sonnensystem, den Menschen ohne Helm betreten sollten. Schall gibt es trotzdem längst nicht nur bei uns. Definitiv nicht.

In dieser Folge von AstroGeo erklingen extraterrestrische Klänge. Karl erzählt von all den Versuchen, überhaupt Mikrofone auf fernen Welten zum Einsatz zu bringen. Die Venus und der Saturnmond Titan waren die ersten, auf denen dies gelang. Der häufig von Sonden besuchte Mars blieb überraschend lange unbelauscht. Das klappte erst mit dem neusten NASA-Rover Perseverance, dessen Mikrofone sogleich fantastische Geräusche aufnahmen. Die Marsforschung ist um einen Sinn reicher geworden.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban alle 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 iTunes oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist der Podcast von Die Weltraumreporter, einem Magazin der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement die Weltraumreporter für 3,49 Euro pro Monat oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

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• Rover Perseverance (Mars 2020)
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