Marssonde: Verschollen im Weltall

In den USA ist bekanntlich manches anders als im alten Europa. So stehen auf den Straßenschildern die Entfernungen nicht in Kilometern angeschrieben, sondern in Meilen. Und in Supermärkten werden Lebensmittel nicht pro Kilogramm feilgeboten, sondern in Unzen und Pfund. Für Touristen ist das ziemlich lästig, weil sie ständig in die vertrauten Einheiten umrechnen müssen. Für die amerikanische Weltraumorganisation Nasa hingegen hatte das Durcheinander der Maßeinheiten weitaus gravierendere Folgen: Ende der 1990er Jahre führte es dazu, dass eine teure Weltraummission kläglich scheiterte – die des „Mars Climate Orbiter“.

Mars ist ein Nachbar der Erde und ihr in vielerlei Hinsicht ähnlich: So verfügt er beispielsweise über tiefe Canyons, die vermuten lassen, dass dort einst gewaltige Mengen Wasser zu Tal schossen. Um ihn bis ins letzte Detail zu erkunden, schicken Planetenforscher Sonden und Roboter auf den Roten Planeten, wie unlängst das unbemannte Marsmobil Phoenix. Sie wollen Wasser finden, Leben entdecken und herausfinden, was für ein Klima auf dem Mars herrscht. „Der Mars gehört zu den Planeten, die eine Atmosphäre haben“, sagt Ralf Jaumann vom Institut für Planetenforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin-Adlershof. „Seine Atmosphäre ist zwar nur ein Hundertstel so dicht wie die Lufthülle der Erde und außerdem ganz anders zusammengesetzt – aber sie existiert!“

Und wo eine Atmosphäre ist, da gibt es auch ein Klima. „Wir wissen sogar, dass es auf dem Mars immer wieder zu Klimakatastrophen kommt“, sagt Jaumann. So sei mehrfach infolge von steigenden Temperaturen Kohlendioxid-Eis geschmolzen und habe reißende Flüsse gebildet. Um mehr über die marsianischen Klimakapriolen zu erfahren, schickte die Nasa am 11. Dezember 1998 eine Rakete in Richtung Mars. An Bord befand sich der „Climate Orbiter“ – ein Satellit, der den Mars auf einer Umlaufbahn umkreisen und seine Atmosphäre mit Spezialsensoren vermessen sollte. Zusätzlich hatte die Sonde den Auftrag, die zerklüftete Planetenoberfläche von der Ferne aus auf Spuren von Klimaänderungen zu inspizieren – zum Beispiel auf Rillen und Schrammen, die einstige Gletscher hinterlassen haben könnten.

Der Start des Climate Orbiter klappte wie geplant, ebenso der neun Monate währende Flug zum Roten Planeten. Am 23. September 1999 hatte die Sonde ihr Ziel erreicht. Um nicht am Mars vorbeizufliegen, musste sie abbremsen. Dazu wollten die Nasa-Techniker den Satelliten auf einer Ellipsenbahn ein wenig in die obersten Schichten der Marsatmosphäre eintauchen lassen. Durch die Reibung würde die Sonde sachte abgebremst. Dieses Manöver wollte man so oft wiederholen, bis die immer langsamer werdende Sonde endgültig im Schwerefeld des Planeten eingefangen wäre und ihn auf einer stabilen Umlaufbahn umkreist.

Dabei mussten die Experten darauf achten, dass die Sonde beim Bremsen nicht zu tief in die Atmosphäre eintaucht – sonst drohte sie zu verglühen. Bei vorangegangenen Missionen hatte dieses Manöver zuverlässig funktioniert. Doch als der Climate Orbiter nach dem Abbremsen wieder aus dem Funkschatten des Mars austreten sollte, herrschte zum Entsetzen der Bodencrew Funkstille. Der Kontakt war abgebrochen, die 200 Millionen Dollar teure Sonde verloren.

Wie sich später herausstellte, hatte sie sich dem Mars nicht wie geplant bis auf 150 Kilometer genähert, sondern bis auf 57 Kilometer. In dieser Höhe ist die Atmosphäre bereits relativ dicht und der Orbiter wurde durch die Hitze zerstört. Die Ursache des Navigationsfehlers war bald gefunden – und sie war den Experten ziemlich peinlich: Die Nasa hatte in ihren Computern im Kontrollzentrum in Metern, Kilogramm und Sekunde gerechnet, den internationalen Maßeinheiten. Der Hersteller des Climate Orbiters dagegen, der Raumfahrtkonzern Lockheed Martin, hatte die Navigationssoftware der Sonde in Zoll und Fuß programmiert, also in US-amerikanischen Einheiten.

Das hatte zur Folge, dass der Kurs der Sonde falsch berechnet wurde. „In den Kontrollzentren der Europäischen Weltraumagentur Esa hat man durchaus darüber geschmunzelt“, berichtet Ralf Jaumann. „Schließlich kann so ein Fehler in Europa nicht passieren.“ Auf dem alten Kontinent rechnen die Menschen – zumindest in Wissenschaft und Industrie – konsequent im Internationalen Einheitensystem, also in Metern, Kilogramm und Sekunden.

Eine Ersatzsonde für den verloren gegangenen Climate Orbiter hat es übrigens nicht gegeben. Doch das, meint Jaumann, sei zu verkraften. „Die meisten Fragen, denen er nachgehen sollte wurden durch andere Missionen beantwortet.“

Zum gleichen Thema ist am morgigen Dienstag ein Beitrag im Deutschlandfunk zu hören. Er ist Teil der Serie „Verrechnet“, die jeweils dienstags von 16 Uhr 35 an verblüffende und teils dramatische Auswirkungen von Rechenfehlern vorstellt. Sie empfangen den Deutschlandfunk im Raum Berlin auf UKW 97,7 und im Digitalradio.

Frank Grotelüschen