Mars-Mission: Die Rätsel des Roten Planeten

Mai 2008 – auf der Nordhalbkugel des Planeten Mars bricht der Frühling herein. Langsam zieht sich die weiße Polkappe, ein Gemisch aus Eis und gefrorenem Kohlendioxid, zurück. Plötzlich zieht sternschuppengleich ein leuchtender Schweif über den rosafarbenen Himmel, ein fernes Grollen ertönt in der dünnen Atmosphäre. Kurz darauf taucht ein seltsames Gebilde am Marshimmel auf: Eine Metallkapsel schwebt an Fallschirmen herab. Bremsraketen brüllen auf: „Phoenix“ ist da – ein Besucher von der fernen Erde.

Der Start am Weltraumnbahnhof Cape Canaveral, Florida, ist für Freitag geplant. Eine Delta-II-Rakete soll das Raumgefährt Phoenix auf den Weg ins All bringen. Neun Monate wird die Reise dauern. Wenn alles klappt, wird Phoenix die erste Sonde sein, die jemals in der Polarregion des Roten Planeten niedergeht. Die Reisezeit ist mit Bedacht gewählt, denn die Forscher wollen die Klimaänderungen auf dem Mars beobachten, die mit dem Auftauen der polaren Eiskappe einhergehen.

Noch aufregender ist das zweite Ziel der Mission: Zum ersten Mal soll auf unserem Nachbarplaneten nach Wasser gegraben werden. Mit einem Roboterarm soll Phoenix die dünne Schicht aus Staub und Geröll durchbrechen, unter der sich, so die Hoffnung der Forscher, das ewige Eis des Mars verbirgt. Eine Kamera wird die Grabung filmen. Chemische Experimente sollen zudem zeigen, ob sich unter der Oberfläche primitive Lebensformen erhalten haben könnten.

Zwar präsentiert sich der Mars heute lebensfeindlich und staubtrocken, doch vieles deutet darauf hin, dass es auf dem Wüstenplaneten einst Flussläufe gab und vielleicht sogar einen großen Ozean auf der Nordhalbkugel. Schon die Aufnahmen der Viking-Sonden in den siebziger Jahren versetzten die Planetenforscher in Erstaunen: Sie zeigten Landschaftsstrukturen, die aussahen wie mäandernde Flussläufe eines Mündungsdeltas und Küstenlinien ausgetrockneter Meere.

Vielleicht besaß der Mars in seiner Frühzeit vor vier Milliarden Jahren eine dichtere Atmosphäre, ein wärmeres Klima und damit auch offenes Wasser. Doch auch in der jüngeren Vergangenheit scheint zumindest vereinzelt noch Wasser über die Oberfläche des Planeten geflossen zu sein, denn die flussähnlichen Täler des Marte Vallis durchziehen erstarrte Lavaströme, die nicht älter als 20 Millionen Jahre sind. Forscher der Amerikanischen Weltraumbehörde Nasa schätzen, dass durch das Marte Vallis zeitweilig hundertmal mehr Wasser geflossen sein muss als durch den Mississippi.

Wo aber kam das Wasser her – und wo ist es geblieben? Als der Mars in seiner Frühzeit abkühlte und seine Atmosphäre zum größten Teil verlor, ist wohl auch ein Teil des Wassers ins Weltall entwichen. Aber vermutlich nicht alles. Unter der Oberfläche könnten sich große Wassermengen als ewiges Eis erhalten haben.„Phoenix landet in einer Region, in der Messungen der Sonde Odyssey gezeigt haben, dass bereits in flachen Bodenschichten ein sehr hoher Wassereisanteil vorliegt“, erklärt Ulrich Christensen vom Max-Planck-Institut (MPI) für Sonnensystemforschung.

Einige Forscher vermuten, dass Einschläge von großen Asteroiden und Kometen hin und wieder zu kurzzeitigen Klimaänderungen auf dem Mars führen können. Dabei verdampfen große Mengen des im Boden eingefrorenen Eises und sorgen für einen begrenzten Zeitraum für ein wärmeres, feuchteres Klima. Jahrelang fällt dann Regen, geradezu sturzflutartig ergießt sich das Wasser in die Flussläufe.

Auch Mineralien auf der Marsoberfläche deuten darauf hin, dass es dort einst Wasser gab. So zeigten die Detektoren der Sonde Mars Global Surveyor Hämatitvorkommen. Hämatit ist ein Eisenoxid, das auf der Erde zumeist im Zusammenhang mit heißen Quellen auftritt. Besonders spektakulär sind die 2004 von dem kleinen Robotfahrzeug Opportunity aufgespürten „Blaubeeren“, kleine Kügelchen aus Hämatit, wie es sie auch in den Canyons im südlichen Utah gibt – und dort sind sie durch eisenhaltiges Grundwasser entstanden, das Millionen Jahre lang durch das Sandgestein gesickert ist.

Wenn es auf dem jungen Mars flüssiges Wasser gab, dann könnte dort – genau wie auf der Erde – primitives, einzelliges Leben entstanden sein. Tief im Marsboden könnten Bakterien bis heute überdauert haben. Einzig die Viking-Sonden in den 1970er Jahren hatten bislang Experimente an Bord, mit denen gezielt nach biologischer Aktivität auf der Marsoberfläche gesucht wurde. Und die Ergebnisse sind bis heute umstritten.

Denn während das eine Experiment biologische Aktivität anzeigte, fand ein zweites nur tote Materie. Die meisten Forscher deuten die Ergebnisse des ersten Experiments deshalb als Folge nicht-biologischer chemischer Reaktionen im Marsboden. Doch Gilbert Levin, einer der Erfinder der Experimente, ist bis heute davon überzeugt, dass damals tatsächlich Leben auf dem Mars nachgewiesen wurde. Allerdings Leben mit einer Biochemie, die nicht unseren irdischen Erwartungen entspricht und sich deshalb mit dem zweiten Experiment nicht nachweisen ließ.

Nach Ansicht des an der Washington State University tätigen Deutschen Dirk Schulze-Makuch lassen sich die widersprüchlichen Ergebnisse auch dann erklären, wenn die Mars-Mikroben in ihren Zellen ein Gemisch aus Wasserstoffperoxyd und Wasser enthalten. Als der Mars abzukühlen begann, nahmen die Mikroben Wasserstoffperoxyd als Gefrierschutz in ihre Zellen auf. Wasserstoffperoxyd zieht zudem Wasser an und würde den Bakterien so erlauben, selbst geringe Spuren von Feuchtigkeit aus der Atmosphäre und dem Boden aufzunehmen. „Aus biochemischer Sicht ist eine solche Anpassung also sinnvoll“, sagt der Astrobiologe. Ob es solche Bakterien tatsächlich im Marsboden gibt, wird wohl auch Phoenix nicht herausfinden können. „Es ist nicht ganz auszuschließen, dass unsere Kamera fossile Überreste von Lebensformen finden könnte – aber das wäre ein Zufallstreffer", sagt Christensen. Erst einmal wollen die Forscher wissen, ob der Mars überhaupt Leben beherbergen könnte. „Die chemische Untersuchung des Bodens soll uns zeigen, wie lebensfreundlich oder lebensfeindlich es dort ist."

Auch die Schichtung der Eis- und Staubablagerungen könnte Aufschluss über die Klimazyklen des Planeten geben. Die Form der Gesteinskörnchen könnte verraten, ob es Erosion durch fließendes Wasser geben hat. Und wenn es unter der Staub- und Geröllschicht flüssiges Wasser gab, dann könnte es dort auch Leben gegeben haben – oder bis heute geben.