Mars Express - Sojus ST / Fregat (005)  

Mars Express

Nach Russland, Japan und den USA wollen auch die Europäer nach Spuren von Leben auf dem Mars suchen.

» Daten:
Start:  02. Juni 2003, 17:45 GMT
Ziele:  Landung (Mars): 25. Dez. 2003, 02:54 GMT
Umlaufbahn (Mars): 25. Dez. 2003, 03:00 GMT
» Nutzlast:  Beagle 2, ASPERA, HRSC, MaRS, MARSIS, OMEGA, PFS, SPICAM, MARESS
Leergewicht im Orbit: 1,120 kg

Bild vergrößernDas erste Bild der hochauflösenden Stereokamera vom Valles Marineris
©ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Mit einem Budget von rund 150 Millionen Euro ist dieses Projekt nur etwa halb so teuer wie die gescheiterte Mars-Polar-Lander-Mission und damit schneller und billiger als jede andere bislang geplante Reise zum Mars. Möglich wird dies, weil bereits für andere Missionen entwickelte Technologien wiederverwendet werden. Dazu zählen beispielsweise die hochauflösende Stereo-Kamera und das Infrarot-Spektrometer des Orbiters, die für die gescheiterte russische Mars-96-Mission entwickelt wurden. Das UV-Spektrometer ist dagegen baugleich mit einem Instrument, dass sich an Bord der Kometenmission Rosetta befindet, die ursprünglich 2003 starten sollte. Weitere Kostensenkungen gelangen der ESA mit Hilfe von Partnerschaften mit Industrieunternehmen. Zudem konnte Treibstoff gespart werden, indem das Zeitfenster für den Start so gewählt wurde, dass die Entfernung zwischen dem roten Planeten und der Erde besonders gering ist.

Bild vergrößernMögliche Wasserversickerungszonen in der Region des Gorgonum-Chaos
©NASA/JPL

Die Ergebnisse bisheriger Mars-Missionen lassen den Schluss zu, dass auf dem roten Planeten Wasser in gefrorener Form existierte. Wissenschaftler gehen sogar davon aus, dass es auf dem Mars vor 3,8 Millionen Jahren auch sehr viel Wasser in flüssiger Form gab. Die Auswertung der Bilder von der Oberfläche des Planeten legen die Vermutung nahe, dass es dort sogar Flutkatastrophen gegeben haben muss. Die Landschaft gleicht teilweise Tälern, die Flüsse ausgewaschen haben. Man nimmt an, dass sich vor etwa 3,5 Millionen Jahren das Klima plötzlich geändert hat und aus dem warmen feuchten Mars ein trockener, kalter Planet wurde. Warum, weiß niemand. Aber vielleicht kann Mars-Express dieses Rätsel lösen.

Bild vergrößernInfrarotkarte des Valles Marineris
©Stéphane Erard/IAS

Mit den wissenschaftlichen Instrumenten an Bord des Orbiters sollen neue Erkenntnisse über die Atmosphäre, die Struktur und die Geologie des Planeten gewonnen werden. Dazu wird Mars Express mit dem Infrarot-Spektrometer OMEGA ausgerüstet, mit dem die Gesteinszusammensetzung der Marsoberfläche kartographiert werden kann. Sollte es auf dem Mars jemals Wasser gegeben haben, können mit OMEGA diejenigen Karbonate nachgewiesen werden, die in diesem Fall auch heute noch im Gestein vorhanden sein müssen. Mit Hilfe des Boden- und Ionosphärenradars (MARSIS) kann aus dem Orbit mehrere Kilometer tief nach Wasser oder Eis gesucht werden. Eine hochauflösende Stereokamera (HRSC) soll zudem Bilder von der Mars-Oberfläche zur Erde senden.

Bild vergrößernAbkopplung des Landers vom Orbiter
©ESA

Als Mars Express Weihnachten 2003 den Mars erreichte, wurde auch ein Landegerät zur Oberfläche des roten Planeten geschickt. Der in Großbritannien gebaute Beagle 2 wurde nach dem Schiff "HMS Beagle" benannt, auf dessen Forschungsreisen Charles Darwin im 19. Jahrhundert die Grundlagen für sein Buch "Von der Entstehung der Arten" legte. Darwin veränderte damit grundlegend die Wissenschaft von der Entwicklung des Lebens auf der Erde. Beagle 2 sollte diese Tradition fortführen und Spuren von früherem oder noch existierendem Leben auf dem Mars nachweisen

Bild vergrößernBeagle 2
©ESA

Der Landeplatz für Beagle 2 war bereits im Dezember 2000 bekannt gegeben worden. Ausgewählt wurde die Ebene Isidis Planitia unmittelbar nördlich des Marsäquators. Dort stößt das südliche Krater-Hochland an das flache Tiefland im Norden. Beagle 2 sollte dort sechs Monate lang gezielt nach Spuren von organischem Leben suchen.

Für die ersten Tage nach der Landung auf der Planetenoberfläche waren Aufnahmen der Landestelle und Messungen der Umweltbedingungen geplant. Erst einen Monat später wäre Beagle 2 soweit gewesen, detaillierte Untersuchungen von Gestein und Erde durchzuführen. Um Felsen zu untersuchen, ist er mit einem Bohrer ausgerüstet, wie ihn Zahnärzte benutzen. Ein Roboterarm sollte die so gelockerten Bodenproben aufnehmen, die anschließend mit Hilfe eines Spektrometers auf Spuren von Leben hin analysiert werden sollten.

Bild vergrößernStart der Sojus-Fregat von Baikonur
©ESA/STARSEM-S. Corvaja

Missionverlauf und Status:
Am 2. Juni 2003 hat der mit sieben Instrumenten und dem Lander Beagle 2 ausgerüstete Mars-Express die sechsmonatige Reise zu dem roten Planeten angetreten. Der Start erfolgte mit einer Soyuz-Fregat vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur innerhalb eines 11-tägigen Startfensters, das sich am 1. Juni 2003 geöffnet hatte.

Bereits kurz nach dem Start wurden die wichtigsten Systeme des Raumschiffs auf ihre Funktionsfähigkeit getestet, unter anderem die Lageregelungssysteme zur Ausrichtung des Raumschiffes und die Solargeneratoren. Am Abend des 16. Juni 2003 wurden zu diesem Zweck auch die ersten an Bord befindlichen Experimente in Betrieb genommen. Unter anderem wurde nach dem Einschalten der HRSC-Kamera der Temperaturhaushalt des Systems, der Stromfluss sowie die Funktionsfähigkeit der Zeilensensoren geprüft.

Bild vergrößernErde und Mond auf einen Blick
©ESA/DLR

Die ersten Aufnahmen, die bei dieser Gelegenheit mit der Kamera gemacht wurden, dienen beispielsweise der Referenzmessung und dem Vergleich mit bereits auf der Erde während der Flugvorbereitungen erstellten Daten. Weitere Tests des Kamerasystems erfolgten Anfang Juli 2003, bei denen Aufnahmen des Sternenhimmels angefertigt wurden.

Die voreilige Meldung der russischen Weltraumagentur Rosaviakosmos am 23. Juni, dass "die Kommunikation zwischen dem Bordcomputer des Orbiters und dem Beagle-2-Lander unterbrochen." sei, entpuppte sich glücklicherweise als falsch. Die für diesen Tag geplanten ersten Systemtests mit den Instrumenten von Beagle 2 waren lediglich um eine Woche auf die 1. Juliwoche verschoben worden. Spätestens am 7. Oktober 2003 waren auch die letzten Zweifel ausgeräumt, als der erste umfangreiche Test der Kommunikationssysteme zwischen Orbiter und Lander während des interplanetaren Flugs erfolgreich durchgeführt wurde.

Ein anderes Problem bereitete den ESA-Ingenieuren zunächst größere Probleme. Aufgrund einer fehlerhaften Kabelverbindung steht der Sonde nur rund 70 Prozent der von den Solarpaneelen erzeugten elektrischen Energie für die Mission zur Verfügung. Mittlerweile wurde jedoch eine Lösung gefunden, mit der zumindest für 85 Prozent der Missionsdauer alle Instrumente ohne Einschränkungen aktiviert werden können und erst in der verbleibenden Schlussphase Einschränkungen in Kauf genommen werden müssen. Dass es zu keinen größeren Sparmaßnahmen kommen muss, ist einem silbernen Ring zu verdanken, der während des Starts die Trägerrakete mit der Sonde verband. Dank des auf ihn fallenden Sonnenlichts wird das Innere von Mars Express mehr als geplant aufgeheizt. Die ursprünglich für diese Temperaturregelung vorgesehenen Heizelemente konnten deshalb ohne Probleme abgeschaltet werden, um Energie zu sparen.

Bild vergrößernErstes Marsbild der HRSC-Kamera von Mars Express
©ESA

Am 19. Dez. 2003 war es endlich soweit: Die Landekapsel Beagle 2 wurde vom Orbiter abgekoppelt, indem Mars Express vorübergehend auf einen Kollisionskurs mit dem Mars dirigiert worden war. Da Beagle 2 nicht über einen Hitzeschild verfügt, wäre die Kapsel ohne diese Kurskorrektur in der Atmosphäre des roten Planeten verglüht. In der Nacht zum 25. Dezember tauchte das Landegerät planmäßig mit rund 20.000 km/h in die Atmosphäre des Mars ein. Ob Beagle 2 in den frühen Morgenstunden des ersten Weihnachtsfeiertages unbeschadet auf der Oberfläche des Planeten aufsetzen konnte ist derzeit noch unklar: Bislang schlugen sämtliche Versuche, mit dem Landegerät Kontakt aufzunehmen fehl. Auch eine Absenkung der Umlaufbahn des Orbiters für eine bessere Kontaktaufnahme blieb bislang ohne Erfolg.

Bild vergrößernSpektrometrische Aufnahme des Mars-Südpols
©ESA - OMEGA

Bereits kurz nach der Abkoppelung von Beagle 2 wurde der Kurs von Mars Express bereits korrigiert, um den Orbiter in die geplante Umlaufbahn zu steuern. Von dieser aus sollte die Sonde die von Beagle 2 auf der Marsoberfläche gesammelten Daten an die Erde weiterleiten. Doch der Orbiter ist jedoch weit mehr als nur eine Relaisstation für den "schweigenden" Beagle. Zu seinen Hauptaufgaben gehören vor allem umfangreiche Untersuchungen des Roten Planeten aus der Umlaufbahn. Die ersten zur Erde übermittelten Bilder und Daten zeigen wenige Wochen nach dem Beginn der Experimente, dass dieser Hauptteil der Mission des Orbiters ein Riesenerfolg ist. Nie sah man detailliertere Aufnahmen der Landschaften des roten Planeten. Auch die Existenz nach dem dort bislang nur vermuteten Wasser konnte erstmalig eindeutig nachgewiesen werden.





 
 
 
 
 
 
 


 


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