Höllenritt ins Paradies der Geologen

Der Rover Curiosity wird unser Bild vom Mars revolutionieren

2. August 2012

Es soll der Höhepunkt in der Erforschung des roten Planeten werden: Wenn alles nach Plan läuft, setzt am Montag, 6. August, um 7.31 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit der Rover Curiosity sanft auf dem Marsboden auf. Das rollende Labor soll dort in den nächsten Monaten nach Wasser und organischen Verbindungen suchen. Doch zunächst muss das Vehikel einen Höllenritt überstehen und ist sich dabei vollkommen selbst überlassen.

 

Text: Helmut Hornung

Zielgebiet für geologische Feldforschung: Der 154 Kilometer durchmessende Krater Gale in der Vulkanregion Elysium.

Montag, 6. August, 15 Uhr marsianischer Ortszeit: Mit einer Geschwindigkeit von gut 21000 Kilometern pro Stunde taucht ein Metallkegel in die oberen Schichten der Marsatmosphäre ein. Nach einigen Sekunden beginnt der Hitzeschild zu glühen – ein Meteor blitzt am fahlen Himmel über der rotbraunen Geröllwüste auf. Knapp vier Minuten nach dem Eintrittsmanöver rast der Flugkörper mit dem Tempo eines Düsenjets dem Boden entgegen. Elf Kilometer über Grund schießt ein Fallschirm aus der Kapsel, kurz darauf wird der vordere Hitzeschild abgesprengt.

Jetzt wird der Rover aktiv. Ein Kameraauge und ein Abstiegsradar melden laufend Daten wie Sinkgeschwindigkeit und Position über dem geplanten Landeort an den Bordcomputer. Der steuert den Prozess und gibt schließlich auch den Befehl zum Abwerfen des oberen Hitzeschilds samt Fallschirm. Acht Raketentriebwerke zünden und bringen Curiosity wenige Meter über den Boden.

Was nun folgt, ist einmalig in der Raumfahrtgeschichte: Während die Landeeinheit in der Luft schwebt, wird der Rover, an drei Seilen hängend, langsam zu Boden gelassen. Das Szenario sieht aus, als würde ein „himmlischer“ Kran eine Last abstellen. Daher nennen die Ingenieure diese Landestufe Sky Crane. Während des Herablassens klappt der Rover seine sechs Räder aus. Nach dem Bodenkontakt klinkt sich das Gefährt aus, der Sky Crane schießt in den Himmel und zerschellt in sicherer Entfernung von Curiosity.

Angesichts der Komplexität des niemals zuvor praktizierten Manövers haben selbst Optimisten einige Bedenken. Doch die bewährte Airbag-Methode, mit der etwa die beiden Rover Spirit und Opportunity erfolgreich gelandet waren, konnten die Nasa-Ingenieure dieses Mal nicht einsetzen. Mit einem Gewicht von rund 900 Kilogramm ist Curiosity einfach zu schwer. Zudem muss die Landung vollautomatisch ablaufen. Die Ingenieure im Kontrollzentrum haben keine Chance einzugreifen, denn bei einer Marsentfernung von knapp 250 Millionen Kilometer sind die Signale selbst mit Lichtgeschwindigkeit 14 Minuten unterwegs.

Das rollende Labor von der Größe eines Kleinwagens trägt zehn wissenschaftliche Instrumente an Bord, die ein Radioisotopengenerator mit 4,8 Kilogramm Plutonium mit Energie versorgt. Zwei Kameras (MastCams) mustern die Umgebung mit Argusaugen, zwölf weitere dienen der Navigation. Eine Besonderheit ist die ChemCam. Mit einem Laserstrahl beschießt das Instrument etwa einen Stein und analysiert die durch die Verdampfung freigesetzte Strahlung in einem Spektrometer, dessen Empfindlichkeit vom Ultravioletten bis zum nahen Infraroten reicht. Eine Kamera beobachtet den Probenbereich.

Gewagtes Manöver: Eine Art Kran soll Curiosity sicher zum Marsboden bringen.

Neben Instrumenten zur Aufzeichnung des Wettergeschehens oder der kosmischen Strahlung dienen insbesondere CheMin und SAM der geologischen Feldforschung. Beide Experimente erlauben es, die Zusammensetzung von Mineralien präzise zu bestimmen. Indem SAM in einer Probe das Isotopenverhältnis von Kohlenstoff und Sauerstoff misst, können die Forscher Rückschlüsse auf die geologische Geschichte des roten Planeten ziehen. Mehr noch: Das Ensemble aus Massen- und Laserspektrometer sowie Gaschromatograf könnte auch organische Stoffe „erschnüffeln“ und damit herausfinden, ob es auf dem Mars Grundbausteine für Leben gibt.

Dazu ist der Landeplatz gut gewählt: Der Krater Gale, benannt nach dem australischen Astronomen Walter F. Gale (1865 bis 1945), liegt in der Vulkanregion Elysium und entstand bei einem Meteoriteneinschlag vor mindestens drei Milliarden Jahren. Sein Zentralberg namens Aeolus Mons erhebt sich bis zu fünf Kilometer in den Himmel und besteht aus geschichteten Gestein. Offenbar waren Erosionsprozesse wie Wind, vielleicht sogar fließendes Wasser, hier am Werk und haben ihre Spuren in den Boden gegraben.

Curiosity soll am Fuß des Berges landen. Auf den Bildern anderer Raumsonden erscheint die Region flach. Gleichwohl versprechen sich die Wissenschaftler faszinierende Ein-  und Ausblicke. In den kommenden zwei Jahren soll der Rover an die zwei Dutzend Kilometer zurücklegen. Und – falls er bei guter Gesundheit bleibt – den Berg erklimmen. Dann wäre die Marsforschung im wahrsten Sinne auf dem Gipfel.

Zur Redakteursansicht