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

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

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

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

Den Boden erkennen

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

Stürze auf den Mars 

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

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

Weitere Falltests für Rosalind 

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

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

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

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Quelle: ESA, 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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Quelle: ESA/Science&Exploration/SpaceScience, 7. Oktober 2025

Die beiden Mars-Orbiter hatten von allen ESA-Raumsonden den besten Blick auf den Kometen. Bei seiner größten Annäherung an den Roten Planeten am 3. Oktober war der interstellare Eindringling 30 Millionen Kilometer von ihnen entfernt.
Jedes Raumfahrzeug beobachtete den Kometen mit seiner speziellen Kamera. Beide Kameras sind dafür ausgelegt, die helle Oberfläche des Mars in einer Entfernung von nur wenigen hundert bis einigen tausend Kilometern zu fotografieren. Die Wissenschaftler waren sich nicht sicher, was sie von den Beobachtungen eines relativ schwachen Ziels in so großer Entfernung erwarten konnten.
ExoMars TGO hat mit seinem Colour and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) die im folgenden GIF gezeigte Bilderserie aufgenommen. Der Komet 3I/ATLAS ist der leicht unscharfe weiße Punkt, der sich in der Bildmitte nach unten bewegt. Dieser Punkt ist das Zentrum des Kometen, bestehend aus seinem eisigen, felsigen Kern und der ihn umgebenden Koma.

CaSSIS konnte den Kern nicht von der Koma unterscheiden, da 3I/ATLAS zu weit entfernt war. Die Abbildung dieses kilometerbreiten Kerns wäre ebenso unmöglich gewesen wie das Betrachten eines Mobiltelefons auf dem Mond von der Erde aus.
Die Koma mit einem Durchmesser von einigen tausend Kilometern ist jedoch deutlich sichtbar. Die Koma entsteht, wenn sich 3I/ATLAS der Sonne nähert. Die Hitze und Strahlung der Sonne erweckt den Kometen zum Leben und bewirkt, dass er Gas und Staub freisetzt, die sich als Halo um den Kern sammeln.
Die volle Größe der Koma konnte von CaSSIS nicht gemessen werden, da die Helligkeit des Staubs mit zunehmender Entfernung vom Kern schnell abnimmt. Das bedeutet, dass die Koma im Bildrauschen verschwindet.
Typischerweise wird Material aus der Koma in einen langen Schweif geblasen, der bis zu Millionen von Kilometern lang werden kann, wenn sich der Komet der Sonne nähert. Der Schweif ist viel dunkler als die Koma. Auf den CaSSIS-Bildern ist der Schweif nicht zu sehen, aber er könnte bei zukünftigen Beobachtungen besser sichtbar werden, wenn sich der Komet weiter erwärmt und mehr Eis freisetzt.
Nick Thomas, leitender Forscher der CaSSIS-Kamera, erklärt: „Dies war eine sehr anspruchsvolle Beobachtung für das Instrument. Der Komet ist etwa 10 000 bis 100 000 Mal schwächer als unsere üblichen Beobachtungsobjekte.“

Die Arbeit geht weiter

3I/ATLAS ist auf den Bildern von Mars Express noch nicht zu erkennen, was zum Teil daran liegt, dass diese mit einer Belichtungszeit von nur 0,5 Sekunden (der maximalen Grenze für Mars Express) aufgenommen wurden, während ExoMars TGO eine Belichtungszeit von fünf Sekunden verwendet.
Die Wissenschaftler werden die Daten beider Orbiter weiter analysieren und unter anderem mehrere Bilder von Mars Express zusammenfügen, um zu sehen, ob sie den schwachen Kometen entdecken können.
Sie versuchten auch, das Lichtspektrum des Kometen 3I/ATLAS mit den Spektrometern OMEGA und SPICAM von Mars Express sowie dem Spektrometer NOMAD von ExoMars TGO zu messen. Derzeit ist noch unklar, ob die Koma und der Schweif hell genug für eine spektrale Charakterisierung waren.
Wissenschaftler werden die Daten in den nächsten Wochen und Monaten weiter analysieren, um mehr darüber herauszufinden, woraus 3I/ATLAS besteht und wie es sich bei seiner Annäherung an die Sonne verhält.
Colin Wilson, Projektwissenschaftler für Mars Express und ExoMars bei der ESA, sagt: „Obwohl unsere Mars-Orbiter weiterhin beeindruckende Beiträge zur Marsforschung leisten, ist es immer besonders spannend zu sehen, wie sie auf unerwartete Situationen wie diese reagieren. Ich bin gespannt darauf, was die Daten nach weiterer Analyse offenbaren werden.“

Ein seltener Besucher

Der Komet 3I/ATLAS stammt von außerhalb unseres Sonnensystems und ist nach 1I/Oumuamua im Jahr 2017 und 2I/Borisov im Jahr 2019 erst der dritte interstellare Komet, der jemals beobachtet wurde.“
Diese Kometen sind absolut fremdartig. Alle Planeten, Monde, Asteroiden, Kometen und Lebensformen in unserem Sonnensystem haben einen gemeinsamen Ursprung. Interstellare Kometen hingegen sind echte Außenseiter, die Hinweise auf die Entstehung von Welten weit außerhalb unseres Sonnensystems liefern.
Der Komet 3I/ATLAS wurde erstmals am 1. Juli 2025 vom Teleskop des Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) in Río Hurtado, Chile, entdeckt. Seitdem haben Astronomen mit Hilfe von bodengestützten und Weltraumteleskopen seine Entwicklung beobachtet und mehr über ihn herausgefunden.
Aufgrund seiner Flugbahn vermuten Astronomen, dass 3I/ATLAS der älteste jemals beobachtete Komet sein könnte. Er könnte drei Milliarden Jahre älter sein als das Sonnensystem, das selbst bereits 4,6 Milliarden Jahre alt ist.

Was kommt als Nächstes?

Nächsten Monat werden wir den Kometen mit unserem Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) beobachten. Juice wird zwar weiter von 3I/ATLAS entfernt sein als unsere Mars-Orbiter letzte Woche, aber er wird den Kometen kurz nach seiner größten Annäherung an die Sonne sehen, was bedeutet, dass er sich in einem aktiveren Zustand befinden wird. Wir rechnen nicht damit, vor Februar 2026 Daten von den Beobachtungen von Juice zu erhalten – warum das so ist, ist in diesem Auszug aus den FAQs zu 3I/ATLAS nachzulesen.
„Da sich Juice derzeit in der Nähe der Sonne befindet, nutzt es seine Hauptantenne mit hoher Verstärkung als Hitzeschild. Es verwendet seine kleinere Antenne mit mittlerer Verstärkung, um Daten mit einer viel geringeren Geschwindigkeit zur Erde zurückzusenden. Außerdem befindet es sich weit von der Erde entfernt, auf der anderen Seite der Sonne. Daher erwarten wir erst im Februar 2026 Daten von Juices Beobachtungen von 3I/ATLAS.„
Eisige Wanderer wie 3I/ATLAS bieten eine seltene, greifbare Verbindung zur weiteren Galaxie. Ein tatsächlicher Besuch würde die Menschheit in weitaus größerem Maße mit dem Universum verbinden. Zu diesem Zweck bereitet die ESA die Comet Interceptor Mission vor.
Comet Interceptor soll 2029 in eine Parkbahn gebracht werden, von wo aus er auf ein geeignetes Ziel warten wird – einen unberührten Kometen aus der fernen Oortschen Wolke, die unser Sonnensystem umgibt, oder, was zwar unwahrscheinlich, aber sehr reizvoll ist, ein interstellares Objekt wie 3I/ATLAS.
Michael Kueppers, Wissenschaftler des Comet Interceptor-Projekts, erläutert: „Als Comet Interceptor 2019 ausgewählt wurde, kannten wir nur ein einziges interstellares Objekt – 1I/Oumuamua, das 2017 entdeckt wurde. Seitdem wurden zwei weitere Objekte dieser Art entdeckt, die sich in ihrem Aussehen stark unterscheiden. Der Besuch eines solchen Objekts könnte einen Durchbruch im Verständnis ihrer Beschaffenheit bedeuten.“
Auch wenn es weiterhin unwahrscheinlich ist, dass wir ein interstellares Objekt entdecken werden, das für Comet Interceptor erreichbar ist, wird es als erste Demonstration einer Schnellreaktionsmission, die im Weltraum auf ihr Ziel wartet, ein Wegbereiter für mögliche zukünftige Missionen zur Abfangung dieser mysteriösen Besucher sein.

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• Interstellare Objekte

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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: 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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Quelle: ESA, Science & Exploration; 10. November 2023.

Bei klarem Himmel könnte das Leuchten hell genug sein, um von Menschen gesehen zu werden und um Rovern in dunklen Nächten die Navigation zu ermöglichen. Nachtleuchten wird auch auf der Erde beobachtet. Auf dem Mars wurde es zwar erwartet, aber bis jetzt noch nie im sichtbaren Licht beobachtet.

Den Weg erhellen

Das atmosphärische Nachtleuchten entsteht, wenn sich zwei Sauerstoffatome zu einem Sauerstoffmolekül verbinden, etwa 50 km über der Planetenoberfläche.
Die Sauerstoffatome haben eine lange Reise hinter sich: Sie bilden sich auf der Tagseite des Mars, wenn Kohlendioxidmoleküle durch den Energieeintrag des Sonnenlichts gespalten werden. Wenn die Sauerstoffatome auf die Nachtseite wandern und nicht mehr von der Sonne angeregt werden, gruppieren sie sich neu und senden in geringerer Höhe Licht aus.

„Diese Emission ist auf die Rekombination von Sauerstoffatomen zurückzuführen, die in der Sommeratmosphäre entstehen und von den Winden in hohe Winterbreiten transportiert werden, in Höhen von 40 bis 60 km in der Marsatmosphäre“, erklärt Lauriane Soret, Forscherin am Labor für Atmosphären- und Planetenphysik der Universität Lüttich in Belgien und Teil des Teams, das die Entdeckung in Nature Astronomy veröffentlichte.

Das Licht des nächtlichen Leuchtens könnte hell genug sein, um den Weg in die Zukunft zu erhellen – so hell wie Mondscheinwolken auf der Erde.
„Diese Beobachtungen sind unerwartet und interessant für zukünftige Reisen zum Roten Planeten“, sagt Jean-Claude Gérard, Hauptautor der neuen Studie und Planetenforscher an der Universität Lüttich.

Der grün leuchtenden Straße folgen

Das internationale Wissenschaftlerteam war von einer früheren Entdeckung durch Mars Express fasziniert, das vor einem Jahrzehnt das Nachtleuchten im Infrarotbereich beobachtet hatte. Der Trace Gas Orbiter entdeckte daraufhin im Jahr 2020 grün leuchtende Sauerstoffatome hoch über der Tagseite des Mars – das erste Mal, dass diese Lichtemission um einen anderen Planeten als der Erde beobachtet wurde.
Diese Atome wandern zur Nachtseite und rekombinieren dann in geringerer Höhe, was zu dem sichtbaren Nachtleuchten führt, das in der heute veröffentlichten Studie entdeckt wurde.

TGO umkreist den Roten Planeten in einer Höhe von 400 km und konnte die Nachtseite des Mars mit dem ultraviolett-sichtbaren Kanal seines NOMAD-Instruments beobachten. Das Instrument deckt einen Spektralbereich vom nahen Ultraviolett bis zum roten Licht ab und war auf den Rand des Roten Planeten ausgerichtet, um die obere Atmosphäre besser beobachten zu können.
Das NOMAD-Experiment wird vom Königlich-Belgischen Institut für Weltraum-Aeronomie geleitet, das unter anderem mit Teams aus Spanien (IAA-CSIC), Italien (INAF-IAPS) und dem Vereinigten Königreich (Open University) zusammenarbeitet.

Wissenschaftlicher Wert

Das nächtliche Glühen dient als Indikator für atmosphärische Prozesse. Es kann eine Fülle von Informationen über die Zusammensetzung und Dynamik eines schwer zu messenden Bereichs der Atmosphäre sowie über die Sauerstoffdichte liefern. Außerdem kann es Aufschluss darüber geben, wie die Energie sowohl durch das Sonnenlicht als auch durch den Sonnenwind – den Strom geladener Teilchen, der von unserem Stern ausgeht – deponiert wird.

Das Verständnis der Eigenschaften der Marsatmosphäre ist nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern auch entscheidend für Missionen zur Oberfläche des Roten Planeten. Die atmosphärische Dichte wirkt sich beispielsweise direkt auf den Luftwiderstand von Satelliten in der Umlaufbahn und auf die Fallschirme aus, mit denen Sonden auf die Marsoberfläche gebracht werden.

Nachtglühen versus Polarlicht

Nachtleuchten wird auch auf der Erde beobachtet, ist aber nicht mit Polarlichtern zu verwechseln. Polarlichter sind nur eine Möglichkeit, die Atmosphäre eines Planeten zum Leuchten zu bringen.

Polarlichter entstehen auf dem Mars wie auf der Erde, wenn energiereiche Elektronen von der Sonne auf die obere Atmosphäre treffen. Sie variieren über Raum und Zeit, während das Nachtleuchten homogener ist. Sowohl das Nachtleuchten als auch die Polarlichter können ein breites Farbspektrum aufweisen, je nachdem, welche atmosphärischen Gase in den verschiedenen Höhenlagen am häufigsten vorkommen.

Das grüne Nachtlicht auf unserem Planeten ist recht schwach und lässt sich daher am besten aus der Perspektive „von oben“ betrachten – so wie auf vielen spektakulären Bildern, die Astronauten von der Internationalen Raumstation aus aufgenommen haben.

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Quelle: ESA 23. November 2022.

Auf der am 22. und 23. November in Paris abgehaltenen ESA-Ratstagung auf Ministerebene haben die Minister der ESA-Mitgliedstaaten, der assoziierten Mitglieder und der kooperierenden Staaten gemeinsam die Stärkung der Ambitionen Europas in der Raumfahrt beschlossen, wodurch kontinuierliche gemeinschaftliche Anstrengungen im Dienste der europäischen Bürger gewährleistet werden.

Die Minister bestätigten, dass ein eigenständiger Zugang Europas zum Weltraum unerlässlich ist, um den Nutzen der Raumfahrt für das Leben auf der Erde – einschließlich der Überwachung und Eindämmung des Klimawandels, sicherer Kommunikation und Navigation unter europäischer Kontrolle und rascher und resilienter Krisenbewältigung – sicherzustellen.

Mit seinem Engagement für die künftige Weltraumexploration hat sich Europa zudem verpflichtet, das wissenschaftliche Verständnis zu erweitern, sein Potenzial auszuschöpfen und seine Fähigkeiten über Generationen hinweg zu erhalten. Die ESA setzt sich für die Gewährleistung der Sicherheit grundlegender weltraumgestützter Dienste und eines verantwortungsvollen Managements der Erdumlaufbahn ein.

ESA-Generaldirektor Josef Aschbacher: „In wirtschaftlichen Krisenzeiten ist es wichtig, mit Bedacht in Branchen zu investieren, die Arbeitsplätze und Wohlstand in Europa schaffen. Mit diesen Investitionen bauen wir ein Europa auf, dessen Raumfahrtagenda seine politische und künftige wirtschaftliche Stärke widerspiegelt. Wir fördern die Raumfahrt in Europa und läuten eine neue, von Ambitionen, Entschlossenheit, Stärke und Stolz geprägte Ära ein. Klima und Nachhaltigkeit sind hierbei auch weiterhin die höchste Priorität der ESA, unsere Wissenschaft und Exploration werden die nächste Generation inspirieren, und wir werden einen Ort schaffen, an dem europäische Raumfahrtunternehmen gedeihen.“

Robert Habeck, Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, erklärte als Vorsitzender des ESA-Rates auf Ministerebene: „Auf der heutigen ESA-Ratstagung auf Ministerebene haben wir gemeinsam mit allen Ministern der ESA-Mitgliedstaaten eine weitere Etappe zur Stärkung der europäischen Weltrauminfrastruktur erreicht, auf die sich alle Bürger täglich stützen und die von Klimaüberwachungssatelliten über Navigation bis zu Telekommunikation reicht.

Zudem haben wir eine Reihe wichtiger Vorhaben genehmigt, die unsere Umlaufbahnen schützen, junge Menschen inspirieren, kleinen und großen Unternehmen Erfolgschancen in Europa bieten und unseren Ruf als Hightech-Region, die für Talente attraktiv ist, weiter stärken. Durch gemeinsames Handeln können wir insbesondere in schwierigen Zeiten sicherstellen, dass Europa in Wissenschaft, Technologie und Nachhaltigkeit auch weiterhin führend bleibt.“

Klimapolitik bleibt hohe Priorität der ESA-Mitgliedstaaten
Die Minister kamen überein, dem Erdbeobachtungsprogramm der ESA 2,7 Mrd. Euro zuzuweisen. Dies umfasst Mittel für das weltweit führende Geowissenschafts-, Forschungs- und Entwicklungsprogramm der ESA, FutureEO, in dessen Rahmen Innovationen genutzt und bahnbrechende Missionen entwickelt sowie innovative Wege für den Einsatz von Erdbeobachtungsdaten gefördert werden.

Dabei haben sie sich zu Folgendem verpflichtet: dem weiteren Ausbau der Kontinuität der Weltraumkomponente des Copernicus-Programms auf der Grundlage neu ermittelten Bedarfs, der operationellen Mission „Aeolus-2″ zur Messung der globalen Windgeschwindigkeiten und Verbesserung der Wettervorhersage, der verstärkten Überwachung neuer essenzieller Klimavariablen und der Unterstützung von Klimaschutzmaßnahmen, der Initiative „InCubed-2″ zur Unterstützung der Kommerzialisierung in der Erdbeobachtungsindustrie, der Entwicklung eines digitalen Zwillings der Erde unter Nutzung von Hochleistungs- und Cloud-Computing oder künstlicher Intelligenz, der weiteren Entwicklung der Mission „TRUTHS“, mit der die gegenseitige Kalibrierung von Daten verschiedener Klimamissionen, die kritischen Modellen zugrunde liegen, sichergestellt wird, der Ausweitung der von Dritten finanzierten Erdbeobachtungsmissionen und der Sicherung grundlegender langfristiger Klimadaten.

Sie gaben grünes Licht für zwei ehrgeizige Missionen: die nächste ESA-Erdforschungsmission „Harmony„, die die Bereitstellung innovativer Daten zur Beantwortung kritischer Fragen im Zusammenhang mit Meeres-, Eis- und Landveränderungen verspricht, die sich unmittelbar auf die Risikoüberwachung, Wasser- und Energieressourcen, die Ernährungssicherheit und den Klimawandel auswirken, sowie die Gravitationsmission „MAGIC“ zur Beobachtung des Wasservolumens in Ozeanen, Eisschichten und Gletschern für ein besseres Verständnis der Veränderungen des Meeresspiegels sowie die Verbesserung des Wassermanagements.

Wissenschaft festigt weltweite Führungsrolle
Mit einem Haushalt von 3,2 Mrd. Euro für das Wissenschaftliche Programm führt die ESA die Missionen ihres Programms „Kosmische Vision“ durch und bereitet zugleich das neue Weltraumwissenschaftsprogramm „Voyage 2050″ vor, das die Vision der ESA auf dem Gebiet der Wissenschaft im Zeitraum 2035–2050 definiert. Die Mitgliedstaaten bestätigten die weltweit führende Rolle des Wissenschaftlichen Programms, räumten jedoch ein, dass die schwierige Wirtschaftslage das Potenzial für umfangreiche Mittelerhöhungen untergräbt.

Mit „JUICE“ und „Euclid“ sind zwei ehrgeizige Missionen, die Europas Führungsrolle und Zusammenarbeit verkörpern, im Jahr 2023 pünktlich zum Start bereit. „JUICE“ wird Jupiter und seine ozeanhaltigen Eismonde erforschen und untersuchen, wo sonst im Sonnensystem Leben entstanden sein könnte. Mit „Euclid“ wird ein Großteil des Universums kartiert, wobei Milliarden von Galaxien in über 10 Milliarden Jahren kosmischer Zeit beobachtet werden, um die Geheimnisse der rätselhaften Dunkelmaterie und dunklen Energie zu entschlüsseln, die zusammen 95 % des Universums ausmachen.

Mit den bereitgestellten Finanzmitteln wird die Entwicklung der weltweit führenden ESA-Missionen „Plato“ und „Ariel“ zur Untersuchung extrasolarer Planeten fortgesetzt, die 2026 bzw. 2029 gestartet werden sollen. Im Rahmen von „Ariel“ wird die neue schnelle ESA-Mission „Comet Interceptor“ gestartet, die drei Raumfahrzeuge umfasst und als erste Mission überhaupt zu einem völlig unberührten Kometen – einem interstellaren Gegenstand, dessen Reise in das innere Sonnensystem gerade erst begonnen hat – aufbrechen wird.

Stärkung des Explorationsprogramms der ESA und Bestätigung des Rovers „Rosalind Franklin„
Die Exploration des Weltraums bietet eine einzigartige Kombination aus bahnbrechender Wissenschaft, technologischer Innovation und Inspiration für die nächste Generation. Die Minister genehmigten 2,7 Mrd. Euro für die nächste Phase des neuen Weltraumexplorationsprogramms der ESA, „Terrae Novae“, das sich auf die drei Ziele niedrige Erdumlaufbahn, Mond und Mars konzentriert. „Terrae Novae“ stellt den Beginn von Europas Reise in das Sonnensystem mit Robotern als Wegbereiter und Kundschafter dar.

Die Minister beschlossen ferner, die europäische Beteiligung an der Internationalen Raumstation bis 2030 zu verlängern, wodurch ESA-Astronauten auch weiterhin die Möglichkeit haben, an Bord des europäischen Forschungslabors Columbus in der Erdumlaufbahn zu arbeiten.

Das nächste Ziel ist der Mond, wobei mit Europas großem Logistiklandegerät „Argonaut“ als wichtigstem neuen genehmigten Bestandteil in den 2030er Jahren regelmäßig wissenschaftliche Nutzlasten und Fracht zum Mond transportiert werden können. Die Minister kamen zudem überein, die Arbeiten am nächsten Los europäischer Versorgungsmodule einzuleiten. Mit diesen Bestandteilen wird Europas wesentliche Rolle beim Artemis-Programm gestärkt, wobei auch Flüge von drei ESA-Astronauten zum Lunar Gateway vorgesehen sind, und die Exploration der Mondoberfläche gefördert, wodurch die Möglichkeit für einen ESA-Astronauten eröffnet wird, einen Fuß auf die Mondoberfläche zu setzen. Die ESA wird die Arbeiten an ihren Bestandteilen für das Gateway fortsetzen und auch die Entwicklung internationaler Monddienste mit dem Satelliten „Lunar Pathfinder“ weiter unterstützen.

Mit Blick auf die Exploration des Mars und intensiver Unterstützung der Wissenschaftskreise wurde der Beschluss gefasst, ein europäisches Landegerät zu bauen, mit dem der Rover „Rosalind Franklin“ auf die Marsoberfläche gebracht werden soll, um zu untersuchen, ob in den alten Seen des Roten Planeten Spuren von Leben zu finden sind.

Für die Zusammenarbeit der ESA mit der NASA bei der Rückführung von Mars-Bodenproben wurde die nächste Etappe des kühnen Plans zur ersten Rückführung von Bodenproben von einem anderen Planeten bestätigt. Nach dem jüngsten Abschluss der Entwurfsarbeiten wird die vollständige Entwicklung des riesigen Rückflugorbiters und des komplexen Probentransferarms für das Landegerät zur Einholung von Bodenproben in Angriff genommen. Die ersten Mars-Bodenproben wurden vor kurzem vom Rover „Perseverance“ aufgenommen.

Stärkung von Konnektivität, Sicherheit und Nachhaltigkeit aus dem Weltraum
Rund 1,9 Mrd. Euro wurden für die Verbesserung des Lebens auf der Erde durch eine ständig und überall verfügbare Konnektivität bereitgestellt. Der größte Teil wird für das ESA-Programm für fortgeschrittene Forschung zu Telekommunikationssystemen (ARTES) aufgewandt, mit dem Innovationen in der europäischen Raumfahrtindustrie gefördert werden sollen, um Unternehmen auf dem hart umkämpften Weltmarkt für Telekommunikationssatelliten und deren Anwendungen zum Erfolg zu verhelfen.

Der erste Schritt für die Errichtung eines Systems für sichere Konnektivität unter Federführung der EU wurde mit der Finanzierung eines neuen ESA-Programms getan. Nach festen Beitragszusagen in Höhe von 35 Mio. Euro für die erste Phase kann die ESA vorbereitende Tätigkeiten einleiten, die in der Entwicklung und Validierung einer europäischen Satellitenkonstellation für sichere Konnektivität münden werden. Die zweite Phase mit einem Mittelvolumen von 685 Mio. Euro soll 2023 bestätigt werden.

Weitere finanzierte Pläne umfassen das ESA-Programm Moonlight, mit dem private europäische Raumfahrtunternehmen durch die Errichtung einer Satellitenkonstellation in der Mondumlaufbahn dazu ermutigt werden sollen, Mondtelekommunikations- und -navigationsdienste anzubieten, sowie ein neues Programm für weltraumgestützte zivile Sicherheit, das schnelle und resiliente weltraumgestützte Maßnahmen für ein Krisenmanagement in Echtzeit im Dienste der europäischen Bürger umfasst.

Künftige Navigationstechnologien erhalten grünes Licht
Auf der Grundlage der von ihr bei der Entwicklung von Galileo und des Europäischen Geostationären Navigationsüberlagerungsdienstes für die Europäische Kommission gewonnenen Erfahrungen wird das Programm FutureNAV der ESA gestatten, künftigen Tendenzen und dem Bedarf der Satellitennavigation in den Bereichen Ortung, Navigation und Zeitgebung gerecht zu werden und Europa damit auch weiterhin eine Führungsrolle bei der Satellitennavigationstechnologie zu ermöglichen. Die nächsten Schritte umfassen eine orbitale Demonstration von Navigationssatelliten in niedriger Erdumlaufbahn sowie eine Einzelsatellitenmission mit der Bezeichnung „GENESIS“ zur Erzielung einer bislang unerreichten Vermessung der Erde und verbesserter Ortungsleistungen.

Das Budget für die Navigation ist somit auf 351 Mio. Euro gestiegen. Darüber hinaus wird das ESA-Programm für Innovationen und Unterstützung im Bereich der Navigation weiterhin die Entwicklung innovativer Ortungs-, Navigations- und Zeitgebungstechnologien und die Kommerzialisierung in Europa, dem größten und weiter stetig wachsenden nachgelagerten Raumfahrtmarkt, fördern.

Weltraumsicherheit für fortschrittliche Missionen und Technologien
Mit einem Haushalt von 731 Mio. Euro wird das Programm für Weltraumsicherheit seine Anstrengungen zum Schutz der Erde vor Gefahren aus dem Weltraum weiter verstärken können – mit „Vigil“ zur Überwachung der Sonnenaktivität, der Sonde „Hera“ zur detaillierten Untersuchung des Asteroiden Dimorphos nach einem Einschlag und der ersten Entfernung von Raumfahrtrückständen aus der Umlaufbahn, die für 2026 geplant ist.

Das Programm wird ferner einen wertvollen neuen Markt für die orbitale Wartung erschließen und Technologien zur Gewährleistung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft im Weltraum entwickeln.

Raumtransport wird solider und ökologisch nachhaltiger
Der ESA-Haushalt für den Raumtransport wurde auf 2,8 Mrd. Euro erhöht. Die ESA wird ihre Träger Ariane-6 und Vega-C weiter stärken, die Entwicklung des wiederverwendbaren „Space Rider“ abschließen, der mehr als zwei Monate in der niedrigen Erdumlaufbahn verbringen kann, bevor er zur Überholung zur Erde zurückkehrt, und ein System zur Gewinnung von grünem Wasserstoff zur Treibstoffversorgung der Ariane-Träger in Europas Raumflughafen in Französisch-Guayana entwickeln, wobei das Ziel ist, bis 2030 die Kohlenstoffe aus der Wasserstoffproduktion zu verbannen. Sie wird weiterhin kritische Technologien als Grundlage europäischer Kapazitäten ausreifen, gleichzeitig den Anforderungen in Bezug auf ökologische Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz gerecht werden und Vorbereitungstätigkeiten für den Aufbau bemannter Raumtransportkapazitäten in die Wege leiten. Ferner wird die ESA ihr Programm „Boost!“ ausbauen, das Raumfahrtunternehmen bei der kommerziellen Umsetzung ihrer Raumtransportvorhaben unterstützt.

Neudimensionierung der europäischen Technologien und Förderung der Kommerzialisierung
Der ESA-Haushalt für den Technologiebereich wurde auf 542 Mio. Euro aufgestockt. Die Minister haben die Inangriffnahme eines neuen ESA-Programms namens „ScaleUp“ zur Unterstützung der Kommerzialisierung der Raumfahrt und der Entwicklung des NewSpace-Sektors in Europa beschlossen. Die ESA wird mit europäischen Raumfahrtunternehmen zusammenarbeiten, um mithilfe der Bestandteile „Entwicklung“, „Herstellung“ und „Flug“ ihres Allgemeinen Programms für Begleitende Technologie (GSTP) neue Technologien auf ein für die Raumfahrt und den offenen Markt geeignetes Niveau zu bringen. Die ESA wird ihre unabhängige und zuverlässige Kapazität für den Start aller Arten von Missionen weiter ausbauen, indem sie in neue, von der europäischen Industrie entwickelte Multimissionsinfrastrukturen und Bodensegmentkapazitäten der nächsten Generation investiert.

Mit ihrem Scale-Up-Programm wird die ESA außerdem darauf hinarbeiten, Europa durch die Bereitstellung von Gründerzentren, Geschäfts-Acceleratoren sowie Diensten für den Transfer von geistigem Eigentum und Technologien an neue Unternehmen zu einem Drehkreuz für die Kommerzialisierung der Raumfahrt zu machen und gleichzeitig sicherzustellen, dass Geschäftsideen auf neuen Märkten Fuß fassen und private und institutionelle Investitionen anziehen.

Die vollständige Liste der auf der ESA-Ratstagung auf Ministerebene 2022 gefassten Beschlüsse einschließlich der genauen Höhe ihrer Finanzierung durch jeden Mitgliedstaat ist den folgenden Vorlagen zu entnehmen: Entschließung Nr. 1, Entschließung Nr. 2, Entschließung Nr. 4, Übersichten, Präsentation des Generaldirektors.

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• ESA Ministerratskonferenz 2022 Paris
• ESA

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Quelle: ESA.

18. Januar 2022 – „Der Rover ist bereit und zusammen mit dem erfolgreichen Abwurftest der Fallschirme sind wir zuversichtlich, dass wir den Starttermin im September einhalten können“, sagt Pietro Baglioni, Leiter des ExoMars-Rover-Teams der ESA.

Die Himmelsmechanik erlaubt es dem Raumfahrzeug nämlich nur alle zwei Jahre für etwa zehn Tage, den Mars von der Erde aus in kürzester Zeit – etwa neun Monate – zu erreichen.

Der Rover befindet sich jetzt in einem hochsterilen Reinraum auf dem Gelände von Thales Alenia Space in Turin, Italien, direkt neben seiner Reisegefährtin, der Landeplattform Kazachok. Nach einer letzten Überprüfung im April werden alle Komponenten des Raumfahrzeugs – Rover, Abstiegsmodul, Landeplattform und Trägermodul – zum Startplatz in Baikonur, Kasachstan, transportiert und auf den Start vorbereitet werden.

„Erst kurz vor der letzten Reise auf der Erde werden wir die endgültige Version der Software hochladen, die es dem Rover ermöglichen wird, den Mars autonom zu erkunden“, erklärt Baglioni.

Erste „Schritte“ auf dem Mars
Nach der nervenaufreibenden Landung auf der Marsoberfläche wird der lang erwartete Moment der ExoMars-Mission kommen, in dem der Rover die Landeplattform verlässt und zum ersten Mal auf den Marsboden fährt. Das Verlassen von Kazachok ist ein sorgfältig choreografierter Ablauf, der von den Ingenieur*innen auf der Erde geprobt wird.

Der Zwilling des ESA-Rovers Rosalind Franklin hat bei den jüngsten Tests auf einem Mars-Geländesimulator bei ALTEC in Turin erfolgreich die Plattform verlassen.

Während dieser Übungen fährt der Rover nur etwa 15 Minuten lang, der gesamte Prozess auf dem Mars wird jedoch einige Tage dauern. Nach der Landung wird der Rover neben anderen Tests mehr als eine Woche lang damit beschäftigt sein, seine Räder und seinen Mast auszuklappen.

„Das Verlassen der Landeplattform ist ein langer und kritischer Vorgang. Wir müssen behutsam vorgehen und ihn aus Sicherheitsgründen wie in Zeitlupe herunterfahren lassen“, erklärt Andrea Merlo, Leiter der ExoMars-Robotikabteilung von Thales Alenia Space.

Die Landeplattform hat zwei Ausfahrtrampen: eine vorne und eine hinten. Der Rosalind Franklin Rover ist so konstruiert, dass er selbst starke Steigungen auf den Rampen überwinden kann. Es ist jedoch Sache der Bodenkontrolle auf der Erde zu entscheiden, welcher Weg der sicherste ist, um loszufahren.

„Sobald die sechs Räder auf der Marsoberfläche aufkommen, beginnt die Geschichte dieses Rovers auf dem Mars. Wir sind bereit und freuen uns auf die eigentliche Mission“, sagt Merlo.

Amalia und Rosalind
Der Zwilling des ExoMars-Rovers, bisher trocken als Ground Test Model genannt, hat einen neuen Namen erhalten: Amalia. Er stammt von Professorin Amalia Ercoli Finzi, einer renommierten Astrophysikerin mit umfassender Erfahrung auf dem Gebiet der Raumfahrtdynamik.

Finzi war die erste Frau, die in Italien einen Abschluss in Luftfahrttechnik gemacht hat. Sie war nicht nur als wissenschaftliche Beraterin für die ESA und die NASA tätig, sondern hat auch den Bohrer für den Rosetta-Lander Philae entworfen und sich bereits vor 20 Jahren für die Entwicklung des ExoMars-Bohrers eingesetzt.

„Ich fühle mich sehr geschmeichelt und geehrt, dass dieses wesentliche Element der ExoMars-Mission nach mir benannt wurde. Der Mars wartet auf uns“, freute Finzi, nachdem sie diese Nachricht erhalten hatte.

Die Ingenieur*innen nutzen den Rover Amalia, um verschiedene Szenarien nachzustellen und Entscheidungen zu treffen, damit der Rover Rosalind in der rauen Marslandschaft sicher ist. Das Modell entspricht genau den Anforderungen an den richtigen Rover auf dem Roten Planeten.

„Jetzt geht der Spaß erst richtig los. Wir werden Amalia nutzen, um riskante Aufgaben auszuführen, vom Herumfahren an den Hängen des Mars auf der Suche nach dem besten Weg für wissenschaftliche Arbeiten bis hin zum Bohren und Analysieren von Gestein“, erklärt Merlo.

Der Rover Amalia hat bisher gezeigt, dass er Bodenproben bis zu einer Tiefe von 1,7 Metern entnehmen und alle Instrumente bedienen kann, während er wissenschaftliche Daten an das Rover Operations Control Centre (ROCC) sendet, die operative Zentrale, von der aus der Einsatz des in Europa gebauten Rovers auf dem Mars koordiniert wird.

Hervorragende Teamarbeit
Die Anstrengungen, rechtzeitig an der Startlinie zu sein, waren enorm – mit Doppelschichten und ohne Zeit für Pausen, inmitten der COVID-19 Pandemie. Aber das Team wollte unbedingt ans Ziel gelangen.

„Die Zusammenarbeit zwischen der europäischen und der russischen Industrie, die Koordination zwischen den Raumfahrtorganisationen und die Arbeit der technischen Teams waren bemerkenswert“, lobt Pietro Baglioni.

Die Teams haben wichtige Probleme parallel gelöst, z. B. das Fallschirmsystem und die Elektronik des Abstiegsmoduls, mit genügend Spielraum für einen Start im September 2022. Die Vorbereitungen für den Start in Baikonur haben begonnen und im ESA-Kontrollzentrum (ESOC) in Darmstadt steht ein eigenes Team bereit.

Der ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter wartet inzwischen auf die Ankunft von ExoMars am Roten Planeten. Zusätzlich zu seiner eigenen wissenschaftlichen Mission überträgt der Orbiter Daten des NASA-Perseverance-Rovers. Ebenfalls auf der Marsoberfläche unterwegs ist seit 2021 der chinesische Rover Zhurong.

„Nicht mehr lange und der europäische Rover kann 2023 mit einem wissenschaftlichen Labor der Spitzenklasse an Bord endlich zu den anderen Marsfahrzeugen stoßen“, sagt Baglioni.

Über ExoMars
Das ExoMars-Programm ist ein gemeinsames Projekt von ESA und Roscosmos. In Europa ist Thales Alenia Space der industrielle Hauptauftragnehmer, Leonardo liefert den Bohrer und OHB die komplexen Labormechanismen. Neun verschiedene Instrumententeams aus ESA-Mitgliedstaaten, der NASA/JPL und des IKI/Roskosmos liefern die Nutzlast. Astrium Ltd. (ASU) ist für das Rover-Fahrzeug verantwortlich. Zum Programm gehört auch der Trace Gas Orbiter, der seit 2016 den Mars umkreist.

Über die ESA
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) ist das Tor Europas zum Weltraum.
Sie ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und weltweit zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Österreich, Belgien, die Tschechische Republik, Dänemark, Estland, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien, Schweden, die Schweiz und das Vereinigte Königreich. Slowenien, Lettland und Litauen sind assoziierte Mitglieder.

Die ESA arbeitet förmlich mit fünf anderen EU-Mitgliedstaaten zusammen. Auch Kanada nimmt im Rahmen eines Kooperationsabkommens an bestimmten ESA-Programmen teil.

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

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Quelle: RUAG Space Austria.

Wien, 23. Dezember 2021 – Im kommenden Jahr nutzen viele Raumfahrtmissionen Hochtechnologie aus Österreich. „Die spektakulärste Weltraummission mit rot-weiß-roter Beteiligung 2022 ist wohl Europas Mission zum Mars“, sagt Andreas Buhl, Geschäftsführer von RUAG Space Austria, Österreichs größtem Weltraumunternehmen. Im September soll ein Marsroboter ins All gebracht werden. Die Landung auf dem Mars ist für Juni 2023 geplant. „Damit wird zum ersten Mal rot-weiß-rote Hardware auf dem roten Planeten landen“, betont Buhl. RUAG Space Austria gibt dem Marsauto Weitsicht und baute den Mast für die „Augen“ des Mars-Rover. Der mehr als ein Meter lange Kameramast besteht aus Kohlefaser und wurde in Wien entwickelt und produziert. Mechanismen gewährleisten das Niederhalten des Masts während Start und Landung, das Ausklappen des Masts nach der Landung sowie das Verstellen der an der Spitze angebrachten Instrumente. Für den Computer („Gehirn“) des Rovers wurde in Wien Elektronik für die Stromversorgung produziert. (Beim NASA-Marsroboter Perseverance war Software österreichischer Wissenschaftler im Einsatz, aber keine Technik von RUAG Space Austria.)

Hitzeschutz für neue europäische Rakete
Im Lauf des neuen Jahres soll zum ersten Mal die neue europäische Rakete Ariane 6 ins All starten. RUAG Space Austria produzierte die Hochtemperatur-Thermalisolation für die Raketenantriebe der Trägerrakete. „Der Premierenflug wird eine absolute Bewährungsprobe für unsere Isolation. Auf der Reise von der Erde in den Weltraum müssen die von unserer Isolation geschützten Raketenantriebe für einige Minuten extreme Hitze von bis zu 1.500 Grad Celsius aushalten. Das ist eine Temperatur wo Eisen zu schmelzen beginnt“, so Buhl. Die Hochtemperaturisolation für Trägerraketen besteht aus Glas und Keramik und wurde in Berndorf hergestellt. Die neue europäische Rakete Ariane 6 wird von ArianeGroup im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation ESA gebaut.

Kameradeckel für Wettersatelliten
Im vierten Quartal 2022 sollen die ersten europäischen Meteosat-Wettersatelliten der dritten Generation vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana, ins All starten. Das Wiener Raumfahrtunternehmen entwickelt und baut eine Reihe von verschiedenen Elektronikeinheiten und Mechanismen für die insgesamt sechs Satelliten der neuen Serie. RUAG Space Austria lieferte das elektronische Motorsteuerungssystem des Mechanismus. Zudem produzierte das Unternehmen einen Mechanismus für eines der optischen Instrumente an Bord des Satelliten. Für eines der anderen Instrumente, ein Hochpräzisionsspektrometer, lieferte RUAG Space Austria eine wiederverschließbare, lichtdichte Abdeckung, eine Art „Kameradeckel“. Dazu wird ein motorischer Antrieb für die Abdeckung konstruiert und gebaut, damit die beiden Klappen unabhängig voneinander bewegt werden können.

Satellitencontainer und Hitzeschutz für Telekomsatelliten
Im Laufe des kommenden Jahres werden weitere regelmäßige Starts von jeweils mehr als 30 kleinen Satelliten des britisch-indischen Telekommunikationsunternehmens OneWeb stattfinden. Derzeit befinden sich 358 Satelliten im All. Insgesamt sollen zukünftig 650 OneWeb-Satelliten im All arbeiten. Die Telekomsatelliten bringen Internet in entlegene Regionen der Welt. Für den Transport der Satelliten hin zu den weltweiten Raketen-Startzentren lieferte RUAG Space maßgeschneiderte Containerlösungen. Weiters stattete RUAG Space die waschmaschinengroßen Satelliten mit Hitzeschutz aus. Die spezielle Thermalisolation schützt die mehreren hundert Satelliten vor extremer Kälte und Hitze im Weltall von plus/minus 150 Grad Celsius. Die Thermalisolation wurde in Berndorf, Niederösterreich, hergestellt und besteht aus mehreren Lagen metallbedampfter Polyester- und Polyimidfolien.

RUAG Space Austria ist Österreichs größter Weltraumzulieferer
RUAG Space Austria mit Sitz in Wien ist mit rund 230 Mitarbeitenden das größte österreichische Weltraumtechnikunternehmen. Im Berndorfer Werk sind zur Zeit rund 20 Personen beschäftigt. Das Hochtechnologieunternehmen rüstet weltweit Satelliten und Trägerraketen mit Elektronik, Mechanik und Thermalisolation aus und hat eine Exportquote von rund 100 Prozent. Als Spin-off der Weltraumaktivitäten produziert das Unternehmen in Berndorf auch Thermalisolation etwa für den Medizinbereich (Magnetresonanztomographen).

RUAG Space: Europas führender Zulieferer für Raumfahrt
RUAG Space ist der führende Zulieferer für die Raumfahrt in Europa mit einer wachsenden Präsenz in den USA. Rund 1.300 Mitarbeitende in sechs Ländern entwickeln und produzieren Produkte für Satelliten und Trägerraketen – dadurch spielt RUAG Space eine zentrale Rolle sowohl im institutionellen als auch im kommerziellen Raumfahrtmarkt. RUAG Space ist Teil des internationalen Technologieunternehmens RUAG International mit Sitz in der Schweiz.

RUAG International ist ein Schweizer Technologiekonzern mit Fokus auf die Luft- und Raumfahrt. Das Unternehmen mit Produktionsstandorten in 14 Ländern gliedert sich in die vier Bereiche Space, Aerostructures, MRO International und Ammotec. Mit der strategischen Ausrichtung auf den Geschäftsbereich Aerospace wird das Unternehmen mittelfristig aus den beiden Unternehmensbereichen Aerostructures und Space bestehen. RUAG Space ist der führende europäische Zulieferer von Produkten für die Raumfahrtindustrie. RUAG Aerostructures ist globaler First-Tier-Lieferant im Flugzeugstrukturbau. RUAG International beschäftigt rund 6.000 Mitarbeitende.

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• RUAG

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Quelle: ESA.

15. September 2021 – Der Rosalind-Franklin-Rover soll bis zu zwei Meter tief bohren, um an gut erhaltenes organisches Material aus der Zeit von vor vier Milliarden Jahren zu gelangen, als die Bedingungen auf der Marsoberfläche eher denen auf der jungen Erde entsprachen.
Der Nachbau, der auch als Ground Test Model bezeichnet wird, ist ein getreues Abbild des Rovers, der auf dem Mars landen soll. Die ersten Proben wurden im Rahmen einer Testreihe im Mars-Terrainsimulator auf dem ALTEC-Gelände in Turin, Italien, entnommen. Der Bohrer wurde von Leonardo entwickelt und Thales Alenia Space ist der Hauptauftragnehmer für ExoMars 2022.

Bohrungen
Der Rosalind-Franklin-Zwillingsrover bohrt seit längerem ein Bohrloch, das mit verschiedenen Gesteinen und Bodenschichten gefüllt ist. Die erste Probe wurde aus einem zementierten Tonblock mittlerer Härte gewonnen. Die Bohrung fand auf einer speziellen Plattform statt, die um sieben Grad geneigt war, um die Entnahme einer Probe in einer nicht ganz senkrechten Position zu simulieren. Der Bohrer entnahm die Probe in Form eines Pellets mit einem Durchmesser von etwa einem Zentimeter und einer Länge von zwei Zentimetern.

Der Rosalind Franklin-Bohrer hält die Probe mit einem Verschluss fest, der verhindert, dass sie bei der Entnahme herausfällt. Nach dem Auffangen bringt der Bohrer die Probe an die Oberfläche und liefert sie an das Labor im Inneren des Rovers. Wenn der Bohrer vollständig eingefahren ist, wird das Gestein in eine Schublade an der Vorderseite des Rovers fallen gelassen, die dann eingefahren wird und die Probe in einer Zerkleinerungsstation ablegt. Das so entstandene Pulver wird in Öfen und auf Behälter verteilt, in bzw. auf denen die wissenschaftlichen Forschungen auf dem Mars durchgeführt werden. „Die zuverlässige Gewinnung von Tiefenproben ist der Schlüssel für das wichtigste wissenschaftliche Ziel von ExoMars: die Untersuchung der chemischen Zusammensetzung – und möglicher Anzeichen von Leben – von Böden, die keiner schädlichen ionisierenden Strahlung ausgesetzt waren“, sagt ExoMars-Projektwissenschaftler Jorge Vago.

Ein einzigartiger Bohrer für den Mars
Der ExoMars-Bohrer besteht aus einer Reihe von Mechanismen, die sich auf eine automatisierte Choreographie von Werkzeugen und Befestigungsstangen stützen. „Das Design und die Konstruktion des Bohrers waren so komplex, dass diese erste Tiefbohrung eine außergewöhnliche Leistung für das Team darstellt“, sagt Pietro Baglioni, Leiter des ExoMars-Roverteams.

Der Rosalind Franklin-Bohrer arbeitet auf Rotation. Eine Reihe von Werkzeugen und Verlängerungsstangen bilden einen „Bohrstrang“, der, wenn alle miteinander verbunden sind, die volle Länge von zwei Metern erreichen kann. Der Bohrer kann, je nach Bodenbeschaffenheit, mit 60 Umdrehungen pro Minute in den Boden eindringen. Beim Graben in sandigen oder lehmigen Feststoffen können zwischen 0,3 und 30 mm pro Minute erreicht werden. Der Bohrer verfügt auch über einen Positionierer mit zwei Freiheitsgraden, der es ihm ermöglicht, die Probe im richtigen Winkel in das Rover-Labor zu befördern.

Kein leichtes Unterfangen
„Harte Steine bis zu einer Tiefe von zwei Metern auf einer mobilen Plattform auf Rädern mit weniger als 100 Watt Leistung zu bohren, ist eine komplexe Aufgabe“, erklärt Andrea Merlo, Funktionsingenieur des ExoMars-Rovers von Thales Alenia Space. Auf der Erde ist es noch schwieriger, weil das Ground Test Model entladen werden muss, um die schwächere Schwerkraft des Mars nachzuempfinden – die Schwerkraft auf dem Mars beträgt etwa ein Drittel der Schwerkraft auf der Erde. Das Modell hängt von der Decke an einer speziellen Schwerkraftkompensationsvorrichtung.

Da der Zwillingsrover aus Modellen besteht, die ihre nominelle Lebenszeit überschritten haben, musste das Team während des Tiefbohrtests einige Parameter anpassen. „Dies gibt den Ingenieuren bereits einen Hinweis darauf, wie sich das System auf dem Mars verschlechtern könnte“, fügt Andrea hinzu.

Tests zur Probensuche auf dem Mars
Das Bodentestmodell hat eine Reihe von Tests zur Bewegung und zur Identifizierung von Zielen bei der Erfassung von Bildern und Daten erfolgreich abgeschlossen. Diese Trockenübungen, mit denen der Betrieb des Rovers auf dem Mars geprobt werden soll, begannen im Juni 2021.
Der Rover hat gezeigt, dass er präzise Routen verfolgen und die Umgebung auf und unter der Oberfläche mit seinen Instrumenten, einschließlich Kameras, Spektrometern und einem Radar- und Neutronendetektor zur Sondierung des Untergrunds, erfassen kann. Parallel dazu wird der echte Rosalind-Franklin-Rover für seinen Flug zum Mars in knapp einem Jahr vorbereitet – das Startfenster für ExoMars öffnet sich am 20. September 2022.

Über das ExoMars-Programm
Das ExoMars-Programm ist ein gemeinsames Projekt von ESA und Roscosmos. In Europa ist der Rover ein Joint Venture von Thales Alenia Space – Italia (67 %) und Leonardo (33 %). Thales ist der industrielle Hauptauftragnehmer, Leonardo liefert den Bohrer, OHB stellt die komplexen Labormechanismen zur Verfügung und neun verschiedene Mess-Teams aus ESAMitgliedstaaten, NASA/JPL und IKI/Roscosmos stellen die Nutzlast bereit. Astrium Ltd. (ASU) ist für den Bau des Rover-Fahrzeugs verantwortlich.

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

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Quelle: ESA.

Die komplette ExoMars 2022-Mission, bestehend aus dem Trägermodul, dem Abstiegsmodul, der Kazachok-Oberflächenplattform und dem Rosalind Franklin-Rover, hat in Vorbereitung auf die Reise zum Mars wichtige „Spin-Tests“ durchgeführt. Rosalind Franklins Rover-Zwilling auf der Erde hat zum ersten Mal wissenschaftliche Testaktivitäten durchgeführt, einschließlich der Entnahme von Bohrproben und Nahaufnahmen. Eine neue Fallschirmstrategie wurde vor der nächsten Serie von Falltests aus großer Höhe gewählt.

Balanceakt
Eine wesentliche Vorbereitung für den Flug der Mission zum Mars und das Eintauchen in die Atmosphäre des Planeten besteht darin, sicherzustellen, dass das Raumfahrzeug beim Drehen perfekt ausbalanciert ist.

Die ExoMars 2022-Mission besteht aus vier Haupteinheiten: dem Rosalind Franklin Rover unter der Leitung der ESA und der von Roscosmos geleiteten Oberflächenplattform Kazachok, die beide wissenschaftliche Aktivitäten auf der Marsoberfläche durchführen werden sowie dem Abstiegsmodul, in dem sie eingekapselt sind, und dem Trägermodul, das sie nach dem Start zum Mars transportieren wird.

Während der Reise zum Mars wird sich der komplette „Raumschiffverbund“ (bestehend aus allen vier Einheiten) mit etwa 2,75 Rotationen pro Minute drehen, um sich auf seiner Flugbahn zu stabilisieren. Der dynamische Auswuchttest prüft, ob es keine Unwuchten gibt, die im Weltraum zu Taumelbewegungen führen könnten, und zu viel Treibstoff zum Ausgleich benötigen würden. Es ist zudem wichtig, dass das Raumfahrzeug so ausbalanciert ist, dass es sich gleichmäßig um seine Rotationsachse dreht und seine Antenne auf die Erde gerichtet bleibt, damit eine Kommunikationsverbindung möglich ist.

Sobald das Abstiegsmodul in der Nähe des Mars freigesetzt wird, etwa 30 Minuten vor dem Eintritt in die Atmosphäre, wird die ursprüngliche Drehrate beibehalten, bis die atmosphärischen Effekte eintreten und der erste Fallschirm entfaltet wird. Das vollständige Austrudeln erfolgt, sobald das Antriebssystem der Landeplattform in der Nähe der Marsoberfläche anspringt.

Daher wurden zwei dynamische Auswuchttests durchgeführt: ein Test für das komplette Verbundraumfahrzeug und einer ohne das Trägermodul, nur für das Abstiegsmodul mit Rover und Plattform im Inneren. Bei allen Tests, die in den Reinraumanlagen von Thales Alenia Space in Cannes, Frankreich, durchgeführt wurden, wurden die tatsächlichen Flugmodule verwendet.

Während des Tests mit dem Raumfahrzeugverbund wurde dieses einer Drehung von bis zu 30 U/min ausgesetzt, was einer Zentrifugalbeschleunigung von 2g an der Außenkante des Hitzeschilds des Abstiegsmoduls entspricht. Nach Abschluss der Umgebungstests in Cannes wird das Raumfahrzeug Mitte März zu den Einrichtungen von Thales Alenia Space in Turin, Italien, zurückkehren, um weitere Funktionstests zu durchlaufen.

Proben für die Rover-Wissenschaft
Unterdessen hat das Rosalind Franklin „Bodentestmodell“ im Rover Operations Control Centre (ROCC) in Turin einen spannenden Meilenstein erreicht. Während der nachgebaute Rover noch stationär im Reinraum steht, hat das Betriebsteam ihn so gesteuert, als wenn der Rover auf der Oberfläche des Mars wäre.

„Es ist wirklich aufregend, zum ersten Mal die Kommandofolge des ROCC verwendet zu haben, so wie wir es während der echten Mission tun werden“, sagt Luc Joudrier, ExoMars Rover Operations Manager der ESA. „Wir haben den ‚Aktivitätsplan‘ des Rovers definiert, ihn an den Rover gesendet und anschließend die Daten aufgenommen und verarbeitet. Es ist großartig, das ROCC so arbeiten zu sehen.“

Eine der Aktivitäten bestand darin, den besonderen Bohrer von Rosalind Franklin zu testen. Es ist das erste Mal in der Marsforschung, dass ein Rover in der Lage ist, Bodenproben aus bis zu 2 m Tiefe zu entnehmen, wo uralte Biomarker noch vor der intensiven Strahlung an der Oberfläche bewahrt sein könnten, und sie in das Bordlabor zu bringen. Bei der jüngsten Simulation wurde der nachgebildete Rover angewiesen, seinen Bohrer mit einer Dummy-Probe an Bord einzusetzen und diese in die Schublade des analytischen Labors zu transportieren. In der Realität, auf dem Mars, wird dann ein hochentwickeltes Labor die Zusammensetzung der Probe analysieren.

Zusätzlich bildete der Rover die Probe mit seinem Close-Up Imager, einer Kamera, die sich an der Unterseite der Bohreinheit befindet, ab.

Auch die hochauflösenden Panoramakameras wurden im Rahmen einer Bildkalibrierung aktiviert.

In Kürze wird der Zwillingsrover in den Mars-Terrainsimulator des ROCC einfahren, um Mobilitätskommandos und andere Funktionstests durchzuführen. Das Rover-Steuerungsteam und Wissenschaftler werden diese Simulationen viele Male proben und sich auf verschiedene Rover-Aktivitäten als Teil ihres Trainings zwischen jetzt und der Ankunft der Mission auf dem Mars konzentrieren.

Neue Strategie für Fallschirmtests
Die beiden Hauptfallschirme, die dazu beitragen sollen, die Mission sicher auf die Marsoberfläche zu bringen, sind für den nächsten Fallschirmtest in großer Höhe im Mai/Juni diesen Jahres in Kiruna, Schweden, vorgesehen. Nach dem Falltest aus großer Höhe im November 2020, bei dem es zu einigen lokalen Schäden an beiden Fallschirmen kam, wurde ein neuer Weg eingeschlagen.

„Wir haben unsere Strategie überarbeitet, um die bestmögliche Chance zu haben, die ExoMars-Fallschirme noch in diesem Jahr zu qualifizieren, damit wir unser Startfenster 2022 einhalten können“, sagt Thierry Blancquaert, stellvertretender ExoMars-Programmteamleiter. „Wir haben daher einen zweiten erfahrenen Fallschirmhersteller eingeladen, einen Beitrag zum ExoMars-Programm zu leisten, indem er uns zusätzliche Schirme zur Verfügung stellt, die wir bei den kommenden Gelegenheiten einsetzen können.“

Zusätzlich zu den Fallschirmen von Arescosmo werden jetzt auch neu gefertigte Fallschirme von Airborne Systems hergestellt, die Anfang des Monats dabei geholfen haben, den Perseverance-Rover der NASA sicher zum Mars zu bringen. Airborne Systems unterstützt auch die bodengestützten Fallschirm-Extraktionstests, die bei NASA/JPL durchgeführt werden.

Im Gegensatz zur Landung des NASA-Rovers Perseverance auf dem Mars mit nur einem Fallschirm und dem sogenannten Sky-crane sind für die ExoMars-Mission von ESA-Roscosmos zwei Hauptfallschirme erforderlich – jeder mit einem eigenen Pilotfallschirm für die Extraktion -, um das Abstiegsmodul beim Abstieg durch die Atmosphäre zu bremsen.

Die vollständige Entfaltungssequenz wurde beim ersten Höhenfalltest im Jahr 2019 qualifiziert, bei dem ein Testfahrzeug aus einer Höhe von 29 km von einem Stratosphärenballon abgeworfen wurde. Bei demselben Test wurden jedoch erhebliche Schäden an den Fallschirmkappen beobachtet. Dies führte zu einem neuem Design der Fallschirmtasche und einer überarbeiteten Packstrategie, zusammen mit Verstärkungen an beiden Fallschirmkappen. Die modifizierten Taschen und Fallschirme wurden im Dezember 2019 erfolgreich in den ersten bodenbasierten dynamischen Hochgeschwindigkeits-Extraktionstests in den Einrichtungen der NASA/JPL getestet. Die ursprünglichen Schäden wurden auch in einer Reihe von speziellen bodenbasierten Tests Ende letzten Jahres erfolgreich repliziert, wodurch die Ursachen der beobachteten Anomalien bestätigt wurden. Die Schäden an den Fallschirmen, die beim Falltest im November 2020 beobachtet wurden, waren deutlich weniger schwerwiegend als die, die während des Tests 2019 beobachtet wurden und die Überprüfung der Testdaten wies auf den frühen Öffnungsprozess für nachfolgende Verbesserungen hin. „Die neuen Fallschirmkappen sind stärker und robuster, und die neu gestalteten Taschen haben bereits vielversprechende Ergebnisse gezeigt, so dass wir uns darauf freuen, die Logistik für den nächsten Fallschirmtest aus großer Höhe im Zeitrahmen von Mai bis Juni in Kiruna, Schweden, fertigzustellen“, sagt Thierry Blancquaert.

Neben einem neuen Taschendesign behebt ein überarbeiteter Ansatz zum Falten das Problem des Verdrehens der Fallschirmleinen beim Auswerfen, das zuvor die Fähigkeit der Schirme, sich korrekt aufzublähen, eingeschränkt hatte. Ein weiterer Falltest aus großer Höhe in Oregon, USA, wird für den Zeitraum September bis November erwartet, um die Testmöglichkeiten zu maximieren. Falls erforderlich, könnte eine zusätzliche Gelegenheit im Februar/März 2022 in Oregon genutzt werden.

In den Monaten vor den Falltests aus großer Höhe werden Slots mit der bodenbasierten dynamischen Extraktionstestanlage geplant, um die Leistung zu überprüfen, wenn vor dem Flug Änderungen an den Fallschirmen, Faltungen oder Taschen vorgenommen werden.

Falltests aus großer Höhe erfordern eine komplexe Logistik und strenge Wetterbedingungen, was ihre Planung erschwert, während die Bodentests in kürzester Zeit wiederholt werden können. Das verschafft deutlich mehr Zeit in der Testkampagne und reduziert das Risiko, indem mehr Tests in einem kurzen Zeitrahmen durchgeführt werden können.
„Wir haben wertvolle Lehren aus dem aktuellen Rennen um die Fallschirmqualifikation gezogen, wenn es um die Entwicklung solch komplexer Missionen geht, insbesondere die Notwendigkeit einer robusteren Erprobung neuer Technologien viel früher in der Zeitachse der Mission”, sagt Francois Spoto, Leiter der Mars Exploration Group der ESA. „Gemeinsam mit unserem großen Industriekonsortium und internationalen Partnern arbeiten wir weiter daran, die letzten Hürden zu überwinden, um Europa sicher zum Mars zu bringen.“

Die ExoMars-Mission wird an Bord einer Proton-M-Rakete mit einer Breeze-M-Oberstufe im Startfenster 20. September – 1. Oktober 2022 von Baikonur, Kasachstan, starten. Nach der sicheren Landung in der Region Oxia Planum auf dem Mars am 10. Juni 2023 wird der Rover von der Oberflächenplattform losfahren und nach geologisch interessanten Stellen suchen, um unter der Oberfläche zu bohren und festzustellen, ob auf unserem Nachbarplaneten jemals Leben existiert hat. Zum ExoMars-Programm, einem Gemeinschaftsprojekt der ESA und Roscosmos, gehört auch der Trace Gas Orbiter (TGO), der seit 2016 den Mars umkreist. Neben seiner eigenen wissenschaftlichen Mission wird der Trace Gas Orbiter wichtige Datenrelaisdienste für die Mission auf der Oberfläche leisten; er unterstützt bereits die Oberflächenmissionen der NASA, einschließlich der Landung des Mars 2020 Perseverance Rovers im vergangenen Monat.

Verwandte Meldungen bei Raumfahrer.net:

• Start zum Roten Planeten in 2022 (13. März 2020)
• ExoMars-Fallschirmtests werden fortgesetzt (14. August 2019)
• Testanlage in UK bereit für ExoMars-Rover (29. März 2014)
• ExoMars-Testrover fährt in der Atacama-Wüste (10. Oktober 2013)
• Die Entwicklung der Instrumente für den ExoMars-Rover (21. Oktober 2010)
• Lebensdetektor für ExoMars besteht Atacama-Tests (10. Juli 2005)

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

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Ein Beitrag von Mirko Buggel. Quelle: CNSA, DLR, ISRO, JAXA, NASA, NICT, Roskosmos, UAESA. Vertont von Siegfried Krug.

Warum gerade der Mars?
Mit den gegenwärtigen technischen Möglichkeiten ist der Mars im Sonnensystem wohl der am besten zu erforschende Planet und schon in der Vergangenheit gab er für optische Instrumente den Blick auf seine Oberfläche preis. Die neuen Erkenntnisse, dass dieser Planet sich bis vor 3,5 Milliarden Jahren in die gleiche Richtung entwickelte wie die Erde, mit dichter Atmosphäre, flüssigem Wasser, befeuerten vergleichende wissenschaftliche Betrachtungen. Sie kulminieren in der Frage: Gab oder gibt es extraterrestrisches Leben auf dem Mars? Für die Beantwortung ist der Mars das nächste erreichbare Ziel; wenn es auch möglicherweise in dieser Hinsicht interessantere Objekte im Sonnensystem gibt, insbesondere einige Monde des Jupiter und Saturn.

Lange galt die Venus als eine „Schwester“ der Erde. Spätestens 1970 mit der Landung der sowjetischen Sonde Venera 7 und den ersten Bildern und Daten von der Oberfläche, wurden jegliche Vorstellungen von einem erdähnlichen Planeten zunichte gemacht.

Bereits 1877 regte die Entdeckung der „Marskanäle“ durch den italienischen Astronomen Giovanni Schiaparelli (1835–1910) zu vielfältigen Spekulationen an. Während Schiaparelli selbst diese linienförmigen Strukturen für natürliche Landschaftsbestandteile hielt, ließ eine fehlerhafte Übersetzung ins Englische (canals statt channels) die Phantasie sprießen. Spätestens 1965 „entlarvten“ Fotos der US-Raumsonde Mariner 4 diese Mythen als optische Täuschung. Auch die neuere Zeit lieferte Bilder dieser Art, so als der Mars-Orbiter Viking 1 im Jahr 1976 eine Geländeformation in der Cydonia-Region fotografierte – mit dem „Marsgesicht“. Nicht zuletzt auch die hochauflösenden Bilder des Mars Express (siehe Bild am Beginn des Beitrags) trugen in diesem Zusammenhang zu naturwissenschaftlich basiertem Realismus bei.

Alte und neue Akteure
Neben den „alten“ Raumfahrtakteuren Sowjetunion/Russland und USA und auch der ESA möchten mittlerweile auch Mars-Newcomer wie China, Indien und die Vereinigten Arabischen Emirate ihre technologischen und wissenschaftlichen Fähigkeiten unter Beweis stellen. Befeuert werden die Anstrengungen von der Möglichkeit, dort Spuren von gewesenem oder noch existierendem außerirdischen Leben zu finden und, als Fernziel, die Landung des Menschen.

Dank eines günstigen Startfensters brachen im Sommer 2020 einige Missionen auf. Weitere wurden von den Raumfahrtagenturen bis 2024 bestätigt. Andere Pläne reichen bis Mitte der 2040er Jahre.

Bereits Anfang Februar soll Al-Amal (zu deutsch Hoffnung, auch als Hope-Marsmission bezeichnet) als erster Raumflugkörper eines arabischen Landes die Umlaufbahn des Planeten erreichen. Dieser Orbiter der Vereinigten Arabischen Emirate soll erforschen, warum der Mars seine Atmosphäre verlor. Gestartet war Al-Amal im Juli 2020 vom japanischen Tanegashima Space Center.

Kurz danach, am 18. Februar 2021, möchte die NASA ihren Rover Perseverance (zu deutsch Ausdauer) im Jezero-Krater landen. Es ist das bislang ambitionierteste Mars-Vorhaben der NASA. Ziel ist die Erforschung der Umweltbedingungen in der Vergangenheit und die Suche nach biologischen Spuren. Der Landeort wurde mit Bedacht gewählt. Nicht nur dass Jezero, nomen est omen, in vielen slawischen Sprachen See bedeutet. Die Wissenschaft geht nach Auswertung von Satellitenbildern davon aus, dass der Krater auf der nördlichen Halbkugel in der Syrtis-Major-Hochebene vor ca. 4 Milliarden Jahren ein See mit einem großen Wasser-Einzugsgebiet war. Perseverance ist auch für die Aufnahme von Bodenproben ausgerüstet, welche mit einer späteren Mission zur Erde zurück gebracht werden sollen.

Tianwen 1, die kompakte Mission von Chinas National Space Science Center umfasst einen Orbiter, ein Landgerät und einen Rover. Vorgesehen sind ebenfalls Bodenproben, deren Rückholung allerdings erst in den 2030er Jahren geplant ist. Tianwen 1 wurde im Juli 2020 mit einer Langer-Marsch 5-Trägerrakte vom Kosmodrom Wenchang auf der südchinesischen Insel Hainan gestartet und eröffnete damit das nationale Planetenforschungsprogramm. Im Februar soll die Sonde das Gravitationsfeld des Mars erreichen und im Mai 2021 den Landeapparat mit dem Rover in der nördlichen Hemisphäre in der Tiefebene Utopia Planitia absetzen. Der Missionsname entstammt übrigens der antiken chinesischen Literatur und bedeutet zu deutsch Himmelsfrage. Antworten könnten vielleicht Tianwen-1 selbst oder deren Nachfolger geben.

2022 soll im Rahmen der gemeinsamen ESA/Roskosmos-Mission ExoMars der Rover Rosalind Franklin landen. Benannt nach der englischen Chemikerin und DNA-Pionierin wird er während der mit 7 Monaten veranschlagten Dauer nach Spuren vergangenen oder aktuellen Lebens suchen. Die ESA stellt den Rover und Roskosmos das Landegerät Kazatchok. Der ursprüngliche Termin wurde wegen der Corona-Pandemie verschoben.

Der Tera-hertz Explorer (TEREX) ist ein Gemeinschaftsprojekt des Japan’s National Institute of Information and Communications Technology (NICT) und der University of Tokyo Intelligent Space Systems Laboratory (ISSL) und besteht aus einem Orbiter und einem Lander. Dieser, ausgerüstet mit einem Terahertz-Sensor, soll die Oberfläche erreichen und die Sauerstoff-Isotopanteile in der Atmosphäre messen. Davon erhofft man sich ein besseres Verständnis der Reaktionen, welche die Marsatmosphäre mit Kohlendioxid versorgen. Der Lander TEREX-1 sollte ursprünglich im Juli oder August 2020 als Huckepack-Ladung mit einer anderen Marsmission mitgeführt werden. Das wurde aber auf 2022 verschoben. Der Orbiter TEREX-2 soll 2024 starten.

Der Start des indischen Mangalyaan 2 wird 2024 erwartet. Hauptkomponente, ein Orbiter, soll möglicherweise durch einen Lander und Rover ergänzt werden. Für die Indian Space Research Organization (ISRO) ist es die Folgemission der Mars Orbiter Mission (MOM) Mangalyaan von 2013. Der Orbiter kreist seit 2014 um den Mars und lieferte Bilder und Daten der Atmosphäre. Der Name Mangalyaan stammt aus dem Sanskrit und bedeutet auf deutsch Marssonde.

Die japanische Martian Moons Exploration (MMX) soll 2025 zum größten Marsmond Phobos führen, dort landen, Bodenproben sammeln, den kleineren Mond Deimos sowie das Marsklima beobachten. Die Ankunft der Bodenproben auf der Erde wird im Juli 2029 erwartet.

Raumfahrtaktivitäten auf und um den Mars
Die „Neuankömmlinge“ treffen auf teilweise schon langjährige Missionen. Auf der Oberfläche studiert seit 2012 der NASA-Rover Curiosity im Gale-Krater südlich der Tiefebenen von Elysium Planitia Landschaft und Klima mit dem Mars Science Laboratory (MSL).

Seit 2018 operiert der InSight-Lander von NASA und DLR. Er soll den Kern des Mars erforschen und seismische Aktivitäten auf dem Planeten beobachten. Die Maulwurf (Mole) genannte Bohreinheit des DLR sollte bis in eine Tiefe von 5 Metern in den Marsboden eindringen. Aber der Mars und Maulwurf passen offensichtlich nicht zusammen, so dass die Bohrung eingestellt werden musste. Allerdings werden die Messungen weitergeführt.

Den Rekord im Orbit des am längsten operierenden Raumflugkörpers hält Mars Odyssey. Er kreist seit 2001 ungefähr 3900 km über der Oberfläche. Ihm gelang der Nachweis von Wasser. Außerdem dient der Orbiter als Relaisstation für den Rover Curiosity. Mars Express der ESA wurde mit dem Beagle 2-Landegerät 2003 gestartet.

Während Beagle 2 wegen eines Fehlers scheiterte, kreist Mars Express bisher erfolgreich um den Planeten. Ausgerüstet mit der High-Resolution-Kamera, mit Radar und Spektrometer entdeckte Mars Express u.a. Wassereis und Kohlendioxideis in der südlichen Polkappe sowie eine Gebiet mit unterirdischen Wasservorkommen.

Seit 2005 beobachtet der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) der NASA den Planeten und fungiert auch als Relais-Station für die Kommunikation zwischen aktiven Rovern und der Erde.

Die Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission (MAVEN) der NASA sucht seit dem Einschwenken in den Orbit 2014 Erklärungen dafür, wie und warum Wasser und Atmosphäre allmählich verschwanden.

Die erste der ExoMars-Missionen startete bereits in 2016 in Partnerschaft zwischen ESA und Roskosmos. Aktuell beinhaltet die Mission nur den Trace Gas Orbiter (TGO), da der Schiaparelli-Lander beim Anflug auf die Marsoberfläche zerstört wurde. Die Forscher hoffen auf ein besseres Verständnis von Methan und anderen Spurengasen in der Marsatmosphäre, welche auf biologische Prozesse hinweisen könnten.

Die Mars-Pläne privater Unternehmen beinhalten ambitioniertere Projekte wie z.B. Transport-Raumschiffe zum Mars. Innerhalb der nächsten 100 Jahre sieht SpaceX-Gründer ElonMusk sogar die reale Möglichkeit, dass eine Million Menschen auf dem Mars leben könnten…

Weitere Quellen
DLR Institut für Planetenforschung
ESA
NASA
https://de.wikipedia.org/wiki/Chronologie_der_Marsmissionen

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• Planet Mars
• EMM (Emirate Mars Mission) „Hope“ auf H-IIA
• ExoMars-Rover Rosalind Franklin
• ExoMars Trace Gas Orbiter + Lander Schiaparelli auf Proton-M/Briz-M
• Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) auf Atlas V 401 AV-007
• InSight auf Atlas V 401
• Mars Express (MEX) auf Sojus-Fregat ST11 von Baikonur
• MAVEN – Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN
• MMX Phobos Sample Return (JAXA)
• MSL Rover Curiosity – Mission auf dem Mars
• Rover Perseverance (vorher Mars 2020) auf Atlas V
• Tianwen-1 auf Langer Marsch 5 (CZ-5)

Der Beitrag Die 2020er – Jahre des Mars? erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Mirko Buggel. Quelle: ESA, Roskosmos.

ESA und Roskosmos meldeten Ende Juli 2020 überraschende Messergebnisse von Bord der russisch-europäischen Sonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Mit Hilfe des hochempfindlichen Spektrometers ACS (Atmospheric Chemistry Suite) wurden Kohlendioxid CO₂ und Ozon O₃ in dem Bereich des Infrarotspektrums nachgewiesen, wo man eigentlich Methan erwartete. Grundlage ist die Auswertung der Daten eines Marsjahres. Das ist etwa seit Beginn der Arbeit im Marsorbit seit Frühling 2018.

Der TGO war am 14. März 2016 vom russischen Kosmodrom im kasachischen Baikonur mit einer Proton-Rakete gestartet. Während der TGO am 19. Oktober 2016 wie geplant die Bahn um den Mars erreichte, konnte mit der später abgesetzten Landesonde Schiaparelli kein Kontakt hergestellt werden. Mit dieser sollten Landetechniken auf dem Mars für spätere Missionen erprobt werden.

Hauptziel der ExoMars-TGO-Mission ist die Suche nach Spurengasen mit biologischer Signifikanz wie Methan und seine Zersetzungsprodukte. Die Apparaturen des Orbiters sollen es ermöglichen, Ort und Natur von Quellen zu bestimmen, welche diese Gase produzieren. Weiterhin sollen Schlüsseltechnologien getestet werden.

Das im russischen Institut für Weltraumforschung der Akademie der Wissenschaften entwickelte Spektrometer ACS ist eines von vier wissenschaftlichen Instrumenten des TGO und besteht aus dem Fourier-Spektrometer (TIRVIM) für den thermischen Infrarot-Bereich und den Echelle-Spektrometern für den mittleren (MIR) und den nahen (NIR) Infrarotbereich sowie aus einer elektronischen Steuereinheit.

Mit dem Spektrometer MIR wurde eine in der Planetenfernerkundung bewährte Methode angewandt. Aus dem Modus „Sonnenfinsternis“, d.h. der Mars „bedeckt“ die Sonne, analysiert der Apparat das Sonnenlicht, welches am Planetenrand durch die Atmosphäre hindurch schimmert. Dabei absorbieren die verschiedenen atmosphärischen Bestandteile die Sonnenstrahlung und erscheinen im Spektralbild als sogenannte Absorptionsbande. Dort hinterlässt jeder Stoff seinen unverwechselbarer „Fingerabdruck“ im Spektrum. Außerdem kann eine Substanz derselben chemischen Formel mehrere Absorptionsbande haben. Das zeugt von Unterschieden im Molekülaufbau oder verschiedener Isotopenzusammensetzung. Im untersuchten Infrarotbereich von 3,3 µm erwarteten die Forscher Methan. Jedoch zeigten sich Spuren von Wasser- und Kohlendioxid-Molekülen. Letztere bilden den Hauptbestandteil der Marsatmosphäre.

Wie Alexander Trochimowski, Mitarbeiter der Abteilung Planetenphysik des russischen Instituts für Weltraumforschung berichtete, glaubte man zuerst an einen Fehler, welcher sich bei der Kalibrierung des Spektrometers eingeschlichen hatte. Aber auch nach sorgfältiger Überprüfung seien diese „Artefakte“ nicht verschwunden, im Gegenteil – es zeigten sich ungefähr 30 Absorptionsbande, deren Lage mit keinen der bisher erhaltenen übereinstimmte. Weiter stellte sich heraus, dass es sich um Erscheinungen in geringen Höhen von weniger als 20 km über der Marsoberfläche handelte. Bis zu diesen Ergebnissen des TGO galt die Absorptionsbande des CO₂ in diesem Spektralbereich als ausgeschlossen, da sie so bislang nirgendwo, weder auf der Erde noch im Kosmos, gemessen wurde.

Im Falle Ozon war die Situation ein wenig anders. Der Ozon-Anteil in der Marsatmosphäre ist zwar gering, wurde aber bereits von den Sonden Mariner 7 und 9 in den 1970er Jahren entdeckt und seit dieser Zeit im Wesentlichen im Ultraviolett-Bereich und in Höhen von mehr als 20 km über der Oberfläche beobachtet. Mit Hilfe des MIR-Spektrometers gelang es nun erstmals, Ozon im infraroten Bereich von 3 µm und in geringeren Höhen nachzuweisen. „Beide Absorptionsbande, sowohl des Kohlendioxids als auch des Ozons, befinden sich genau in dem Bereich, wo wir Methan erwartet hatten“, erläuterte Kevin Olsen, Mitarbeiter der Physikalischen Fakultät der Universität Oxford.

Was wie ein rein akademischer Diskurs anmutet, kann letztendlich zur Beantwortung einer grundsätzlicheren Frage beitragen: Kommt Methan in der Marsatmosphäre vor oder nicht? Denn die Tatsache, dass sich in diesem Spektralbereich Spuren von CO₂ befinden, stellt die bisherigen Methoden der Methansuche auf den Prüfstand. Außerdem fördern die neuen Forschungsergebnisse das Verständnis über die Wechselwirkung zwischen CO₂ und O₃ und mit dem Sonnenlicht und damit das bessere Verständnis chemischer Prozesse in der Marsatmosphäre und führen zu einer höheren Genauigkeit der Messungen.

Der Trace Gas Orbiter setzt seine Arbeit fort. Die nächste Etappe im ExoMars-Programm beginnt im Jahre 2022 mit dem Start der Landeplattform „Kasatschok“ und des Marsrovers „Rosalind Franklin“, welche dann auf der Oberfläche ihre Forschungen aufnehmen sollen. Der TGO soll dabei auch als Relaisstation für die Datenübertragung genutzt werden. Möglicherweise hilft der Blick von zwei Seiten – von „unten“ und von „oben“ – das Rätsel um das Methan und Lebensspuren auf dem roten Planeten zu lösen.

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• ExoMars Trace Gas Orbiter + Lander Schiaparelli auf Proton-M/Briz-M

Der Beitrag ExoMars: Neue Gassignaturen in der Marsatmosphäre erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

Das gemeinsame Projektteam von ESA und Roskosmos hat eine Bewertung aller für die Freigabe des Starts erforderlichen Tätigkeiten vorgenommen, um die Risiken und den Zeitplan zu analysieren. Unter gebührender Berücksichtigung der Empfehlungen des europäischen und des russischen Generalinspektors sind ExoMars-Experten zu dem Schluss gelangt, dass die Tests, die erforderlich sind, um alle Bestandteile des Raumfahrzeugs für das Mars-Abenteuer fit zu machen, mehr Zeit erfordern werden.

Hauptziel der Mission ist es, festzustellen, ob es jemals Leben auf dem Mars gegeben hat, und die Geschichte des Wasservorkommens auf diesem Planeten besser nachvollziehen zu können. Der nach Rosalind Franklin benannte ExoMars-Rover ist mit einem Bohrer zur Erforschung der Schichten unter der Marsoberfläche und einem Minilabor für die Suche nach Spuren von Leben ausgerüstet, das in einem Ultrareinbereich untergebracht ist.

Die Leiter der ESA und von Roskosmos, Jan Wörner und Dmitri Rogosin, sind in einer eigens anberaumten Sitzung übereingekommen, dass weitere Tests an dem Raumfahrzeug mit der endgültigen Hardware und Software erforderlich sind. Außerdem mussten die Parteien einräumen, dass die Schlussphase der ExoMars-Tätigkeiten durch die allgemeine Verschlechterung der Epidemiesituation in mehreren europäischen Ländern beeinträchtigt wird.

„Wir haben die schwierige, aber sorgsam abgewogene Entscheidung getroffen, den Start auf 2022 zu verschieben. Dies ist in erster Linie auf die Notwendigkeit, die Robustheit sämtlicher ExoMars-Systeme zu maximieren, sowie auf die durch die Verschärfung der Epidemiesituation in Europa verursachten Umstände höherer Gewalt zurückzuführen, die unseren Experten praktisch keine Möglichkeit mehr geben, Partnerunternehmen aufzusuchen. Ich bin zuversichtlich, dass die Schritte, die wir und unsere europäischen Kollegen unternehmen, um den Erfolg der Mission zu gewährleisten, gerechtfertigt sind und ohne Zweifel nur positive Ergebnisse für die Durchführung der Mission bringen werden“, erklärte Dmitri Rogosin.

„Wir wollen sicherstellen, dass wir zu 100 % für eine erfolgreiche Mission gerüstet sind. Wir dürfen uns keinerlei Fehlermarge gestatten. Zusätzliche Überprüfungen werden einen sicheren Flug und die besten wissenschaftlichen Ergebnisse auf dem Mars gewährleisten“, sagte Jan Wörner.

„Ich möchte den Industrieteams danken, die seit fast einem Jahr rund um die Uhr daran arbeiten, die Montage und die Umgebungstests für das Raumfahrzeug als Ganzes zum Abschluss zu bringen. Wir sind sehr zufrieden mit der geleisteten Arbeit, dank der ein einzigartiges Projekt Realität geworden ist, und wir verfügen über solide Kenntnisse, um die verbleibenden Arbeiten so schnell wie möglich abzuschließen.“

Bislang wurde das gesamte für den Start von ExoMars erforderliche Fluggerät in das Raumfahrzeug integriert. Die Landeplattform Kasaschok ist mit dreizehn wissenschaftlichen Instrumenten voll ausgerüstet, und der Rover Rosalind Franklin mit seinen neun Instrumenten hat kürzlich in Frankreich letzte Thermal- und Vakuumtests bestanden. 

Die jüngsten dynamischen Extraktionstests für die ExoMars-Fallschirme im Jet Propulsion Laboratory der NASA wurden erfolgreich abgeschlossen, und die Hauptfallschirme sind bereit für die beiden letzten Falltests aus großer Höhe im US-Bundesstaat Oregon im März.

Beim Abstiegsmodul erfolgte im vergangenen Monat die Qualifizierung des Antriebssystems. Das Abstiegsmodul und die Landeplattform wurden in Cannes Umgebungstests unterzogen, um sicherzugehen, dass das Raumfahrzeug für die rauen Bedingungen des Weltraums auf seiner Reise zum Mars gewappnet ist.

Der neue Zeitplan sieht einen Start zwischen August und Oktober 2022 vor. Aufgrund der Himmelsmechanik gibt es nur alle zwei Jahre relativ kurze Startfenster von jeweils 10 Tagen, in denen der Mars von der Erde aus erreicht werden kann.

ExoMars ist die erste Mission, die in Tiefen von bis zu zwei Metern unterhalb der Marsoberfläche, wo biologische Indizien für Leben einzigartig gut erhalten sein könnten, nach Spuren von Leben suchen wird. 

Über ExoMars

Das Programm ExoMars ist ein gemeinsames Vorhaben der staatlichen Korporation Roscosmos und der ESA. Es umfasst neben der Mission 2022 auch den 2016 gestarteten Spurengas-Orbiter. Dieser liefert bereits mit seinen eigenen russischen und europäischen Instrumenten erzielte wissenschaftliche Ergebnisse von großer Bedeutung und übermittelt darüber hinaus Daten des Mars-Rovers Curiosity und des InSight-Landegeräts der NASA. Er wird ferner die Daten der ExoMars-Mission 2022 weiterleiten, sobald das Raumfahrzeug den Mars erreicht.

Über die ESA

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA), Europas Tor zum Weltraum, ist eine 1975 gegründete zwischenstaatliche Organisation, deren Aufgabe darin besteht, europäische Raumfahrtkapazitäten zu entwickeln und sicherzustellen, dass die Investitionen in die Raumfahrt den Bürgern in Europa und anderswo zugutekommen.

Die ESA hat 22 Mitgliedstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, die Schweiz, Spanien, die Tschechische Republik, Ungarn und das Vereinigte Königreich. Slowenien ist assoziiertes Mitglied.

Außerdem arbeitet die ESA förmlich mit sieben EU-Mitgliedstaaten zusammen. Im Rahmen eines Kooperationsabkommens nimmt auch Kanada an bestimmten ESA-Programmen teil.

Dank der Koordinierung der Finanzressourcen und Kompetenzen ihrer Mitgliedstaaten kann die ESA Programme und Tätigkeiten durchführen, die weit über die Möglichkeiten eines einzelnen europäischen Landes hinausgehen. Des Weiteren arbeitet sie eng mit der EU bei der Verwirklichung der Programme Galileo und Copernicus und mit EUMETSAT bei der Entwicklung von Meteorologiemissionen zusammen.

Die ESA entwickelt Raumfahrzeugträger, Satelliten und Bodenanlagen, um sicherzustellen, dass Europa bei Raumfahrtvorhaben weltweit an der Spitze bleibt.

Sie entwickelt und startet Erdbeobachtungs-, Navigations-, Telekommunikations- und Astronomiesatelliten, schickt Raumsonden in entlegene Regionen des Sonnensystems und beteiligt sich an der bemannten Exploration des Weltraums. Außerdem führt sie ein umfangreiches Anwendungsprogramm zur Entwicklung von Erdbeobachtungs-, Navigations- und Telekommunikationsdiensten durch.

Mehr über die ESA: www.esa.int 

Über Roskosmos

Das Staatsunternehmen für Weltraumtätigkeit wurde 2015 mit dem Ziel gegründet, eine umfassende Reform der russischen Raumfahrtindustrie durchzuführen.

Sie setzt nationale Politik in Raumfahrttätigkeiten um und kümmert sich um deren rechtliche Regelung; ferner sorgt sie für die Einbindung der Industrie in die Entwicklung von Raumfahrttechnik und den Ausbau der Infrastruktur. Die Korporation ist außerdem für die Entwicklung internationaler Zusammenarbeit in der Raumfahrt und die Nutzung der Vorteile von Weltraumtätigkeiten für die sozioökonomische Entwicklung Russlands verantwortlich. 

Roskosmos umfasst mehr als 90 Unternehmen in ganz Russland mit insgesamt knapp 200 000 Beschäftigten.

Mehr über Roskosmos: Roskosmos

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Quelle: TU Dortmund.

Die digitalen Geländemodelle haben eine Auflösung von 25 cm pro Pixel und helfen dabei, die Geographie und geologischen Eigenschaften der Region zu verstehen und den Weg des Rovers um den Standort herum zu planen. Der Rover soll im Rahmen des ExoMars-Projekts der europäischen Weltraumorganisation ESA die Oberfläche des Planeten Mars erkunden. Die ESA arbeitet dabei mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos zusammen.

Um die Genauigkeit der Modelle zu erhöhen, hat das Team um Prof. Christian Wöhler von der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund eine innovative Technik entwickelt, die die Eigenschaften der Planetenatmosphäre bei der Konstruktion der digital erzeugten Szenen berücksichtigt. Die Modelle wurden von Kay Wohlfarth vom Arbeitsgebiet Bildsignalverarbeitung beim Europäischen Kongress zur Planetenforschung EPSC-DPS am Montag, 16. September, in Genf vorgestellt.

Die digitalen Geländemodelle basieren auf hochauflösenden Marsbildern des HiRISE-Instruments auf dem Erkundungssatelliten „Mars Reconnaissance Orbiter“ der NASA. HiRISE-Bilder wurden bislang weitgehend mit der klassischen Stereomethode verarbeitet, bei der zwei Bilder aus leicht unterschiedlichen Winkeln kombiniert werden, um ein 3D-Bild der Landschaft zu erstellen. Herkömmliche Stereotechniken haben jedoch Einschränkungen, wenn sie auf homogene Regionen angewendet werden, wie etwa die staubige und sandige Planetenoberfläche rund um den Landeplatz des Rovers.

Die ESA wählte das Gebiet Oxia Planum als Landeplatz für den Rover Rosalind Franklin, da diese Region vergleichsweise flach ist. So lässt sich das Risiko einer harten Landung minimieren und gewährleisten, dass der Rover seine Mission erfüllen kann. Aus wissenschaftlicher Sicht ist Oxia Planum zudem besonders interessant, weil das Gebiet Tonmineralien und Strukturen alter Flussbetten enthält, die möglicherweise Hinweise auf vergangene Lebensspuren bieten.

„Shape from Shading“-Technik
Um die digitalen Geländemodelle zu verbessern, hat das Team der TU Dortmund eine Technik namens „Shape from Shading“ angewendet, bei der die Intensität des reflektierten Lichts im Bild in Daten über Steigung und Gefälle der Oberfläche umgewandelt wird. Diese Informationen zur Unebenheit werden in die Stereobilder integriert, um eine bessere Schätzung der 3D-Oberfläche zu erhalten und die bestmögliche Auflösung in der rekonstruierten Landschaft zu erzielen. Kay Wohlfarth vom Team der TU Dortmund erläutert: „Mit dieser Technik können sogar kleinräumige Details wie Sandverwehungen in Kratern und raues Grundgestein reproduziert werden.“

Marcel Hess, Erstautor der Studie, fügt hinzu: „Wir haben besonders auf die Wechselwirkung zwischen Licht und Marsoberfläche geachtet. Bereiche, die zur Sonne geneigt sind, erscheinen heller, und Bereiche, die von der Sonne weg weisen, erscheinen dunkler. Unser Ansatz verwendet ein kombiniertes Reflexions- und Atmosphärenmodell, das die Reflexion an der Oberfläche ebenso berücksichtigt wie atmosphärische Effekte, die das Licht streuen. “

Missionsstart im Sommer 2020
Der ExoMars-Rover Rosalind Franklin wird eine Reihe wissenschaftlicher Instrumente zur Analyse von Gesteinen und der Oberflächenumgebung bei Oxia Planum mitführen. Um unter die Oberfläche zu blicken, trägt er einen Bohrer, der für die Suche nach Untergrundwasser und Lebensspuren ausgelegt ist. Die Mission soll im Sommer 2020 auf einer russischen Proton-M-Trägerrakete starten und im März 2021 auf dem Mars eintreffen.

Video des digitalen Höhenmodelles des Landeplatzes:
Virtual flyover of high-resolution DTM of Oxia Planum, Mars

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• ExoMars-Rover Rosalind Franklin

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