Gesundheit : Invasion der Roboter

Erstmals nähert sich ein europäisches Raumfahrzeug dem Roten Planeten – heute beginnt das riskante Landemanöver

Thomas de Padova

Sie sind mit wissenschaftlichen Messinstrumenten ausgerüstet und sollen in diesen Tagen auf dem Mars landen. Aber womöglich werden nicht alle drei Roboter ihr Ziel erreichen. Denn eine voll automatische Landung auf dem weit entfernten Planeten birgt viele Risiken. Um so mehr, als die Landekapseln aus Kostengründen nur das Nötigste dabei haben, womit sie den rasanten Sturzflug durch die dünne Marsatmosphäre abbremsen können: einen Hitzeschutz, Fallschirme und Airbags. Die beiden größeren amerikanischen Sonden tragen im Gegensatz zu dem europäischen Landegerät außerdem noch Bremsraketen, um einen allzu harten Aufprall zu verhindern.

Dass sich sowohl die Nasa als auch die europäische Weltraumbehörde Esa in diesem Jahr für derart riskante Missionen entschieden haben, hat einen besonderen Grund: Der Mars war der Erde in diesem Sommer so nah wie lange nicht. Nur 56 Millionen Kilometer trennten die beiden Planeten voneinander. „Mit so wenig Energieaufwand und so preiswert wird der Mars so schnell nicht mehr zu erreichen sein“, sagt Rudolf Schmidt, Projektleiter der Mission „Mars-Express“ bei der Esa.

Am heutigen Freitag geht die sechsmonatige, ruhige Anreise der europäischen Raumsonde zu Ende. Nun muss sich die kleine Landekapsel samt Roboter von der Raumsonde „Mars-Express“ trennen, um am ersten Weihnachtstag auf unserem Nachbarplaneten aufzusetzen. Der Automat soll an Ort und Stelle mit einem Bohrer bis zu zwei Meter tief in den Boden vordringen und dessen Zusammensetzung analysieren. Die Nasa ist gleich mit zwei Robotern im Anflug. Die beiden Geländefahrzeuge werden im Januar mit Fallschirmen zur Marsoberfläche herabsegeln, um das Gestein unter die Lupe zu nehmen und nach ausgetrockneten Wasseradern auf dem Mars zu suchen.

Forscher, Ingenieure und Computerexperten haben jahrelang dafür gearbeitet, dass „Mars-Express“ und die drei Roboter heil am Ziel ankommen. „Wir haben versucht, alles Mögliche zu tun", sagt der britische Wissenschaftler Colin Pillinger, der das europäische Landegerät „Beagle“ entworfen hat. Fallschirme und Airbags seien mehrfach getestet worden.

Trotzdem lauern die Gefahren überall. „Es gab mehr als 30 Missionen zum Mars – zwei Drittel davon haben ihr Ziel nicht erreicht“, sagt Pillinger. Erst vor ein paar Tagen mussten die Japaner ihre Marsträume endgültig begraben. Es gelang ihnen nicht, ihre Raumsonde „Nozomi“ in einen Orbit um den Planeten zu bringen. Nun taumelt sie verloren um die Sonne.

Die größte Pechsträhne hatten die Russen. Zehn russische Raumsonden sind in den vergangenen Jahrzehnten zum Mars aufgebrochen, alle Missionen schlugen fehl – obwohl zur selben Zeit etwa die russischen Venus-Erkundungen sehr erfolgreich verliefen. Mal riss der Funkkontakt kurz vor Erreichen des Mars ab, dann gleich nach der Landung, ein andermal hielt die Mars-Sonde den heftigen Staubstürmen in der Atmosphäre des Planeten während des Landeanflugs nicht stand.

„Der kritische Tag für die europäische Mission ist der 19. Dezember“, sagt Michael McKay, der den Flugbetrieb des 300 Millionen Euro teuren „MarsExpress“ leitet. Bis zum heutigen Vormittag fliegt die Sonde geradewegs auf Kollisionskurs auf den Mars zu, um die Landekapsel „Beagle“ an geeigneter Stelle abzuwerfen. Um 9Uhr31 sollen mehrere gezündete Sprengbolzen die 60 Kilogramm schwere Landekapsel von der Muttersonde trennen. „Beagle“ selbst hat keinen eigenen Antrieb.

„Alles muss auf dieses Ereignis vorbereitet sein“, sagt McKay. „Es gibt danach keine Möglichkeit zur Kurskorrektur mehr für ,Beagle’. Und direkt nach dieser Trennung muss dann ,Mars-Express’ aus dem Crash-Kurs herausgelenkt werden.“ Die Raumsonde soll den Mars schließlich in 250 Kilometern Höhe umkreisen und dreidimensionale Farbaufnahmen der kompletten Planetenoberfläche machen. Löst sich „Beagle“ wider Erwarten nicht von der Raumsonde, so müssen beide zusammen in eine höhere Umlaufbahn einschwenken, was dann allerdings einen Großteil des vorhandenen Treibstoffs aufbrauchen würde .

Der riskanteste Abschnitt der Mission ist die Landung selbst. Den Amerikanern glückte ein solches Manöver bislang drei Mal, zuerst mit den beiden „Viking“-Sonden, die Mitte der 70er Jahre auf dem Mars eintrafen. Seit dieser bislang teuersten Planetenforschungs-Mission der Nasa wissen wir, dass sich der Mars zwar geologisch viel weiter entwickelt hat als der seit Milliarden Jahren völlig erstarrte Mond. Heute ist er jedoch eine kalte Gesteinswüste.

Im Juli 1997 gelangte dann erstmals ein sechsrädriger Geländewagen zu unserem Nachbarplaneten. Mit Kosten von nicht einmal 300 Millionen Dollar war diese Mission viel preiswerter als die „Viking“-Landungen. Denn getreu der neu ausgegebenen Devise „Schneller, besser, billiger“, erprobte die Nasa eine Kosten sparende und spektakuläre Landetechnik. In diesem Fall mit Erfolg:

Die „Pathfinder“-Sonde drang mit 26000 Kilometern pro Stunde in die dünne Marsatmosphäre ein. Ihr Hitzeschild wurde glühend heiß und bremste die Sonde binnen weniger Minuten auf eine Geschwindigkeit von nur noch etwa 1400 Kilometern pro Stunde ab. Anschließend öffnete sich ein Fallschirm, der das Tempo rasch drosselte. Der Hitzeschutz wurde nun automatisch abgesprengt, und vier große Airbags legten sich schützend um den Roboter.

Wenige Sekunden vor dem Aufprall zündeten drei Bremsraketen, die die Geschwindigkeit noch einmal verminderten. Kurz darauf schlug der „Pathfinder“ mit 65 Stundenkilometern auf dem Marsboden auf, machte dank seiner Luftkissen etwa 16 Sprünge auf der Oberfläche und kam einen Kilometer entfernt zur Ruhe. Der Geländewagen überstand diese Landung. Er rollte bald darauf von der Rampe und analysierte das umliegende Gestein.

Der europäische „Beagle“ soll nun auf ähnliche Weise auf dem Mars niedergehen (siehe Grafik). Er wird ebenfalls mit hoher Geschwindigkeit in die Marsatmosphäre geschleudert, zunächst mit einem Hitzeschild gebremst, dann mit einem kleinen und schließlich mit einem großen Fallschirm. „Kurz vor der Landung werden drei Airbags aufgeblasen“, sagt McKay. „Darin eingepackt, hüpft der Lander dann über die Oberfläche.“

Vor allem aus finanziellen Gründen hat die Esa aber auf Bremsraketen und doppelte Sicherungen verzichtet. „Alle Instrumente gibt es genau einmal“, sagt MacKay. „Wenn eins von ihnen ausfällt, gibt es keinen Ersatz.“

„Wir können die Landung nur deswegen ohne Rückstoßraketen wagen, weil ,Beagle’ so leicht ist“, sagt Esa-Manager Con McCarthy. „Wenn er nur zehn oder 20 Kilogramm schwerer wäre, wären auch wir nicht ohne Rückstoßraketen ausgekommen.“ Der Lander werde vermutlich mit 50 bis 65 Kilometern pro Stunde auf dem Boden aufprallen. „Das ist eine ganz schöne Geschwindigkeit, wenn Sie daran denken, bei diesem Tempo mit Ihrem Auto gegen eine Wand zu fahren.“

Das Landemanöver ist ein technisches Experiment, womöglich noch riskanter als die Landung der beiden amerikanischen Roboter im Januar. Die Nasa hat in den vergangenen Jahren mehrere Marssonden verloren. Ihr „Climate Orbiter“ geriet 1999 bereits beim Einschwenken in die Umlaufbahn wegen eines Programmierfehlers auf Abwege; der „Polar Lander“, der das Eis auf den Polkappen des Mars untersuchen sollte, zerschellte wegen einer Panne ein paar Sekunden vor der minutiös geplanten Landung:

Als die Landekapsel damals ihre Füße ausgefahren habe, habe es einen kleinen Ruck gegeben, erzählt McCarthy. Den habe das Computersystem registriert und „gedacht“: „Wir sind auf dem Boden.“ Der Bordcomputer trennte sich daher vermutlich vorzeitig von den für eine sanfte Landung erforderlichen Bremsraketen. Die wissenschaftlichen Instrumente des „Polar Landers“ überstanden den nachfolgenden Aufprall nicht.

„Wir sind alle sehr gespannt“, sagt Esa-Direktor Gaele Winters im Hinblick auf die bevorstehende „Beagle“-Landung. „Das ist eine große Herausforderung für die europäische Weltraumorganisation, das ist unsere erste Planetenmission." Am 25. Dezember werde „Beagle“ nach glücklicher Landung hoffentlich ein erstes Lebenszeichen von sich geben. Und wenn nicht? „Die Stille ist das, wovor ich mich am meisten fürchte."

0 Kommentare

Neuester Kommentar