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Mars 2020: Die Jagd nach Leben auf dem Roten Planeten wird ernst

Der nächste Frühling wird eine geschäftige Zeit für den Mars sein. In enger Folge werden drei Raumschiffe auf dem Planeten eintreffen und sich dem etwa ein Dutzend Schiffe anschließen, die bereits den Mars umkreisen. Zwei der Raumschiffe wurden in den letzten Wochen von Neulingen der Marsforschung gestartet: Al-Amal (Hoffnung) der Vereinigten Arabischen Emirate und Tianwen-1 (Frage an den Himmel) in China.

Das dritte Schiff wird die Mars 2020 der NASA sein, die den Perseverance Rover enthält, der gerade erfolgreich von Florida gestartet ist. Während dieser Rover nur einer von vielen auf dem roten Planeten sein wird, ist er unsere beste Wahl, um dort vorerst Leben zu finden.

Der plötzliche Aktivitätsschub ist das Ergebnis der Planetendynamik: Alle zwei Jahre richten sich die Umlaufbahnen von Erde und Mars so aus, dass die beiden Körper einander am nächsten sind. Dies führt zu einer kürzeren interplanetaren Transitzeit von etwas mehr als sechs Monaten. Das nächste derartige Startfenster wird nicht vor 2022 sein – wenn erwartet wird, dass sich die ExoMars 2022 der Europäischen Weltraumorganisation der Menge anschließen werden.

Es ist legitim zu hinterfragen, warum wir weiterhin Raketen zum Mars schicken. Sicher haben wir genug Bilder von der Oberfläche und ihren Landschaften aufgenommen, um zu wissen, dass Wasser früher dort war, aber jetzt verschwunden ist? Richtig – aber es gibt noch Rätsel zu lösen: Wann ist das Wasser gelaufen und warum? Und natürlich die größte Frage von allen: Gibt es (oder gab) Leben auf dem Mars?

Die drei Missionen haben unterschiedliche Ziele: Die Hoffnung umkreist den Planeten für mindestens zwei Erdjahre (ein Marsjahr) und erfasst Daten zum Marswetter – genau wie die Wettersatelliten, die die Erde umkreisen. Tianwen-1 umkreist den Mars und trägt einen Rover, der bei Utopia Planitia mit dem Fallschirm an die Oberfläche gebracht wird, wo er den Boden analysiert und Bilder von der Oberfläche macht.

Ausdauer wird fast zur gleichen Zeit eintreffen – aber ein paar tausend Kilometer entfernt im Jezero-Krater. Es wird mithilfe der Sky-Crane-Technologie (siehe Video unten) auf der Oberfläche abgelagert. Dies ist die gleiche Methode, mit der Curiosity 2012 so erfolgreich war.

Beharrlichkeit enthält eine vollständige Palette wissenschaftlicher Instrumente, mit denen alle üblichen Dinge gemessen werden können, die auf dem Mars gemessen werden: die Chemie und Mineralogie der Gesteine ​​und des Bodens, die Menge und Art oder das organische Material, das an und knapp unter der Oberfläche vorhanden ist, und so weiter. Aber es gibt zwei weitere Merkmale der Mission, die sie einzigartig machen.

Zuallererst ist der Hubschrauber / die Drohne – Ingenuity genannt – der unter dem Rover freigesetzt wird. Dies wird aus Ausdauer fliegen und umkreisen, bevor es vom Rover weg landet. Es ist nicht sicher, wie groß die Reichweite der Drohne sein wird – obwohl der Flug nur wenige Minuten dauern wird und Ingenuity nur wenige Meter vom Rover entfernt landen wird.

Die Idee hinter dem Flug ist es, das Konzept des atmosphärischen Fluges auf dem Mars zu testen. Es wird erwartet, dass Drohnen möglicherweise viel länger und über größere Entfernungen fliegen können. Dies könnte dazu beitragen, Rover zu führen und Merkmale zu identifizieren, die untersucht werden sollten, sowie zu vermeidende Gefahren.

Das zweite einzigartige Merkmal ist ein Bohr- und Caching-System. Ausdauer ist der erste Rover, der in der Lage ist, einen Kern mit einer Länge von etwa zehn Zentimetern und einem Durchmesser von einem Zentimeter zu bohren und ihn intakt aus dem Bohrloch zu ziehen. Durch Ausdauer werden Proben aus verschiedenen Gesteinsarten entnommen, wenn sie den Kraterboden durchqueren. Die Bohrkerne werden in einem kleinen Stapel – einem Cache – zur Sammlung, möglicherweise Anfang 2027, und zum anschließenden Rücktransport zur Erde zurückgelassen (die geschätzte Ankunftszeit ist noch nicht bekannt, aber möglicherweise um das Frühjahr 2032).

Warum ist es so wichtig, Proben vom Mars zurückzubringen? Die von Perseverance getragenen Instrumente werden in der Lage sein, ziemlich ausgefeilte chemische Analysen der Gesteine ​​und des Bodens durchzuführen. Obwohl die Instrumente und Messungen eine enorme Leistung sind, verfügen sie nicht über die gesamte Palette an Geräten, die wir auf der Erde einsetzen, um jeden Tropfen Information aus einem Felsen herauszupressen.

Tests zur Überprüfung auf organische Verbindungen – und ob sie möglicherweise biologischen Ursprungs sind – erfordern eine Reihe verschiedener Analysen, die viel zu aufwändig und komplex sind, um auf dem Mars durchgeführt zu werden. Kochende Säuren, Alkoholspülungen, Zugabe von Chemikalien, Subtraktion von Feststoffen sind Schritte in der Chemie, die erforderlich sind, um organische Moleküle von ihren felsigen Wirten zu extrahieren und zu trennen. Dies kann (noch) nicht auf dem Mars gemacht werden.

Die Gesteine ​​werden Korn für Korn gewogen und gemessen und analysiert, in einigen Fällen bis auf die einzelnen Atome, aus denen das Material besteht. Dies wird eine internationale Anstrengung sein – es gibt bereits ein multinationales Gremium (MSPG-2), das die Anforderungen für die ersten Analysesätze formuliert und festlegt, wie die Proben gelagert, kuratiert und anschließend an die breitere wissenschaftliche Gemeinschaft verteilt werden.

Es gibt noch eine Reihe weiterer Gründe, um Proben vom Mars zurückzubringen – die Zukunft der menschlichen Erforschung des Mars. Wenn wir Menschen zum Mars schicken, müssen wir wissen, wie wir sie wieder zurückbringen können. Wir haben nichts direkt von einem anderen Planetenkörper zurückgegeben, seit die Apollo 17-Astronauten im Dezember 1972 den Mond verlassen haben. Ja, wir haben Teile eines Kometen und eines Asteroiden eingefangen und auf die Erde zurückgebracht – aber diese Missionen sind nicht gelandet, gesammelt und gekommen zurück.

Wir haben den Mars schon lange untersucht: seit über 150 Jahren mit dem Teleskop, 50 Jahre mit der Umlaufbahn und 20 Jahre mit dem Rover. Nur noch 12 Jahre, bevor wir den Mars in unseren eigenen Labors analysieren können.

Ausdauer, um Dinge zu erledigen, ist ein Geschenk der Menschheit. Wir hoffen, dass der Rover seinem Namen gerecht wird.

Dieser Artikel wird von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.