Autor: Star-Light, Quelle: ESA.

Dabei hatte alles so schön begonnen. Die ExoMars 2016 Mission ist eine gemeinsame Mission der ESA und der russischen Weltraumbehörde Roskosmos. Sie besteht aus zwei Teilen, dem Trace Gas Orbiter (TGO), sowie Schiaparelli. So heißt der „Entry, Descent and Landing Demonstrator“ (EDL), dessen wichtigste Aufgabe darin besteht weich auf dem Mars zu landen. Er ist benannt nach dem italienischen Astronom Giovanni Virginio Schiaparelli. Mit ihm werden die Verfahren und Technologien getestet, die 2020 für einen kontrollierten Abstieg und die weiche Landung eines Rovers auf dem Mars notwendig sind. Dazu gehören ein Hitzeschild, ein Fallschirm, Bremsraketen sowie eine Art „Knautschzone“, die die Energie beim Aufsetzen aufnehmen soll.

Die ESA stellte sich die Landung von Schiaparelli folgendermaßen vor: Nach dem Eintritt in die Marsatmosphäre soll die Sonde selbständig auf dem Mars landen, denn Funksignale benötigen zu diesem Zeitpunkt schon über neun Minuten, was ein Eingreifen des Kontrollzentrums in Darmstadt unmöglich macht. Nachdem der Lander mit rund der achtfachen Geschwindigkeit einer Gewehrkugel (ca. 21,000 km/h) in die Atmosphäre eingetreten ist, soll er in etwa 6 Minuten auf maximal Radfahrergeschwindigkeit abgebremst werden.

Dies geschieht als erstes durch die Reibung des Hitzeschildes in der Marsatmosphäre, der bis zu 1.750 Grad aushalten soll. Geht alles nach Plan ist die Sonde dann noch circa 1.800 km/h schnell, wenn sich in rund 11 km Höhe ein Überschallfallschirm öffnet, der die Sonde bis auf etwa 250 km/h abbremst. Kurz nach dem Öffnen des Schirms wird der vordere Hitzeschild abgeworfen, eine Kamera macht ab diesem Zeitpunkt regelmäßig ein Foto von der vor ihr liegenden Marsoberfläche.

In der letzten Phase der Landung werden der hintere Hitzeschild und der Fallschirm abgeworfen und neun mit Hydrazin angetriebene Bremstriebwerke übernehmen. Sie sollen den Lander knapp über dem Boden in einen kurzen Schwebezustand bringen bevor sie abschalten und der Lander mit maximal 18 km/h aufsetzt. Die schon erwähnte „Knautschzone“, eine verformbare Struktur, fängt die Bewegungsenergie auf und wandelt sie in Verformungsenergie um. Schiaparelli ist gelandet. Soviel zur Theorie.

In der Praxis ist es dann wohl nicht ganz so abgelaufen, wie die ESA auf Ihrer Homepage am 20. Oktober 2016 schreibt. Der ESA standen während der Landung verschiedene Informationsquellen zur Verfügung, um die Landung zu verfolgen. Zum einen diente der TGO als Relaissatellit, was er auch bei zukünftigen Missionen sein soll. Sowie ebenfalls das Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in der Nähe von Pune (Indien). Beide verloren das Signal von Schiaparelli kurz vor der geplanten Landung. Die Daten werden zur Zeit noch analysiert. Die ESA geht davon aus mit den gewonnen Daten die entscheidenden Minuten des Abstiegs nachvollziehen zu können. Das ist letztlich die gute Nachricht und ein wichtiger Teilerfolg. Die Daten werden dazu beitragen den geplanten Marsrover 2020 sicherer auf den Mars zu bringen.

Erste Ergebnisse der Datenauswertung deuten darauf hin, dass bis zum Abwurf des vorderen Hitzeschildes alles nach Plan lief, der Abwurf des hinteren Hitzeschildes und des Fallschirms scheint zu früh erfolgt zu sein. Die Triebwerke haben wohl kurz gezündet, aber zu früh abgeschaltet. So schlug die Sonde wohl mit hoher Geschwindigkeit auf den Marsboden auf, dabei könnten die Treibstofftanks der Triebwerke explodiert sein. Erste Fotos aus dem Orbit vom MRO lassen dies vermuten. Neue Bilder in hoher Auflösung werden hier wohl für mehr Klarheit sorgen.

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Schiaparelli-Landung

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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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