Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: ESA. Vertont von Dominik Mayer.

Bei aller Redundanz, die bei den Systemen von Raumsonden üblicherweise zum Tragen kommt, gibt es doch immer wieder auch Komponenten, die aus den verschiedensten Gründen – beispielsweise aus finanziellen oder konstruktionsbedingten Überlegungen heraus – nur einfach vorhanden sind. Unter diesen Komponenten wiederum gibt es solche, deren Ausfall teilweise durch andere Systeme kompensiert werden kann, oder die bei einem Ausfall nur Auswirkungen auf einen bestimmten Teil der Missionsziele haben.

Anders verhält es sich allerdings mit Komponenten, die einen so genannten „Single Point Of Failure“ darstellen: Fällt ein solches System aus ist die gesamte Mission zum Scheitern verurteilt. Bei Raumsonden wie Venus Express, die in eine Umlaufbahn um einen anderen Planeten einschwenken sollen, stellt in der Regel das Haupttriebwerk eine solche Komponente dar: Kann das Triebwerk aufgrund einer Fehlfunktion die notwendige (positive oder negative) Beschleunigung zum Einschwenken in die anvisierte Umlaufbahn nicht liefern, fliegt die Sonde am Zielplaneten vorbei, und aus dem planetaren Orbiter ist ein Sonnenorbiter geworden. Ein solches Schicksal ereilte im Laufe der Raumfahrtgeschichte bereits einige Raumsonden; zuletzt war die japanische Mars-Sonde Nozomi davon betroffen, als sie Ende 2003 am Roten Planeten vorbeischoss.

Seit dem 17. Februar kann das Venus Express-Team der Zündung des Haupttriebwerks beim Einschwenken in den Venus-Orbit ein Stück weit gelassener entgegensehen: Um 00:27 Uhr (MEZ) zündete am vergangenen Freitag das Triebwerk wie vorgesehen für gut drei Sekunden. Diese erste Inbetriebnahme verlief weitestgehend planmäßig, wenngleich die dadurch erzielte Geschwindigkeitsveränderung von 2,84 Meter pro Sekunde knapp zehn Prozent höher als erwartet ausfiel. Die detaillierte Auswertung der Testzündung läuft in diesen Tagen noch, doch den ersten Analysen zufolge verlief alles erfolgreich. Während die Kommunikation mit der Raumsonde bei diesem Test noch über die ESA-Deep Space-Station New Norcia in Australien lief, wird sie mittlerweile über die neue ESA-Bodenstation Cebreros in Spanien abgewickelt, die auch für die verbleibende Dauer der Venus Express-Mission die Hauptlast der Kommunikation mit der neuesten ESA-Raumsonde tragen wird.
Am 11. April kommt es dann zur finalen Bewährungsprobe für das Haupttriebwerk des Orbiters, wenn es während des Einschwenkens in eine Venus-Umlaufbahn für rund 51 Minuten gezündet werden wird. Doch bis dahin sind noch einige Kilometer zu überwinden: Am 17. Februar war Venus Express noch etwa 16,5 Millionen Kilometer vom Schwesterplaneten der Erde entfernt.

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Ein Beitrag von Michael Stein. Quelle: ISAS.

In den letzten Wochen hatte sich schon angedeutet, dass das Schicksal der japanischen Mars-Sonde NOZOMI (dt. „Hoffnung“) an einem seidenen Faden hing. Zu stark war die Elektronik der Raumsonde im April 2002 durch eine außergewöhnlich starke Sonneneruption beschädigt worden.

Wie die japanische Raumfahrtagentur ISAS nun in einer kurzen Pressemeldung mitteilte ist der Versuch, NOZOMI in eine Umlaufbahn um den Roten Planeten zu bringen, endgültig fehlgeschlagen. Um 12:30 Uhr (MEZ) am heutigen Tag wurde die Operation abgebrochen, nachdem der zuvor verlorengegangene Kontakt zur Raumsonde nicht rechtzeitig wieder hergestellt werden konnte. Die japanische Missionskontrolle wird in den kommenden Tagen versuchen, ein Aufschlagen von NOZOMI auf dem Mars zu verhindern. Das Risiko für ein solches Ereignis ist allerdings nur relativ gering. Da NOZOMI nicht auf dem Mars landen sollte ist die Raumsonde auch nicht entsprechend konsequent sterilisiert worden; bei einem Aufprall auf dem Mars könnten theoretisch Sporen oder Bakterien von der Erde eingeschleppt werden, was unbedingt vermieden werden soll.

NOZOMI wird nun also höchstwahrscheinlich am Mars vorbeifliegen und in eine Umlaufbahn um die Sonne einschwenken.

Damit ist die erste der vier derzeit Richtung Mars reisenden Raumsonden gescheitert. Ein schlechtes Omen sollte dies für Mars Express und Beagle 2 sowie die beiden amerikanischen Mars Exploration Rover dennoch nicht sein – NOZOMI war im Gegensatz zu diesen Raumsonden nicht erst seit sechs Monaten, sondern bereits seit über fünf Jahren unterwegs und bereits schwer angeschlagen.

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Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: Planetary Society.

Nach einem Bericht der japanischen Zeitung Yomiuri vom Freitag soll die Marssonde Nozomi am 14. Dezember mit Mars kollidieren, wenn keine Maßnahmen dagegen eingeleitet werden (Raumfahrer.net berichtete). Nach einem aktuellen Bericht der Planetary Society liegt die Wahrscheinlichkeit, nach der dieses Szenario eintritt, bei etwa einem Prozent. Das jedenfalls sagte Hajime Hayakawa von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA gegenüber der Planetary Society.

Nozomi, was auf Japanisch „Hoffnung“ heißt, flog Mitte Juni das letzte Mal an der Erde vorbei und dürfte am 14. Dezember am Roten Planeten eintreffen. Das Ankunftsdatum steht weiter fest.
„Nozomi ist auf der richtigen Bahn, den Mars am 14. Dezember zu erreichen“, sagte Professor Ichiro Nakatani, der am Projekt beteiligt ist.
„Die nominale Höhe des Mars-Einschussorbits liegt bei etwa 900 Kilometern“, fügte Nakatani hinzu, Direktor des Center for Advanced Spacecraft Technology am Institute of Space and Astronautical Science. „Die Möglichkeit, den Mars zu treffen liegt bei einem Prozent, wenn wir keine Kurskorrekturen vornehmen.

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Ein Beitrag von  Lutz Growalt

Es ist unklar, welcher weise fernöstliche Denker die Eingebung zu diesem Namen hatte – Nozomi ist das japanische Wort für „Hoffnung“ – doch gibt es unter all den Mariners, Vikings, Pathfinders und Mars Expresses wohl keine Mission, die mit einem treffenderen Namen aufwarten könnte.

Dabei hat alles so hoffnungsvoll angefangen. Damals vor fast fünf Jahren, als Nozomi am 4. Juli 1998 – auf den Tag genau ein Jahr nach der erfolgreichen Ladung von Pathfinder und dem unvergessenen Sojourner – vom japanischen Weltraumbahnhof Kagoshima seine Reise zum Mars antritt. Die erste Mission der Japaner zu den Planeten – eine planetare Forschungsmission, ausgerüstet mit 15 Experimenten und einem klaren Auftrag: Erforschung der Ionosphäre des Mars und seiner Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind.

Der Schub der japanischen Trägerrakete reicht nicht für den direkten Schuß des 540 kg-Pakets zum Mars. So müssen zwei Ehrenrunden um Erde und Mond gedreht werden, um Schwung zu holen. Aber das tut der Hoffnung keinen Abbruch, die Verabredung Nozomis mit dem Mars steht: CU am 11. Oktober 1999.

Ende Dezember 1998, nach dem zweiten Vorbeiflug an der Erde, schlägt die freudige Erwartung zum ersten Mal in banges Hoffen um: Nach Missionsplan soll Nozomi durch eine Zündung des Bordtriebwerks auf den endgültigen Marskurs gebracht werden. Ein Ventil in der Treibstoffversorgung klemmt, das Triebwerk liefert nicht genug Beschleunigung, um den Mars zu erreichen. Zwei am folgenden Tag durchgeführte Korrekturzündungen verbrauchen dann weit mehr Treibstoff als im Budget vorgesehen – Japans Reise zum Mars scheint beendet, bevor sie richtig begonnen hat.

Bis Mitte Januar 1999 knobelt die japanische Missionskontrolle eine Notplan aus: Der fehlende Triebwerksschub soll bei Sir Isaac Newton besorgt werden, im Klartext: Nozomi fliegt auf einer Umlaufbahn um die Sonne zweimal haarscharf an der Erde vorbei und nutzt die dabei auftretende Beschleunigung, um doch noch den Weg zum Mars zu finden. Die Ankunft am Mars wird sich dadurch allerdings um vier Jahre verzögern.

Im April 2002 gerät Nozomi – diesmal völlig unverschuldet – wieder in Schwierigkeiten. Eine besonders starke Sonneneruption trifft den wackeren Kämpfer mit voller Wucht. Sechs Stunden liegt Nozomi unter heftigem Partikelbeschuß. Es kommt zu Beschädigungen an Bord: einer der beiden Bordsender kann dem Bombardement nicht standhalten und fällt aus. Durch eine unvorhergesehene Abschaltung im Energieversorgungssystem fällt ein Heizelement aus, das die Temperatur des Treibstofftanks regelt. Der Treibstoffvorrat friert daraufhin völlig ein. Zeitweise ist die Datenverbindung zur Erde stark beeinträchtigt, so daß keine Statusmeldungen von Bord mehr empfangen werden können.

Im September 2002 die erlösende Nachricht: Nozomi steht wieder im Ring. Die japanischen Flugingenieure haben die Kontrolle über Nozomi wiedergewonnen. Der verbleibende Bordsender funktioniert gut und die Ausrichtung Nozomis wird so verändert, daß der Treibstoff auftauen kann und für die unverzichtbare Kurskorrektur beim ersten Erdvorbeiflug der neuen Kursführung im Dezember 2001 zur Verfügung steht.

Vorbeiflug und Kurskorrektur gelingen, Nozomi zieht am 21. Dezember 2002 in 30.000 Kilometern Entfernung an der Erde vorbei und macht sich auf die zweite Runde um die Sonne. Das nächste Treffen mit der Erde und gleichzeitig das Lebewohl soll am 19. Juni 2003 stattfinden. Wenn alles glatt geht – und wer will daran zweifeln? – kommt Nozomi als letzter Vertreter des „Mars Trecks 2003“ im Januar 2004 am Mars an.

Und diese Rangfolge – Nozomi zuletzt – könnte sich als Vorteil herausstellen. In der internationalen Marssonden-Fliegergemeinde gibt es den Schnack vom „Great Galactic Ghoul“, einem Weltraummonster, das hinter dem Mars lauert und einen unstillbaren Appetit auf Raumsonden hat. Wer’s nicht glaubt, der sei an das knappe Dutzend russischer Mars-Missionen erinnert, das (unter manchmal ziemlich dubiosen Umständen) sang- und klanglos verschwand. Und an den Polar Lander. Und an den Climate Orbiter. In diesem Jahr ist der Tisch für den Ghoul wieder reichlich gedeckt. Da kann es nicht von Nachteil sein, der letzte Ankömmling zu sein. Denn wenn sonst nichts bleibt, dann bleibt immer noch die Hoffnung …

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