Curiosity geht Mars auf den Grund

Max-Planck-Forscher suchen mit dem rollenden Labor nach Wasser und organischen Verbindungen

2. August 2012

Er wiegt 900 Kilogramm, trägt zehn wissenschaftliche Instrumente an Bord und ist das leistungsfähigste Labor, das jemals zu unserem Nachbarplaneten geschickt wurde: der Rover Curiosity. Mit ihm soll eine neue Ära der Marsforschung beginnen. Zum Team der offiziell Mars Science Laboratory genannten Mission der US-Weltraumagentur Nasa zählen auch Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung im niedersächsischen Katlenburg-Lindau. Neben der Suche nach organischen Verbindungen im Marsboden interessieren sie sich vor allem für Zusammensetzung und Beschaffenheit des Gesteins.

 

Neugierig auf den Mars: "Curiosity" ist der schwerste und leistungsfähigste Rover, der jemals zum roten Planeten geschickt wurde.

Der Mars ist der meistbesuchte Planet in unserem Sonnensystem: Seit den Landepionieren Viking 1 und 2, die 1975 im roten Wüstensand aufsetzten, haben vier weitere Raumsonden Daten von der Oberfläche des Planeten zur Erde gefunkt. Derzeit befinden sich drei funktionsfähige Satelliten in der Mars-Umlaufbahn.

Dennoch birgt unser Nachbarplanet noch immer viele Rätsel: Enthält der Boden kohlenstoffhaltige organische Substanzen? Gibt es gar Hinweise auf bakterielle Aktivitäten? Welche Prozesse haben das heutige Gesicht des Mars geformt? Und welche Rolle spielte dabei das Wasser, das einst in gewaltigen Flussbetten über den Planeten floss und stellenweise noch heute als Eis im Boden schlummert?

„Der Krater Gale, in dem Curiosity landen soll, ist ein perfekter Ausgangspunkt, um diesen Fragen nachzugehen“, sagt Walter Goetz vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Goetz nimmt als Mitglied des Wissenschaftsteams an der Mission teil. Der Krater liegt auf der südlichen Halbkugel ganz in der Nähe des Äquators und besitzt einen Durchmesser von 154 Kilometern. Er entstand vor mehr als drei Milliarden Jahren bei einem Meteoriteneinschlag.

Vor allem die Schichtstruktur des hohen Berges in der Kratermitte erlaubt Einblicke in vergangene Epochen der Marsevolution. Aufnahmen aus dem Orbit zeigen zudem Anzeichen für Erosion im unteren Teil des Berges. „Soweit wir das beurteilen können, legen Form und Mineralogie des Berges nahe, dass flüssiges Wasser die Strukturen, die wir heute sehen, mitgeprägt hat“, sagt Goetz.

Der Max-Planck-Forscher wird vor allem Messdaten der Kamera Mars Hand Lens Imager (MAHLI) nutzen. Das Instrument bietet eine Auflösung von 20 bis 30 Mikrometern pro Pixel und ermöglicht es dem Geologen, einzelne Sandkörner des Marsbodens unter die Lupe zu nehmen. „Größe, Form, Farbe und mineralogische Zusammensetzung der Partikel lassen Rückschlüsse zu, wie sich das Terrain in den vergangenen Milliarden Jahren entwickelt hat – etwa ob die Teilchen an Ort und Stelle gebildet wurden oder ob Wind sie in den Galekrater transportiert hat“, erklärt Walter Goetz. In den nächsten drei Monaten wird er die Mission am Jet Propulsion Laboratory (JPL) im kalifornischen Pasadena begleiten.

Spürnase: Das Instrument "Sample Analysis at Mars (SAM)" vor seinem Einbau auf den Rover.

Zusätzlich setzt Walter Goetz auf Messdaten des Spektrometers Chemistry and Mineralogy (CheMin), das die Bodenproben mithilfe von Röntgenstrahlung untersucht. „Das Wissenschaftsteam in Pasadena wird die Daten aller Instrumente täglich sichten, um dann die Route des Rovers für den nächsten Tag zu bestimmen“, sagt der Forscher über die Aufgaben während der Mission.

Vom Max-Planck-Institut in Katlenburg-Lindau aus unterstützt zudem Fred Goesmann die Mission. Der Physiker ist als Wissenschaftler am Instrument Sample Analysis at Mars (SAM) beteiligt. „SAM ist kein einzelnes Instrument, sondern vielmehr ein komplexes, automatisiertes Labor“, sagt Goesmann. Eine ausgeklügelte Abfolge von Sieben, Öfen, Spektrometern und weiteren Messgeräten erlaubt es, Gas- und Bodenproben umfassend zu analysieren.

Hauptaufgabe des 38 Kilogramm schweren Komplexes ist es dabei, nach organischen Verbindungen zu suchen. „Sollte es einst Leben auf dem Mars gegeben haben, müsste es Spuren dieser Art hinterlassen haben“, so der Wissenschaftler.

Das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung war seit 1996 an fünf Marsmissionen der amerikanischen und europäischen Weltraumbehörden beteiligt. Vor vier Jahren etwa spielte das Institut eine maßgebliche Rolle bei der Landemission Phoenix der Nasa. Die Kamera an Bord, der erstmals Aufnahmen gefrorenen Wassers im Marsboden gelangen, hatten Wissenschaftler und Ingenieure in Katlenburg-Lindau entwickelt und gebaut. Für die geplante Mission ExoMars der Esa entwickeln Max-Planck-Wissenschaftler derzeit ein Instrument, dass organische Moleküle auf der Marsoberfläche untersuchen soll.

BK / HOR

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