Ein Beitrag von Eric Honstrass. Quelle: ESA. Vertont von Dominik Mayer.

Die Phase A2 wendet sich vielen kritischen Kernfragen zu und bildet Schlüsselgebiete heraus, in denen Europa an dieser Flaggschiffmission des Aurora-Programmes beteiligt sein kann.

Eines der fundamentalsten Ziele der Weltraumforschung ist die Suche nach Beweisen für Leben jenseits der Erde, und dies ist eine der treibenden Kräfte hinter den Anstrengungen, den Planeten Mars zu erforschen. Diese Forschung um die große Frage nach Leben im Universum, geht schrittweise vorwärts und bringt erste Antworten. Dies ist auch eine der führenden wissenschaftlichen Richtungen des Aurora Space Exploration Programme (etwa: Weltraumforschungsprogramm Aurora) der ESA, das beim Treffen des ESA-Rates auf Minister-Ebene letzten Jahres im Dezember in Berlin bestätigt wurde.

Gegenwärtig umkreisen inklusive Europas Mars Express vier Sonden den Mars und scannen sehr detailliert dessen Oberfläche, während auf dem roten Planeten selbst die zwei NASA-Rover im Jahre 2013 Gesellschaft durch den ExoMars Rover erhalten sollen. Die ExoMars-Mission wird die Marsforschung und die Suche nach Leben durch eine Reihe fortschrittlichster Instrumente, die nach Leben suchen und sich in die marsianische Oberfläche bohren können, um nach Lebenszeichen zu suchen, auf eine neue Stufe heben. Trotzdem diese Missionen reichlich Daten bringen werden, sind sie doch dadurch etwas begrenzt, dass sie ihre Laboratorien zum Mars mitnehmen müssen, wodurch sie Begrenzungen bezüglich Leistung und Masse in Kauf nehmen, und auch noch unter unwirtlichen Bedingungen wissenschaftliche Untersuchungen durchführen müssen. Da taucht die offenkundige Frage auf, warum nicht den Mars ins Labor bringen? Daher die Mars Sample Return Mission.

Die MSR-Mission wird von europäischen und internationalen Wissenschaftlern als einer der wichtigsten Meilensteine in der Erforschung des roten Planeten angesehen und repräsentiert durch die Möglichkeit, Wissenschaftler die volle Bandbreite irdischer Laboratorien nutzen lassen zu können, einen Quantensprung in der Erforschung möglichen Lebens auf Mars. Die Mission ist wegen der vollständig durchzuführenden Landung, der dort zu verrichtenden Arbeit, des Start vom Mars aus und der Rückkehr zur Erde, ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum eigentlichen Ziel, nämlich eine bemannte Marsmission durchzuführen. Die für die SMR Mission notwendigen, noch zu entwickelnden Technologien sind bis zu einem gewissen Maße auch für zukünftige Mondmissionen geeignet.

Die ESA erkennt die Wichtigkeit dieser Mission im Rahmen des europäischen Aurora-Programmes und beginnt nun eine zwölfmonatige Missionsstudie einer Probenrückholmission. Diese Studie, aufbauend auf der ersten, aus 2003 stammenden Studie, ebnet Europa den Weg für eine Schlüsselrolle in der internationalen MSR-Mission. Eine frühere ESA-Arbeit nannte eine zweigeteilte MSR-Mission. Der erste Teil besteht aus einem Mars-Orbiter und einer Rückkehrkapsel zur Erde, während der zweite aus Landeeinheit und Aufstiegsmodul vom Mars besteht. Letzteres soll die Proben für die Rückkehr zur Erde in den Marsorbit befördern. Die neue „MSR Phase A2 Systemstudie“, die in enger Abstimmung zwischen europäischen Industrieunternehmen und der ESA durchgeführt wird, findet in zwei Hauptschritten statt.

Der erste Schritt untersucht die übrigen, noch abzuschätzenden Optionen und die zu treffende Auswahl vor dem Hintergrund des vollständigen Misssionsentwurfes. Dies beinhaltet die Optionen eines Orbiters, der den Probenbehälter im Marsorbit einfängt oder einer Aufstiegsstufe, die das Andockmanöver durchführt. Diese Abstimmung stützt sich auf die technologische Entwicklung und Erfahrung, die in der Anfangsphase des Aurora-Programmes gesammelt werden.

Die Verfeinerung des Missionskonzeptes wird dann die Zusammenarbeit zwischen den internationalen Partnern regeln, um sich damit für die zukünftige Zusammenarbeit bei der MSR-Mission vorzubereiten. Weiter müssen die Auswirkungen verschiedener Missionseigenschaften wie Oberflächenmobilität ausgearbeitet werden. Das bedeutet, dass die Kosten für ein mobiles Landegerät, das gezielt Proben sammeln kann, abgeschätzt werden müssen. Ist der Missionsentwurf verfeinert, werden Entwicklungspfade für jede der missionsrelevanten Anforderungen bestimmt.

In der zweiten Stufe der A2 Phase werden die Schritte innerhalb des Entwicklungspfades festgelegt, die durch Vorläufer-Missionen erreicht werden sollen. Solche Missionen würden die Durchführung schwieriger Technologien beinhalten, die beispielsweise mit einer weichen, gezielten Landung verbunden sind. Daraus folgernd wird eine Kurzliste möglicher, vorbereitender Missionen erstellt werden.

Beide Schritte werden in enger Zusammenarbeit mit der wissenschaftlichen Gemeinschaft durchgeführt werden. Dies soll insbesondere durch workshops geschehen, die sowohl die Missionsziele und -anforderungen der MSR-Mission selbst, als auch die möglichen wissenschaftlichen Elemente potentieller Vorgänger-Missionen abdecken sollen. Details dieser Wissenschafts-workshops werden in naher Zukunft verfügbar sein.

Durch die Phase 2 Studie zielt Europa nicht nur auf eine Schlüsselrolle in dieser Meilenstein-Mission ab, sondern wendet sich aktiv den nötigen Schritten zu, um die ehrgeizigen Ziele zu erreichen. Diese Schritte sind bereits in den Rahmen der Technologieentwicklung eingeflossen und dürften weitergeführt werden – nämlich durch die Möglichkeit, in der Zwischenzeit Vorgänger-Missionen durchzuführen, die sowohl die für MSR wichtigen Technologien aufweisen, als auch unser wissenschaftliches Verständnis für Mond und Mars erweitern sollen.

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Quelle: DLR.

Deutschland wird sich verstärkt an der europäischen Weltraum-Exploration beteiligen. Das hat letzte Woche der ESA-Programmrat Aurora in Paris bestätigt. Mit seinem Vorstoß möchte Deutschland, vertreten durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der deutschen Industrie und Wissenschaft ermöglichen, sich an zukunftsorientierten Projekten zu beteiligen. Hierfür werden zunächst drei Millionen Euro zur Verfügung gestellt. Dem deutschen Beitritt stimmten die Mitglieder des Programmrates einstimmig zu. Deutschland ist damit das zwölfte Land, das sich dem Programm verpflichtet. Insgesamt umfasst es derzeit ein Volumen von 44,5 Millionen Euro. Das Programm soll auf der ESA-Ministerratskonferenz im Dezember in Berlin fortgeschrieben werden.

Die Weltraum-Exploration wurde im weitgesteckten Konzept des Aurora-Programms auf der ESA-Ministerratskonferenz in Edinburgh im Jahr 2001 vorgestellt. Das Programm ist auf die Erforschung des Sonnensystems in den Bereichen Technologieentwicklung, Planetenforschung, Exobiologie und Lebenswissenschaften ausgerichtet. Schwerpunkte sollen hierbei Himmelskörper sein, auf denen es möglicherweise Spuren von Leben gibt bzw. gab.

Die Ziele des Programms sollen unter anderem mit der Mission ExoMars erreicht werden. ExoMars wird aus einem Träger, einem Landesystem mit Airbag und Bremsraketen, einer Landestation und einem Rover bestehen. Die Mission soll nach Lebensspuren suchen und geophysikalische Untersuchungen, etwa zum inneren Aufbau des Mars‘, durchführen. Der Start könnte möglicherweise im Jahr 2011 stattfinden. Ein Entwurf dieser Mission soll ebenfalls auf einem Treffen im Dezember präsentiert werden.

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: Spaceflight.

Die Europäische Raumfahrtagentur (ESA) und der europäische Luft- und Raumfahrtkonzern EADS haben sich in den meisten Punkten über die Durchführung der MSR- ( Mars Sample Return) Mission geeinigt. Während sich die ESA um die Planung dieser Mission kümmert, arbeitet die EADS an einem Transportmittel, das die Proben wieder durch die Mars-Atmosphäre bringt und heil zurück zur Erde bringt.
Das EADS Team bemüht sich um mehrere separate Raumfahrzeuge in eines zu verschmelzen, was sich nicht als leicht herausstellt.

Im ersten Konzept wird ein Startfahrzeug das von der Oberfläche des Mars gesammelte Material wieder zurück zur Erde bringen. Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass ein Orbiter einen Lander aussetzt, den er dann wieder einfängt und samt Lander zur Erde zurückkehrt. Zweitere ist technisch anspruchsvoller durchzuführen als die erste Variante.

Marie Claire Perkinson, Teammitglied bei EADS sagt: „Unser Industrieteam, welches die EADS Gruppen aus Frankreich, Italien, Spanien und Deutschalnd enthält, hat gute Arbeit geleistet und zwei gute Konzepte ausgearbeitet. Laut unseren Schätzungen wäre ein Start frühestens 2011 möglich.“

Hintergrund
In weiterer Folge werden dann europäische Astronauten eines Tages auf den Mars landen und dann Proben mit zurück zur Erde bringen. Das allerdings stellt noch ungeahnte Anforderungen an Antrieb, Hardware und Software der Raumfahrzeuge. Noch haben wir Raumfahrzeuge, die lediglich im Orbit der Erde fliegen können, geschweige denn einen Flug zum Mars. Von Landung und wieder starten ist man noch weit entfernt. Bis das soweit ist, müssen noch viele Schlüsseltechnologien eingeführt werden. Der Vorgänger einer bemannten Reise zum Mars wäre eindeutig eine unbemannte Marsmission, die Proben zurück zur Erde bringt.

Das genau ist das Ziel von MRS, die zweite große Mission im europäischen Aurora Programm. Die erste wird voraussichtlich 2005 starten und Venus Express heißen. Das Aurora Programm wird weit bis ins nächste Jahrzent hineinreichen und mit einer bemannten Mission zum Mond oder Mars enden.

Aufgrund der starken Winde auf dem Mars, der Staub weit transportiert, müssen die kommenden Missionen mit Spezialgeräten ausgestattet sein. Beim MSR zum Beispiel soll ein Gerät Staubpartikel einfangen, ähnlich wie bei der amerikanischen Mission Stardust. „Eine Probe in den Laboratorien der Erde würde vieles über den Mars und dessen Geschichte aufklären“, meint Professor Colin Pillinger.
EADS ist ein gutes Stück weiter gekommen, doch vom endgültigen Ziel ist man noch weit entfernt. Um ein geeignetes Raumfahrzeug zu bauen muss man erst die Ziele dieser Mission verstehen. „Jetzt hat man schon erkannt welches Potenzial im Aurora Programm der ESA steckt“, sagt Manager Bruno Gardini. „Die Mars-Proben-Mission ist die anspruchsvollste, die je von der ESA durchgeführt werden soll und wahrscheinlich eine der anspruchsvollsten die je durchgeführt worden sind.“ Es müssen schließlich Technologien von fünf verschiedenen Raumfahrzeugen in einem verschmelzen und dennoch gut miteinander harmonieren. Versagt eines, ist die gesamte Mission zu Ende. „Eine bemannte Marsmission wird nur möglich sein, wenn eine Mars-Proben-Mission erfolgreich beendet wurde“, fügt Gardini hinzu.

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Ein Beitrag von Christian Ibetsberger. Quelle: ESA.

Es wird noch einige Zeit dauern bis der erste Mensch den Mars betreten wird. Bis dahin sind noch viele Forschungsmissionen nötig. Die NASA hat es vorgemacht und nach der misslungenen Beagle 2 Mission der ESA, plant diese nun neue Roboter Missionen, um den roten Planeten zu erforschen. Im Rahmen des Aurora Program der ESA sollen nun neue Roboter unter dem Missionsnamen ExoMars entworfen werden.

Der Grundstein für diese Missionen wurde bereits diese Woche mit der Ernennung der zwei Hersteller und Designer Teams gelegt. Beteiligt an der Herstellung und dem Entwurf sind Firmen aus ESA-Mitgliederländer. Darunter Deutschland, Italien, Frankreich, Großbritannien, und als einziges nicht ESA-Mitglied Kanada. „Die einzelnen Hersteller sind nun für ein detailliertes Designkonzept und die Planung verantwortlich. Es werden sowohl die Bedingungen auf dem Mars in Betracht gezogen als auch auf die Auswahl der wissenschaftlichen Instrumente die an Bord der Lander eingesetzt werden sollen.“ so Aurora-Programmleiter Bruno Gardini.

Von rund sechshundert Wissenschaftern aus allen ESA-Mitgliedsländern kamen viele Vorschläge, welche technischen Geräte und wie viel Knowhow in die neuen Roboter eingebaut werden soll. Zu guter Letzt wurden drei Wissenschaftsgruppen gebildet die mit dieser Arbeit betraut wurden. „Das erste mal sollen Instrumente mitgeführt werden, die ausschließlich zur Auffindung von Leben auf dem Mars dienen.“ So Jorge Vago Wissenschaftler im ExoMars Team. Zudem fügte er hinzu: „Der Lander sollte fähig sein Löcher zu bohren, Proben zu entnehmen und diese auf ihre physikalische Zusammensetzung prüfen. Beweise für ehemaliges oder nach wie vor vorhandenes Leben auf dem Planeten zu finden und es zu analysieren.

Der Abschuss der ExoMars Mission ist für 2009 geplant. Der Lander und Rover soll stolze zweihundert Kilogramm auf die Waage bringen. ExoMars wird als Sendesatellit im Marsorbit fungieren, ähnlich wie

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESA.

Am vergangenen Samstag konnte die ESA melden, dass sich der Beagle 2-Lander erfolgreich von seiner Muttersonde Mars Express getrennt hat, und nun kurz vor der Landung auf dem Roten Planeten steht, den er am 25.12. erreichen soll.

Mehrere Jahre lang soll Mars Express den Roten Planeten dann in bisher unerreichter Auflösung kartografieren, ihn nach Wasser im Untergrund untersuchen und die Zusammensetzung der CO₂-reichen Atomsphäre erforschen. Auf der Oberfläche soll Beagle 2 nach den Spuren von primitivem Leben suchen und mögliche Gefahren für menschliche Besucher auf Mars erkunden.

Das Aurora-Programm der ESA plant derweilen weit in die Zukunft der menschlichen Erkundung des Sonnensystems. Einer der nächsten großen Schritte auf diesem Weg wäre eine bemannte Mission zu unserem Nachbarplaneten, die in wenigen Jahrzehnten und mit reichlicher Vorbereitung Wirklichkeit werden könnte.
Wissenschaftler und Ingenieure der ESA haben unter dem Namen Aurora einen Plan ausgearbeitet, der in vielen kleinen unbemannten Missionen auf dieses große Ziel hinarbeitet. Auf dem Weg zu einer bemannten Marslandung könnte auch die Wiederaufnahme eines Mondprogramms gehören. Dieser Plan profitiert stark vom Wissen und den Erfahrungen, die mit der Mission Mars Express für Europa gesammelt werden.

Aurora
Im November konnte die aktuelle Version der Aurora-Roadmap vorgestellt werden. Die Langzeitplanung des Programms sieht zwei große Bereiche vor: Die derzeitige Forschung im niedrigen Erdorbit (z.B. auf der ISS) und die Entwicklung von unbemannten planetaren Missionen. Die bemannte Raumfahrt soll auch auf größere Höhen außerhalb des Low Earth Orbit (LEO) ausgedehnt werden. Dabei sollen innerhalb des Aurora-Programms vor allem größere Raumfahrzeuge entwickelt werden, um den Anforderungen der Erforschung des Sonnensystems gerecht zu werden. Diese Entwicklungen in den beiden Bereichen könnten zu einer Schlüsselrolle Europas bei einer zukünftigen bemannten Marsmission führen.
Zu den Highlights der Aurora-Roadmap zählen derzeit folgende Missionen:

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESA.

Ein wichtiger Meilenstein ist geschafft: Die ESA konnte die ersten beiden Verträge mit den Gewinnern der Ausschreibung der ersten Aurora Mission schließen. Dies sind in der ersten Phase von Aurora die Roboter-Schlüsselmissionen ExoMars sowie der Earth re-entry Vehicle Demonstrator (EDV).

Alenia Spazio (Italien), Alcatel Space (Frankreich) und EADS Astrium (Deutschland) leiten drei Teams der Industrie, die ein komplettes Missionsdesign von ExoMars entwerfen sollen, der Exobiologie-Mission zum Mars. Zeitgleich leiten zwei Teams aus der Wirtschaft die Entwicklungsphase der EDV-Mission ein.

ExoMars
Die ExoMars-Mission, die 2009 starten soll, ist die erste große „Flaggschiff-Mission“ des Aurora-Programms. Sie enthält einen Orbiter sowie ein großes Landefahrzeug mit einer Masse von 200 Kilogramm, das sich mit großer Mobilität auf dem Mars bewegen können soll. Nach der Ankunft des Landefahrzeugs wird der ExoMars-Orbiter als Relais-Satellit zwischen Erde und der Marsoberfläche dienen.
Das wichtigste Ziel des ExoMars-Landefahrzeugs ist die Suche nach Lebenszeichen, von vergangenem oder noch präsentem Leben, auf dem Roten Planeten. Zusätzliche Messungen sollen Gefahren für zukünftige bemannte Missionen aufdecken, die Verteilung von Wasser auf dem Mars erkunden sowie die chemischen Verbindungen der Oberflächenlandschaft erforschen.

Earth re-entry Vehicle Demonstrator (EDV)
Das zweite Aurora-„Flaggschiff“ ist eine Mission zur Rückführung von Marsmaterie zur Erde, die für 2011 geplant ist. Dabei soll Marsgestein von der Oberfläche sowie von unterhalb der Oberfläche zur nachträglichen Analyse auf die Erde zurückgebracht werden.
Um den Erfolg dieser herausfordernden Mission zu sichern, müssen eine Reihe von neuen Technologien entwickelt und getestet werden. So soll der sogenannte Earth re-entry Vehicle Demonstrator als Arrow-class mission des Aurora-Programms überprüfen, ob die entwickelte Technik einer Rückführungskapsel funktioniert.
Der EDV soll etwa 2007 starten. Dabei soll ein Raumschiff in eine stark elliptische Erdumlaufbahn eingeschossen werden, das die Rückkehrkapsel trägt. Um die Rückkehrbedingungen vom Mars zu simulieren wird die Kapsel mit einer Geschwindigkeit von über 45.000 Kilometern pro Stunde in die Erdatmosphäre eintreten.

Die EDV-Mission wird von zwei Unternehmen geleitet: Dem EADS LV (Frankreich) mit der Beteiligung von OHB System (Deutschland) sowie Plansee (Österreich), die bereits mit vergangenen Projekten Erfahrungen gesammelt haben.

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: ESA.

Studententeams aus Universitäten in Europa und Kanada sind dazu eingeladen, an diesem Programm mitzuwirken und der Aurora Student Design Competition beizutreten. Die Studententeams sollen mit ihren Professoren und Tutoren Projekte entwickeln, die Einfluss auf das Aurora-Programm haben.
Jede Universität kann einen Themenvorschlag der folgenden Kategorien einreichen:
1. Flagschiff-Mission
Dies ist eine bedeutende Mission, um die wichtigen technologischen und wissenschaftlichen Ziele des Aurora-Programms zu erreichen. Dazu gehört die weiche Landung auf einer planetaren Oberfläche oder der Rücktransport von einem Himmelskörper zur Erde.
Vorbereitungsmissionen
Dies sind Missionen mit begrenzten Kosten, die neue Missionen demonstrieren und testen sowie neue „Flagschiff-Missionen“ vorbereiten sollen. Sie können technologisch wie wissenschaftlich spätere Missionsformen einschränken.

Bemannte Missionen
Dies sind Missionen mit Menschen weiter als in einen niedrigen Erdorbit, zum Beispiel weit hinter die Internationale Raumstation. Ein solches Missionskonzept kann die Erforschung des Mondes, des Mars‘ oder von Asteroiden beinhalten. Zudem können dabei spätere Missionen vorbereitet werden, wie durch die Montage von Infrastruktur, die weitaus ambitioniertere Projekte einleiten.
Oberflächenroboter
Dies sind Robotersysteme, die Mobilität oder Interaktion eines gelandeten Raumfahrzeugs mit der Oberfläche ermöglichen. Sie sollten Strom erzeugen können und gut entwickelte „Überlebensfunktionen“ bereitstellen. Zudem können solche Roboter alternative Fortbewegungsarten anwenden, neue Ressourcen benutzen oder Ähnliches.
Neue fortschrittliche Technologien
Innovative Konzepte sind die Grundvoraussetzung für die Bereitstellung von neuen Robotern und der menschlichen Erforschung des Sonnensystems. Einige Schlüsseltechnologien sind Energiegewinnung und -management, Antriebe, Atmosphären-Eintritte, Abstieg und Landung sowie Kommunikation.

Die ESA vergibt Preise für die besten Projekte. Mehr Informationen dazu finden Sie hier.

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Ein Beitrag von Raphael Kallensee. Quelle: ESA.

1. Dezember 2001 – Es gibt noch unzählige Dinge zu erforschen und die ESA hat sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, bei der Erforschung des Weltalls ganz vorn dabei zu sein. Aus diesem Grund versucht sie, schon für die ferne Zukunft Grundsatzpläne zu schmieden.

Besonders im Blickfeld hat die ESA dabei die Erforschung unseres Sonnensystems und allem, was dazugehört. Dazu könnten bemannte Mars- und Mondmissionen gehören sowie die Erforschung von Asteroiden und vieles mehr. Um diese teilweise noch recht abstrakten Pläne zu realisieren, muß noch viel geforscht werden – so müssen zum Beispiel existierende Technologien verfeinert und effizienter gemacht werden. Vor allem sind grobe Pläne wichtig – denn wie man bei der ungeheuer langen Planungsphase der ISS gesehen hat, brauchen große Projekte viel Zeit und die Mitarbeit vieler Menschen, bis sie letztendlich realisiert werden können.

Das Aurora-Programm, welches die Grundzüge der Raumfahrt vorgeben soll, ist noch in einer frühen Phase. In den nächsten drei Jahren sucht die ESA aus rund 300 Ideen und Plänen einige heraus, die dann weiter entwickelt werden und möglicherweise später in die Realität umgesetzt werden. Die Ideen der Europäer reichen von wiederverwendbaren und fortgeschrittenen Raumfahrzeugen, interplanetare Breitbandkommunikationssysteme, lang andauernden und bemannten Missionen bis hin zur Suche nach Leben im Weltall. Wichtig ist der ESA vor allem der wissenschaftliche Nutzen und die finanzielle Realisierbarkeit. Dabei sollen möglichst auch existierende Technologien zum Einsatz kommen. „Die oberste Aufgabe von Aurora ist, bestehende Technologien zu nutzen, bevor man neue entwickelt“, sagt Franco Ongaro, der eng mit den Vertretern der ESA-Mitgliedsstaaten zusammenarbeitet. „Vor allem müssen wir den technologischen und wissenschaftlichen Nutzen und unser Budget genau abwägen.“

In einem Treffen, das Mitte November 2001 zwischen den Raumfahrtministern der europäischen Staaten abgehalten wurde, beschloß man auch die enge Zusammenarbeit mit der Europäischen Union. Weiterhin sollen die Projekte vor allem auch den europäischen Bürgern zugute kommen. So verpflichteten sich die Minister, ihren Beitrag zum Bau des europäischen Navigationssystems Galileo zu leisten. Die endgültige Entscheidung hängt bei den EU-Verkehrsministern, die im Dezember tagen.

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