Mission ExoMars: Sonde ist gelandet, aber wie?

Jahrelang hatte Jorge Vago auf Tag, Stunde, ja Minute X hingearbeitet. Zum Schluss blieb ihm nur noch eines: Warten. "Unsere Einflussmöglichkeiten sind gleich Null", gestand der ESA-Experte im Vorfeld. Der Plan: Der Lander Schiaparelli tritt mit 5,8 km/sec – der achtfachen Geschwindigkeit einer Gewehrkugel – in die Mars-Atmosphäre ein. Dann bremst die zunehmende Reibung in der Atmosphäre das Gefährt ziemlich brutal ab. Bis Schiaparelli sicher auf dem Mars landet: Jubel, Klatschen, Schulterklopfen später im Kontrollzentrum in Darmstadt.

Gejubelt wurde tatsächlich – als sich um 18 Uhr 35, knapp zwei Stunden nach der vermuteten Landung, zumindest die Muttersonde TGO meldete. Dann hieß es weiter: Warten, denn das Signal von Schiaparelli ging kurz vor der Landung verloren. Über Nacht, kündigten die Esa-Experten dann an, würden sie die Daten analysieren und am Donnerstag um 10 Uhr in einer neuerlichen Pressekonferenz bekannt geben. Sicher ist: Die Sonde ist am Mittwochabend gelandet, fraglich nur, in welchem Zustand.

Auf dem Mars landen: Was so schlicht klingt, ist ein schwieriges Unterfangen. Mehr als 40 Sonden haben es in den vergangenen 50 Jahren versucht. Manche zerschellten, andere flogen vorbei. Erfolgreich waren nur sechs US-Module und ein sowjetisches Messgerät. Europa versuchte es 2003 mit "Beagle 2" – ein Flop.

Schiaparellis Landung wäre also ein kleiner Schritt für die Erforschung des Universums, aber ein großer Schritt für Europa. Mit dem ehrgeizigen Projekt ExoMars meldet der Alte Kontinent – im Schlepptau Russland – ernsthafte Ansprüche im Wettrennen zum Roten Planeten an. Beim Erforschen des Himmelskörpers mischen Europäer und Russen ab sofort ohnedies mit. Zwar wird dem Landemodul Schiaparelli schon in ein paar Tagen der Saft ausgehen, was aber kein Problem ist: Es ist nur ein Testballon, der das Verfahren für eine weiche Landung auf dem Mars erproben soll.

Spannender ist die Aufgabe der Muttersonde: Bis Ende 2017 wird Trace Gas Orbiter (TGO) Richtung Mars abgesenkt. Nach einigen hundert Umläufen wird die Sonde ihren Arbeitsorbit in 400 km Höhe erreicht haben. Dann kann die wissenschaftliche Arbeit beginnen.

TGO soll in der dünnen Gashülle des Mars nach Stoffen suchen, die von einfachen Lebensformen stammen. Besonderes interessant ist Methan, das auf der Erde keinen guten Ruf hat, weil es als Treibhausgas den Klimawandel forciert. Bei uns wird es auch von Bakterien freigesetzt. Könnte es sein, dass es auch auf dem Mars Mikroorganismen gibt, lautet die Kardinalsfrage. ExoMars ist der Versuch, diese Frage nach Leben beim Nachbarn, an der viele Raumsonden gescheitert sind, zu beantworten.

Spekulation

Gerätselt wird darüber spätestens, seit der italienische Astronom Giovanni Schiaparelli, der dem 600 Kilogramm schweren ExoMars-Landemodul seinen Namen leiht, um 1877 per Teleskop dunkle Linien auf dem Mars entdeckte und sie "canali" (Kanäle) nannte. Auf der Erde führte das bald zu wilden Spekulationen über Bewässerungsgräben bauende Marsmännchen.

Die wird wohl auch der Rover ExoMars 2018, Teil 2 der europäischen Mars-Mission, nicht entdecken. Trotzdem lautet die Forschungsfrage, der der Rover nachgehen soll: Könnte sich Leben während früherer feuchter Phasen vor Milliarden von Jahren auf dem Mars eingenistet haben? Daher soll der Rover von der Größe eines Golfkarrens die Landeplattform verlassen, mehrere Kilometer herumfahren, wo früher Wasser war, Bodenproben nehmen und vor allem bohren. Denn an Bord von ExoMars 2018 findet sich ein Bohrsystem, mit dem Proben aus bis zu zwei Meter Tiefe genommen werden können. Es ist das erste zum Mars transportierte Bohrsystem, das mehr als nur wenige Zentimeter in die Marsoberfläche eindringen kann. Analysiert wird dann im automatischen Labor vor Ort.

Spätestens hier wird das Ziel, das die ESA mit ExoMars verfolgt, klar: Weg von der bloßen Beobachtung hin zur Vor-Ort-Erkundung. So will sich Europa als seriöser Partner im Wettlauf zum Mars etablieren, sagt der Chef der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos, Igor Komarow: "Mit einem erfolgreichen ExoMars-Programm dürfte Europa die Tür für weitere internationale Projekte offenstehen".

KURIER: Wie geht es weiter, was passiert nach der Landung?

Die Mission des Test-Landemoduls ist im Prinzip beendet. Der einzige Zweck, den Schiaparelli hat, ist, zu zeigen: Die ESA kann am Mars landen, auch mit größerer Last. Es ist eine Technologie, die Europa bisher nicht hatte, aber in der Hand haben sollte, um nicht auf Projektpartner angewiesen zu sein. Und wenn 2018 ein teurer Rover nachgeschickt wird, muss die Landung funktionieren.

Warum ist es so schwer, am Mars zu landen?

Die Bremswirkung mit Fallschirmen ist begrenzt, weil die Atmosphäre so dünn ist. Man kann sie bis zu einer gewisse Grenze nutzen, dann muss es das Landegerät eigenständig zum Boden schaffen. Das Bodenabstandsradar darf nicht ins Taumeln kommen, wenn es gewisse Windturbulenzen gibt. Dazu kommt, dass der ExoMars- Rover in die gleiche Gewichtsklasse wie "Curiosity" fällt (ca. 1 Tonne). Er ist das Schwerste, was man bisher am Mars absetzen konnte.

Wieso entschied man sich nicht für andere Planeten?

Der Mars ist kleiner als die Erde, hat eine andere Atmosphäre, dennoch ist er ihr am ähnlichsten und taugt zum Vergleich. Auf Venus ist die Oberflächentemperatur zu heiß, Merkur ist auch schwierig, weil er noch näher an der Sonne ist und es dort viel Strahlung gibt. Da bleibt nur mehr der Mars. Er hat auch den Bonus, dass Lebensspuren vorhanden sein könnten. Bei Venus und Merkur erwartet man sich das nicht.

MARINER 4: Der US-Sonde gelingt 1965 der erste Vorbeiflug in rund 10 000 Kilometern Entfernung. Sie schickt Fotos vom Mars zur Erde.
VIKING 1 und 2: Die US-Raumfahrtbehörde Nasa startet 1975 zwei Raketen mit je einem Satelliten und einem Landemodul. „Viking 1“ und „Viking 2“ suchen in verschiedenen Mars-Regionen nach Mikroorganismen am Boden und finden nichts. Die Geräte waren jahrelang im Einsatz.
PATHFINDER: Die Nasa-Sonde „Pathfinder“ setzt nach der Landung 1997 den Rover „Sojourner“ auf der Mars-Oberfläche aus. Es ist der erste geglückte Einsatz eines Rovers auf dem Nachbarplaneten der Erde.
OPPORTUNITY: Daten der Nasa-Sonde „Opportunity“ deuten an, dass einst auf der Mars-Oberfläche Wasser geflossen sein könnte. Die Sonde ist seit 2004 in der Tiefebene Meridiani Planum im Einsatz, wo im Oktober auch das ExoMars-Testmodul „Schiaparelli“ landen soll.
CURIOSITY: Der US-Rover „Curiosity“ ist mit fast 900 Kilogramm und 3 mal 2,8 Metern der größte mobile Forschungsroboter, der bislang auf den Roten Planeten geschickt wurde. Er ist seit 2012 aktiv.