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

Der Beitrag Kontaktverlust zu MAVEN und alternde Orbiter am Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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

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

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban alle regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf iTunes oder Spotify zu finden.

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

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• Rover Perseverance (Mars 2020)
• Planet Mars
• AstroGeo Podcast

Der Beitrag AstroGeo Podcast: Erste Klang-Expedition zum Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Geuking. Quelle: Thomas Geuking / NAA Nürnberg

Ursache für das himmlische Schauspiel ist der Komet Swift-Tuttle, der rund 133 Jahre für einen Umlauf auf einer elliptischen Bahn um die Sonne benötigt. Ihn werden wir erst im Jahre 2126 wieder am Nachthimmel beobachten können, seine Staubspur kreuzen wir Jahr für Jahr. Bei jedem Umlauf um die Sonne verliert der Komet Materie. Er besteht aus Staub, Gasen und gefrorenem Wasser und jedes Mal wenn er sich der Sonne nähert taut er ein wenig auf. Das Eis verdampft in der Sonne und setzt den Staub frei.

Kreuzt die Erde die Staubspur des Kometen kommt es zu einem Sternschnuppenregen. Die Staubteilchen treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Erdatmosphäre und verglühen. Dabei sind sie viel zu klein um die Erdoberfläche zu erreichen, weshalb sie ein schönes aber ungefährliches Himmelsschauspiel sind.

Ihren Namen verdanken die Perseiden ihrer scheinbaren Herkunft, dem Sternbild Perseus am nördlichen Nachthimmel.

Der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli entdeckte den Zusammenhang zwischen der Umlaufbahn des Kometen und dem Auftreten des Sternschnuppenregens im August.

Dabei erzeugen die Perseiden einen kräftigen Schauer mit durchaus 100 Sternschnnuppen pro Stunde. Ihren Höhepunkt erreicht dieser meistens um den 12. August eines jeden Jahres. Im Jahr 2017 haben wir leider am 7. August Vollmond, so dass der Mond mit seinem hellen Licht die Beobachtung der Perseiden erschweren wird.

Zu beobachten sind die Perseiden ohne technische Hilfsmittel mit freiem Auge, wenn das Wetter mitspielt. Astrofotografen benötigen eine Kamera mit Stativ und der Möglichkeit für Langzeitbelichtungen. Als Objektiv ist ein Weitwinkel empfehlenswert, um einen größeren Himmelsausschnitt zu erfassen. Die Sternschnuppen erscheinen dann als hell leuchtende Spur am Himmel wie unser Beispielfoto zeigt.

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• Himmelsschauspiel

Der Beitrag Himmel-Aktuell: Die Perseiden erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Autor: Star-Light, Quelle: NASA.

Von den ersten Astronomen, die ihren Blick zum Himmel richteten bis zu den Raumsonden, die andere Planeten erforschten war es ein weiter Weg. Der Mars hat seit jeher die Fantasie der Menschen beflügelt. Auch mit unserem heutigen Wissen durch die Raumfahrt bleiben noch viele Fragen offen. Ein Planetenportrait.

Von unserer  aus betrachtet ist der Mars der vierte Planet im Sonnensystem. Er ist der äußere Nachbar der Erde und bildet mit den Planeten Merkur, Venus und Erde das innere Sonnensystem aus Gesteinsplaneten. Nach außen folgt der Asteroidengürtel und die äußeren (Gas-) Planeten. Bereits den frühen Astronomen war der Mars bekannt. Das Wort Planet leitet sich aus dem griechischen ab und bedeutet so viel wie „umherwandern“.

Gemeinsam mit den anderen mit dem bloßen Auge beobachtbaren Planeten im Sonnensystem bewegt sich der Mars jede Nacht vor dem scheinbar still stehenden Firmament. Hinzu kommt seine außergewöhnliche Bahn und natürlich die rote Farbe, der er auch seinen Namen verdankt. Die Römer nannten den Planeten nach dem Kriegsgott „Mars“ und verbanden die Farbe mit dem im Krieg vergossenen Blut. Seine rote Farbe verdankt der Mars jedoch dem Eisenoxid (Rost) auf seiner Oberfläche. Aus der griechischen Mythologie stammen die Namen der beiden Marsmonde „Phobos“ und „Deimos“ (griech. Furcht und Schrecken), benannt nach den Söhnen und Begleitern des griechischen Kriegsgottes „Ares“. Die Entdeckung der Monde erfolgte 1877 durch den amerikanischen Astronomen Asaph Hall.

Der Mars in der Geschichte der Astronomie

Auch in der Geschichte der Astronomie spielte der Mars eine große Rolle. Der dänische Hofastronom Tycho Brahe (1546 – 1601) lieferte mit seinen sehr exakten Himmelsbeobachtungen die Datenbasis mit der Johannes Kepler (1571 – 1630) die Bahn des Mars exakt bestimmen und daraus die nach ihm benannten Gesetze ableiten konnte.

Mit der Erfindung und stetigen Verbesserung des Fernrohrs wurden dem Mars weitere Geheimnisse entlockt. So beobachtete der niederländische Astronom Christian Huygens (1629 – 1695) im Jahre 1659 eine dunkle Fläche auf dem Mars, die sich bewegte. Er schloss daraus, dass der Mars rotieren müsse und berechnete die Umlaufzeit mit 24 Stunden. Später sollte Jean-Dominique Cassini (1625 – 1712) den Wert mit 24 Stunden und 40 Minuten noch genauer bestimmen. Auch die Polkappen des Mars wurden in diesem Zeitraum erstmals beobachtet. Friedrich Wilhelm Herschel konnte mit seinen selbstgebauten Spiegelteleskopen die Polachsenneigung des Mars sehr genau bestimmen.

Für großes Aufsehen sorgte schließlich der Mailänder Astronom Giovanni Virginio Schiaparelli (1835 – 1910). Er glaubte auf der Oberfläche des Mars feine linienförmige Strukturen erkannt zu haben, die er „Canali“ (italienisch für „Rinnen“ oder „Gräben“) nannte. Daraus wurden schnell „Kanäle“ abgeleitet, die die Fantasie der Menschen beflügelten und zu Spekulationen über eine Zivilisation auf dem Mars führten. Diese wurden erst im Zeitalter der Raumfahrt endgültig widerlegt.

Das heutige Bild vom Mars

Bereits durch die Mariner Sonden war bekannt, dass der Mars eine hochinteressante, abwechslungsreiche Oberfläche besitzt, mit Strukturen wie wir sie auch von der Erde kennen. Er besitzt wie die Erde Polkappen am Nord- und Südpol. Das Eis besteht sowohl aus gefrorenem Kohlendioxid, als auch aus Wassereis. Da der Mars eine ähnliche Achsneigung wie die Erde hat gibt es auf dem Mars jahreszeitliche Veränderungen, die man unter anderem deutlich an der südlichen Polkappe erkennen kann.

Der Mars ist zweigeteilt in eine nördliche Tiefebene die weit weniger Einschlagkrater aufweist wie das südliche Hochland. Auf der südlichen Hemisphere befindet sich auf dem Tharsis-Rücken der 26,4 km hohe Vulkan Olympus Mons mit ca. 600 km Durchmesser. Auf dem Gipfel des erloschenen Vulkans befindet sich ein riesiger Vulkankrater in dem die gesamte Stadt Berlin Platz finden würde. Eine weitere sehr auffällige Struktur auf dem Mars sind die Valles Marineris (die Mariner-Täler), sie stellen mit 4000 km Länge und bis zu 700 km Breite bei einer Tiefe von bis zu 7 km den Grand Canyon der Erde weit in den Schatten. Der Mars ist halb so groß wie die Erde, hat aber nur 11% seiner Masse. Der Oberflächendruck der Marsatmosphäre beträgt mit 0,006 bar weniger als ein Hundertstel des Atmosphärendrucks auf der Erdoberfläche. Die Marsatmosphäre besteht zu über 95% aus Kohlendioxid, knapp 3% aus Stickstoff und nur 0,13% entfallen auf Sauerstoff. Für den Menschen ist sie damit nicht atembar.

Es sollte die amerikanische Raumsonde Mariner 4 sein, die im Juli 1965 die ersten 21 Nahaufnahmen des Mars zurück zur Erde sendete und uns damit erstmals das wahre Antlitz des Mars zeigte. Die weiteren Mariner Sonden lieferten ein erstes vollständiges Bild des Planeten aus einigen tausend Fotos. Die erste weiche Landung gelang der Sowjetunion im Jahre 1971 mit der Sonde Mars 3. Leider brach der Funkkontakt unmittelbar nach der Landung ab. Einen weiteren Meilenstein in der Marsforschung setzten die beiden Sonden Viking 1 und 2 mit ihren weichen Landungen am 20. Juli und 3. September 1976. Die Ergebnisse ihrer Experimente beschäftigen noch heute die Wissenschaft. Sind sie das Resultat chemischer Reaktionen, oder ein erster Hinweis auf organisches Leben, wie Gilbert Levin einer der Entwickler der Experimente der Sonden glaubt?

Der erste Rover auf dem Mars landete am 04. Juli 1997 auf dem dem Mars. Es handelte sich um die Pathfinder Mission mit dem Rover „Sojourner“. Neben zahlreichen Fotos und Wetterdaten konnte er erste Analysen von Boden und Gestein zur Erde funken.

Ihm folgten die Rover „Spirit“ (Landung 4. Januar 2004 im Krater Gusev) und Opportunity (Landung 25. Januar 2004 in der Tiefebene Meridiani Planum). Während der Kontakt zu „Spirit“ im März 2010 abbrach sammelt Opportunity noch immer fleißig Daten. Sie legen nahe, dass es auf dem Mars einmal flüssiges Wasser gab. Der derzeit letzte Rover landete am 26. November 2011. Es handelt sich um das Mars Science Laboratory (Curiosity) der NASA. Er soll weitere geologische Analysen des Marsbodens durchführen und ist ebenfalls noch aktiv.

Auch die Fernerkundung des Mars schritt mit den erfolgreichen Sonden wie dem Mars Global Surveyor (1997 – 2006) weiter voran. Die Sonde machte sehr hochauflösende Bilder des Mars. Auf den Bildern fanden die Wissenschaftler deutliche Beweise für einst flüssiges Wasser auf dem Mars in Form von ausgetrockneten Flüssen und Seen. Mars Odyssey (2001 – heute), die große Mengen Wassereis am Marssüdpol entdeckte, Mars Express der ESA (2003 – heute) entdeckte u.a. Spuren von Methan in der Atmosphäre. Der Mars Reconnaissance Orbiter kartografiert seit 2006 den Mars und soll unter anderem geeignete Landestellen für zukünftige Missionen finden. Außerdem dient er als Kommunikationsschnittstelle mit der Erde. Die Sonde Maven umkreist seit dem 22. September 2014 den Mars und untersucht seine Atmosphäre.

Sie und die Daten weiterer Sonden, wie dem ExoMars Trace Gas Orbiter werden uns noch viele Entdeckungen ermöglichen und unser Bild vom Mars auch in der Zukunft noch nachhaltig verändern.

Zahlen Daten und Fakten über den Planeten hat die NASA in englischer Sprache im NASA Mars Fact Sheet zusammengestellt

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• Der Planet Mars

Der Beitrag Lexikon: Planet Mars erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

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 Viktoria Schöneich. Quelle: ESA.

ExoMars ist eine Mission der ESA, die zunächst in Zusammenarbeit mit der NASA geplant war. Nachdem sich die amerikanische Weltraumagentur 2011 aus Kostengründen aus dem Projekt zurückziehen musste, ging die ESA eine Kooperation mit der russischen Raumfahrtagentur Roskosmos ein. Die Mission, die nach Spuren von vergangenem oder gar aktuellem Leben auf dem Mars suchen soll, wird mit zwei Raumfahrzeugen durchgeführt: dem ExoMars Rover, der 2018 zum Mars fliegen soll und dem ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), der am 14.3. gestartet wurde und dem Rover als Relais dienen soll. Die ESA stellt wesentliche Teile der Raumfahrzeuge bereit, Roskosmos beteiligt sich an einem Teil der Instrumente und startet die Mission auf ihren Proton-Raketen.

Um 10:31 Uhr deutscher Zeit (MEZ) hob die Proton mit einer Breeze-M Oberstufe ab. Nach etwa 10 Minuten begann die Oberstufe mit dem Einschuss in eine Mars-Transferbahn und trennte sich um 21:13 Uhr vom Trace Gas Orbiter. Die Zielgeschwindigkeit wurde mit einer Genauigkeit von 1,5 m/s erreicht. Anschließend entfaltete der Orbiter seine Solarpaneele und führte die ersten kritischen Systemchecks durch, die dem Orbiter generell eine gute Verfassung bescheinigten. Es konnte allerdings eine erhöhte Wärmebelastung auf das Haupttriebwerk des TGO, das den Einschuss in den Marsorbit bewerkstelligen soll, festgestellt werden. Nach Absprache mit dem Hersteller des Triebwerks, Thales Alenia Space, wurde der Orbiter um einige Grad geneigt, um das Triebwerk aus der direkten Sonneneinstrahlung zu entfernen, was das Problem lösen konnte. Die kommenden zwei Wochen sollen weitere Systemchecks folgen.

Der Einschuss in den Marsorbit ist für den 19. Oktober 2016 geplant. Zunächst befindet sich TGO in einem elliptischen Orbit. Von dort aus wird die Marsatmosphäre genutzt werden, um die Höhe so weit zu verringern, bis sich die Raumsonde in einer Höhe von 400 km in einem kreisförmigen Orbit befindet (Aerobraking). Anfang 2017 soll dann mit der wissenschaftlichen Mission begonnen werden, die zunächst bis 2022 andauern soll.

Wissenschaft mit ExoMars
An Bord von ExoMars befinden sich Spektrometer für verschiedene Wellenlängen, mit denen die Spurengase und die Chemie der Atmosphäre untersucht werden sollen. Weiterhin soll mit einem Neutronendetektor Wassereis auf der Marsoberfläche bis zu einer Tiefe von einem Meter ausfindig gemacht werden. Für hochauflösende Stereoaufnahmen ist eine Farbkamera an Bord; hiermit sollen insbesondere die Regionen fotografiert werden, über denen interessante Spurengase gefunden wurden.

Untersucht werden Spurengase, die weniger als 1% Anteil an der Marsatmosphäre haben: Methan, Wasserdampf, Stickstoffdioxid und Acetylen. Eine besondere Aufmerksamkeit ist dem Methanvorkommen auf dem Mars gewidmet. Mit bodengestützen Teleskopen konnten vor einiger Zeit Spuren von Methan in der Atmosphäre des roten Planeten nachgewiesen werden, die jedoch zeitlich und örtlich stark begrenzt waren. Das Gas entsteht auf der Erde bei geologischen oder biologischen Prozessen und dürfte auf dem geologisch inaktiven Mars eigentlich nicht vorhanden sein. Entsprechend sorgte die Entdeckung für Überraschung. Tatsächlich ist das Methanvorkommen auf dem Mars zeitlich und örtlich variabel.

Methan gilt als so genannter „Biomarker“: Gase, die einen starken Hinweis auf Leben liefern, wie wir es kennen. Zu dieser Gruppe zählen z.B. auch Sauerstoff und Wasserdampf. Biomarker sind Gase, die nach einiger Zeit durch chemische Prozesse aus einer Atmosphäre verschwinden sollten und deswegen kontinuierlich nachgebildet werden müssen, um weiterhin vorhanden zu sein. Da dies auch durch andere Prozesse passieren kann, bedeutet die Anwesenheit dieser Gase aber nicht zwangsläufig die Anwesenheit von Leben.

Die Entdeckung von Leben auf dem Mars in Form von Mikroben wäre sicherlich eine Sensation. Aber auch andere mögliche Ursachen versprechen interessante Einblicke. Geologische Aktivität auf dem Mars würde unser Bild vom roten Planeten revolutionieren. Einige Modelle prognostizieren aktiven Vulkanismus auf dem bisher als geologisch tot angenommenen Mars. Ein anderes Szenario zur Entstehung von Methan setzt flüssiges Wasser voraus, eine weitere Zutat für Leben.

Europas erste Landung auf dem Mars?

Erster Höhepunkt der Mission wird die Landung des Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM) Schiaparelli sein. Dabei handelt es sich um eine Kapsel von 1,65 m Durchmesser mit einer Masse von 600 kg. Das EDM wird kurz vor Erreichen der Marsumlaufbahn am 16. Oktober 2016 vom TGO getrennt und drei Tage lang im Hibernation Modus verharren, um Energie zu sparen. Am 19. Oktober 2016 wird sich Schiaparelli in einer Höhe von 122,5 km Höhe aktivieren und in die Marsatmosphäre eintreten. In 11 km Höhe wird schließlich der Fallschirm entfaltet, bei 7 km der Hitzeschild abgetrennt, damit das Höhenradar freie Sicht zum Boden hat. Neben der Höhe soll auch die Horizontalgeschwindigkeit gemessen werden. Diese Daten sind wichtig für den Einsatz der Flüssigtriebwerke, die nach Abtrennen des Fallschirms zum Einsatz kommen werden. Die Triebwerke verlangsamen Schiaparelli schließlich auf etwas mehr als 1 m/s in 2 m Höhe. Dort schalten sich die Triebwerke ab und der Lander fällt zu Boden. Der Aufprall wird durch dämpfende Elemente in der Struktur abgefedert.

Bis zum 23. Oktober 2016 wird Schiaparelli die Marsoberfläche untersuchen, bevor dem batteriebetriebenen Lander die Energie ausgehen wird. Bereits während des Abstiegs sollen Daten zur Atmosphäre gesammelt werden, die unter anderem die Frage beantworten sollen, wie Staubstürme auf dem Mars entstehen. Schiaparelli wird in einem Gebiet landen, in dem sich spezielle Eisenoxide befinden, die auf der Erde ausschließlich in Verbindung mit flüssigem Wasser entstehen. Die Hauptmission besteht allerdings in der Technologiedemonstration der Landesysteme und des Landemanövers; der Großteil der gesammelten Daten wird also vermutlich Lage-, Beschleunigungs- und Hitzeschilddaten sein. Nachdem der Lander inaktiv geworden ist, werden Würfeleckenreflektoren als Reflektor dienen: zum einen für die Entfernungsmessung, zum anderen, um zu beobachten, wie sich Staub auf ihnen ablagert und von den Marswinden weggeblasen wird.

Landungen auf dem Mars gelten als besondere Herausforderung, weil die Marsatmosphäre zwar dicht genug ist, um einen Lander ohne Hitzeschutz stark zu beschädigen, aber doch zu dünn ist, um alleine mit Fallschirmen eine ausreichende Abbremsung für die meisten Fahrzeuge zu erreichen. Zudem ist das CO₂, aus dem der Großteil der Marsatmosphäre besteht, sowie in der Luft liegender Staub, eine Herausforderung für Hitzeschutzsysteme und deren Qualifizierung. Die Landesysteme muten deswegen oftmals kreativ an, so wurden die Zwillingsrover Spirit und Opportunity mit einem Airbagsystem abgebremst (Lithobreaking). Unvergessen ist auch das waghalsige Skycrane-Manöver, mit dem die NASA 2012 den Rover Curiosity landete. Bisher sind nur den USA erfolgreiche Missionen auf der Marsoberfläche gelungen. Aus diesem Grund hat Schiaparelli für die europäische Raumfahrt neben der wissenschaftlichen vor allem eine technische und politische Bedeutung.

ExoMars sticht unter den zahlreichen Missionen zu unserem Nachbarplaneten als Mission hervor, die explizit nach Spuren von vergangenem oder gar aktuellem Leben suchen soll, zum ersten Mal nach den Viking-Sonden der 70er Jahre. Doch selbst wenn kein Leben gefunden werden sollte, die Untersuchung von Spurengasen wird sicherlich dazu beitragen, unser Verständnis vom roten Planeten erheblich zu erweitern.

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

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Quelle: ESA.

ExoMars ist aktuell ein Gemeinschaftsprojekt der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) und der russischen Raumfahrbehörde Roskosmos. In seinem Rahmen sollen 2016 und 2018 unbemannte Missionen zum Mars aufbrechen. Vereinbart ist ein Transport ins All auf russischen Proton-Raketen.

Ein Orbiter zur Spurengasuntersuchung, der Trace Gas Orbiter (TGO), und Schiaparelli sind für den Start 2016 vorgesehen, 2018 ist der Start eines Rovers samt Überflugeinheit und russischer Landeplattform geplant. Orbiter und Rover haben die Aufgabe, gemeinsam nach Anzeichen von vergangenem und vielleicht derzeit vorhandenem Leben auf dem Mars zu suchen.

Schiaparelli fällt der Job zu, das Funktionieren von Schlüsseltechnologien für eine Landung zu demonstrieren, und dabei nach dem Eintritt in die Marsatmosphäre eine kontrollierte weiche Landung hinzulegen. Erreicht Schiaparelli die Atmosphäre, wird er sich mit voraussichtlich rund 21.000 km/h bewegen. In der Atmosphäre kann sich seine schützende Außenhülle bis auf rund 1.250 Grad Celsius aufheizen. Fallschirme und Bremstriebwerke haben den Lander dann auf unter 15 km/h zu verzögern, bevor er auf der Oberfläche des Mars aufsetzen kann. Vom Eintritt in die Marsatmosphäre bis zum Bodenkontakt wird der Lander laut Plan weniger als acht Flugminuten brauchen.

Beim Eintritt in die Marsatmosphäre und dem Flug durch sie soll Schiaparelli Messwerte sammeln, und darüber hinaus auch noch für eine gewisse Zeit nach dem Aufsetzen in einem Gebiet mit der Bezeichnung Meridiani Planum. Die Mission, die 2016 beginnt, wird den Mars höchstwahrscheinlich während einer Periode saisonaler marsweiter Staubstürme erreichen. Von den Messungen des Landers verspricht man sich wesentliche Informationen zur Verbesserung des Modells der Marsatmosphäre und zu den Mechanismen, die zur Bildung von Staubstürmen führen.

Vorgeschlagen wurde die Namensgebung für den Lander von einer Gruppe italienischer Wissenschaftler dem Leiter der italienischen Raumfahrtagentur, der die Idee an die ESA weitergab. Im ExoMars-Programm steuert Italien unter den beteiligten ESA-Partnern den größten Anteil bei. Mit dem Namen für den Lander ehrt die ESA den italienische Astronomen Schiaparelli, dessen Tätigkeit im Bereich der Planetenwissenschaften und der Wissenschaftskommunikation weltweit wahrgenommen wurde.

Giovanni Virginio Schiaparelli (14. März 1835 – 4. Juli 1910) widmete einen großen Teil seiner wissenschaftlichen Arbeit der Erfassung und Katalogisierung von Oberflächenstrukturen des Mars. Während der Großen Opposition im Jahr 1877, als der Mars der Erde recht nahe kam, beobachtete der Astronom durch ein Teleskop ein Netzwerk linienartiger Strukturen auf der Marsoberfläche, und hielt es in einer Anzahl Zeichnungen fest. Seiner Vorstellung nach handelte es sich bei diesen Strukturen um natürliche, wasserführende Rinnen, er bezeichnete sie daher mit dem entsprechenden italienischen Wort „canali“.

Bei Übersetzungen ins Englische wurde oft das äquivalente Wort für Kanäle („canals“) verwendet, was zu verständlichen Spekulationen führte, ob vielleicht eine intelligente Zivilisation auf dem Mars Erbauerin eines künstlichen Netzwerks von Wasserwegen sei.

Tatsächlich ergaben sich viele der linienartigen Strukturen, die Schiaparelli und andere Beobachter, unter ihnen nennenswert Percival Lowell, festzustellen meinten, durch optische Illusionen, verursacht durch die bei der Beobachtung mit dem Auge auftretende korrelierte Reizung benachbarter Sehzellen. Später angefertigte Photographien der Marsorberfläche gaben die fraglichen Strukturen nicht wieder. Als ab 1960 die ersten Raumsonden den Mars untersuchten, bestätigte sich, dass der Mars ein kalter und trockener Ort ist, eine Erkenntnis, die sich bis heute nicht geändert hat.

Schiaparellis Vorstellung von wasserführenden Strukturen hat sich aber insofern bestätigt, als dass man sich heute sicher ist, dass in auf Mars tatsächlich vorhandenen Tälern und Rinnen zu lange vergangenen Zeiten Wasser floss. Eine Reihe von Bezeichnungen, die Schiaparelli anderen Oberflächenstrukturen gab, sind übrigens heute noch in Gebrauch.

Der in Savigliano bei Cuneo geborene Astronom ist auch dafür bekannt, herausgefunden zu haben, dass jährlich wiederkehrende Meteoritenschauer aus bestimmten Himmelsregionen in einem Zusammenhang mit den Orbit der Erde um die Sonne kreuzenden Kometen stehen, und Bruchstücken letzterer, die sich auf Kollisionskurs mit der Erde befinden.

Auch die Rotationsperioden der Planeten Merkur und Venus zu bestimmen gelang Schiaparelli, der davon überzeugt war, wie wichtig es ist, Wissen breiten Bevölkerungsschichten nahe zu bringen. Er ist Autor zahlreicher astronomischer Abhandlungen und hielt des öfteren öffentliche Vorträge.

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Ein Beitrag von Roland Rischer. Quelle: ESA, Telespazio Vega. Vertont von Peter Rittinger.

Relativ unspektakulär, aber ein untrügliches Zeichen dafür, dass es ernster wird, ist die kürzlich erfolgte Vergabe des Auftrags zur Entwicklung des Missionskontrollsystems für Teil 1 der kommenden Mars-Mission ExoMars der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Teil 1 ist der 2016 startende Mars-Orbiter, der hauptsächlich Spurengase wie Methan in der Marsatmosphäre erforschen soll und daher mit dem Namenszusatz TGO (Trace Gas Orbiter) geführt wird. Teil 2 ist der laut Planung 2018 folgende Marsrover zur Erforschung des Marsbodens und –untergrundes, unter anderem nach Hinweisen auf ehemaliges Leben.

Beauftragt wurde Telespazio Vega Deutschland mit Sitz in Darmstadt. Telespazio Vega ist die Deutschlandtochter der italienischen Telespazio S.p.A., die wiederum zum Finmeccanica/Thales-Konzern gehört. Die örtliche Nähe zur ESOC, dem Satellitenkontrollzentrum der ESA, ist dabei kein Zufall. ExoMars-TGO wird vom ESOC über die gesamte Missionslaufzeit überwacht und gesteuert werden. Im Gegensatz dazu wird der später in europäisch-russischer Zusammenarbeit auf dem Mars abgesetzte Rover vom ALTEC (Advanced Logistics Technology Engineering Center) in Turin gesteuert.

Telespazio Vega hat bereits das Missionskontrollsystem für die 2013 vorgesehene Mission GAIA, einem Weltraumteleskop, entwickelt. Das Unternehmen ist einer der Hauptauftragnehmer der ESOC für verschiedenste Bodensysteme und arbeitet auch mit EUMETSAT zusammen. Auf diesen Erfahrungen teilweise aufbauend kann laut Telespazio Vega das Missionskontrollsystem für die verschiedenen Aufgaben des ExoMars-TGO bei der Marserforschung und als Relaisstation entwickelt werden. Neuland betritt man hingegen bei der Überwachung und Steuerung und des vom ExoMars-TGO mitgeführten Landedemonstrators EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Modul). Dieser soll 2018 nach Ankunft des TGO am Mars von der Sonde freigesetzt werden und vom Eintritt in die Marsatmosphäre über den Abstieg bis hin zur Landung wichtige Daten zur Vorbereitung der Landung des Marsrovers liefern.

Sieht man vom Titan-Lander Huygens ab, hat Europa kaum Erfahrung mit halbwegs weichen Landungen auf Monden oder Planeten. Der erste Versuch im Jahr 2003 mit dem von der Sonde Mars Express mitgeführten Lander Beagle 2 war ein Fehlschlag. Der zweite Versuch wird nun erheblich solider aufgesetzt. Da die Rakete mit dem Marsrover allerdings 2018 starten soll, wird es zu spät sein für Änderungen am technischen Design der Landeeinheit.

Das EDM wurde im April im ESA-Technologiezentrum ESTEC im niederländischen Noordwijk intensiven Vibrationstests ausgesetzt. Zuvor wurde der bei Thales Alenia Space in Turin gefertigte flache Kegel auf seine Bio-Dichtigkeit geprüft. Hitzeschild, Frontscheibe und Rückenabdeckung müssen biologisch dicht sein und bleiben, um eine Kontamination mit Erdorganismen zu vermeiden. Die Rütteltests ahmten hinsichtlich Dauer und Frequenz annähernd die Belastung beim Start auf einer Protonrakete nach. Danach erfolgte ein erneuter Test der Bio-Abdichtung. Der scheint zufriedenstellend ausgegangen zu sein. Inzwischen ist das EDM wieder in Turin für konstruktive Tests. Unter anderem werden das Eindringen in die Mars-Atmosphäre und der Fallschirmeinsatz simuliert. Das EDM wird mit 21.000 Stundenkilometern in die Marsatmosphäre eindringen und innerhalb von acht Minuten auf 15 Stundenkilometer abgebremst.

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• ExoMars Trace Gas Orbiter

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Ein Beitrag von Simon Plasger. Quelle: ESA. Vertont von Peter Rittinger.

Im Jahr 2016 soll der ExoMars Trace Gas Orbiter in Richtung Mars starten und dort neun Monate später ankommen. Nun gaben die europäische Weltraumbehörde und die der USA bekannt, dass dabei ein EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module) genanntes Landegerät mitgeführt werden soll. Dieses soll in allen Flugphasen mit seinen Instrumenten Untersuchungen durchführen und so das Wissen über die Marsatmosphäre erweitern.

„Der Landung wird während der Staubsturmsaison stattfinden“, sagte Jorge Vago, Projektwissenschaftler des ExoMars-Programms. „Das ist eine einmalige Chance, eine Staub beladene Atmosphäre beim Eintritt und während des Abstieges zu untersuchen und interessante Messungen am Boden in Zusammenhang mit einer staubreichen Umgebung durchzuführen.“

Nach der Landung soll eine Wissenschaftsnutzlast mit den Namend DREAMS (Dust characterisation, Risk assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface) in einem Zeitraum von zwei bis vier Tagen, je nachdem wie lange die Batterien überleben, die Marsatmosphäre untersuchen. Dabei soll sie mit verschiedenen Sensoren die Windgeschwindigkeit und –richtung, die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck und die Bodentemperatur messen. Außerdem sollen Messungen zur Durchsichtigkeit der Atmosphäre durchgeführt werden.

Mit einem weiteren Instrument sollen auch elektrische Felder gemessen werden, die entstehen, wenn Staubkörner in der Luft aneinander reiben. Des Weiteren wird eine Farbkamera mitgeführt, die sowohl wissenschaftliche Daten als auch spektakuläre Bilder liefern soll. Über das Design der Kamera wurde noch nicht entschieden, dies soll jedoch bis Ende des Jahres passieren.

Raumcon:

• ExoMars Trace Gas Orbiter

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