Stand: 07.08.2022 00:01
Am 6. August 2012 landete der NASA-Rover Curiosity auf der Marsoberfläche. Das mobile Mini-Lab wird den Roten Planeten erforschen – mit Hilfe von Technik und Know-how aus Kiel und Südniedersachsen.
von Yasmin Sibus
Am 6. August 2012 landete Curiosity sicher auf dem Mars, ein Moment, der auch an der Kieler Universität für Aufregung sorgte. Dort haben Wissenschaftler ein Strahlungsmessgerät für die Mission entwickelt.
Es ist Montag und erst 7.32 Uhr – aber der Hörsaal an der Christian-Albrechts-Universität (CAU) in Kiel ist schon voll. Ungefähr 500 Studenten und Mitarbeiter starrten wie hypnotisiert auf einen großen Bildschirm mit NASA-Mitarbeitern, die sich glücklich umarmten. Der Rover Curiosity ist gerade auf dem staubigen Marsboden gelandet – unversehrt. Bis zum 6. August 2012 waren den Weltraumbehörden nur sechs von 14 Versuchen gelungen. „Wir haben jetzt eine Außenstelle auf dem Mars“, sagt Dekan Wolfgang J. Dusche. Denn an Bord von Curiosity wurde in der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät ein Gerät zur Strahlungsmessung entwickelt, das klären soll, ob bemannte Missionen zum Mars möglich sind.
„Die Freude war riesig“, beschrieb Walter Goetz vom Institut für Sonnensystemforschung (MPS) im niedersächsischen Katlenburg-Lindau später den entscheidenden Moment. Er erlebte es live im Kontrollzentrum der NASA im kalifornischen Pasadena – als beteiligter Wissenschaftler steuerte er von dort aus die Mission für die kommenden Monate.
Ein mobiles Mini-Labor in der Größe eines VW-Käfers
Curiosity ist Teil der NASA-Mission Mars Science Laboratory (MSL), die 2004 offiziell gestartet wurde. Der Rover, der etwa 900 Kilogramm wiegt und etwa so groß wie ein VW-Käfer ist, dient als mobiles Mini-Labor – und ist das größte bisher größte und leistungsfähigste seiner Art. Damals lud die US-Weltraumbehörde Wissenschaftler aus aller Welt ein, ihre Ideen für wissenschaftliche Instrumente einzureichen und Konzepte vorzustellen. Am Ende wählte die NASA zehn Instrumente aus, um Gestein, Atmosphäre und Strahlung zu messen oder zu analysieren. Außerdem gibt es eine Wetterstation, einen Bohrer und 17 Kameras.
Kieler Forscher bauen Strahlungsmessgeräte in der Größe einer Kaffeekanne
Kieler Wissenschaftler haben das Strahlungsmessgerät gemeinsam mit Kollegen des Southwest Research Institute in Boulder (Colorado, USA) entwickelt. Der Sensor stammt aus der Stadt am Fjord, die Elektronik aus den Ausläufern der Rocky Mountains. „Es war eine besondere Herausforderung, das Strahlungsmessgerät so klein wie möglich zu bauen“, sagt Projektwissenschaftler Jan Köhler. Die Entwicklung dauerte sechs Jahre und kostete rund 1,3 Millionen Euro. Der sogenannte Radiation Assessment Detector, kurz RAD, war am Ende so groß wie eine Kaffeekanne und wog nur 1,5 Kilogramm.
MPS-Forscher suchen nach Hinweisen auf Leben auf dem Mars
„Curiosity“ ist mit 17 Kameras und zehn wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet – der Rover wird mit Kernenergie betrieben.
Für die Analyse der Daten der Mars-Mission hat die NASA unter anderem Experten des Max-Planck-Instituts engagiert. Geologe Goetz ist für einen Teil der Kamerabilder im Kontrollzentrum der NASA verantwortlich und wird in den ersten Monaten mit Wissenschaftlern in Pasadena die Route des Rovers planen. Ein Kollege aus Südniedersachsen arbeitet derweil daran, Bodenanalysen des größten Rovers, der Sample Analysis of Mars (SAM), auf organische Verbindungen zu untersuchen – also. Beweise für Leben auf dem Mars. Das 38 Kilogramm schwere Gerät ist ein eigenes Labor mit Sieben, Öfen, Spektrometern und anderen Messgeräten, die die Zusammensetzung von Gas- und Bodenproben untersuchen.
Acht Monate im All: RAD sammelt Daten während des Fluges
Am 26. November 2011 wird Curiosity an Bord einer Atlas-V-Trägerrakete vom Cape Canaveral Spaceport (Florida) ins All geschossen. Die Reise von der Erde zum Roten Planeten dauert acht Monate. Das Radiometer der Kieler Wissenschaftler ist das einzige, das bereits Daten sammelt. Ausgewertet wurden sie von den Physikern Robert Wimmer-Schweingruber und Jan Köhler. „Wir konnten damit bereits eine Reihe von kosmischen Strahlen und Teilchenstürmen der Sonne messen“, sagte Köhler damals. Das Gerät wird das erste sein, das Strahlungswerte auf der Marsoberfläche misst.
Riskantes Manöver: Landung von „Curiosity“ auf dem Mars
Das Landemanöver im Bild: Die sogenannte Descent Stage bremst vor der Landung ab und lässt den Rover dann mit Seilen auf die Marsoberfläche ab.
Die Landung ist einer der heikelsten Momente der Marsmission. Etwa sieben Minuten dauert das Manöver: In dieser Zeit bremst Curiosity von einer Geschwindigkeit von 20.920 Stundenkilometern auf null ab. Im Gegensatz zu den Rovern Spirit und Opportunity der NASA kann Curiosity aufgrund seines Gewichts von fast einer Tonne nicht mit einer Luftkissenhülle landen. Stattdessen stoppt das Fahrzeug beim Eintritt in die Marsatmosphäre in 125 Kilometer Höhe zunächst aerodynamisch und wird dann von Fallschirmen unterstützt. In etwa einem Kilometer Höhe wird eine Abstiegsplattform mit Raketenantrieb aktiviert. In 20 Metern Höhe beginnt er zu kreisen und lässt den Rover an drei dünnen Nylonseilen zu Boden sinken – ein Vorgang, den die NASA „Skycrane“ nennt. Das Manöver war erfolgreich, und nur wenige Minuten später schickte Curiosity die ersten grobkörnigen Bilder seines eigenen Schattens zur Erde.
Wahrscheinlich bot der Mars einst lebensfreundliche Bedingungen
Von nun an rollt der Rover mit minimaler Geschwindigkeit durch eine ausgewählte Region im rund 150 Kilometer breiten Gale Crater und beprobt einen dort befindlichen ausgetrockneten Ursee. Daten aus der SAM-Analysekammer zeigten den Forschern: Es gab Süßwasser und die sogenannten Grundbausteine des Lebens wie Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Sauerstoff. „Das lokale Vorkommen von Tonmineralien lässt auf pH-neutrale, wässrige Verwitterung und damit auf lebensfreundliche Bedingungen auf dem jungen Mars schließen“, beschreibt der Physiker Goetz, der nicht an der Studie beteiligt war, die Ergebnisse damals deutschen Journalisten. Eine mit der Erde vergleichbare Biosphäre habe es nicht gegeben, sagt der Marsforscher.
Videoclips
3 Minuten
Welcher Strahlung wären Astronauten während einer Mission zum Mars ausgesetzt? Gemessen wird dies mit einem Gerät aus Kiel. (09.12.2013) 3 Minuten
Die Daten zeigen: Strahlung ist ungesund, aber Raucher leben riskanter
Eine weitere Erkenntnis aus den von “Curiosity” übermittelten Informationen lautet: Eine bemannte Mission zum Mars ist möglich. Die RAD-Daten zeigen, dass die Strahlenbelastung bei einem 180-tägigen Hinflug, einem 500-tägigen Zwischenstopp und einem 180-tägigen Rückflug knapp unter einem Sievert liegt. Unterm Strich steigt laut Universität Kiel das Krebsrisiko um etwa fünf Prozent. „Allerdings ist dieses Risiko noch unvergleichlich geringer als das, dem Raucher ausgesetzt sind“, sagt RAD-Arbeitskreisleiterin Wimmer-Schweingruber. „Die gewonnenen Daten sind ein wichtiger Schritt für die Realisierung einer bemannten Mission zum Mars. Sie könnten helfen, Astronauten zu schützen, indem sie beispielsweise das Raumschiff besser abschirmen oder eine sichere Behausung auf dem Mars bieten.
Mars-Traum der Menschheit: Elon Musk will 2029 mit SpaceX starten
In zehn Jahren hat Curiosity etwa 950.000 Bilder vom roten Planeten und sich selbst gemacht – hier ist ein Selfie von 2018. Die Reifen sind abgenutzt, aber sie halten.
Wann die erste bemannte Mission zum Mars folgen könnte, ist derweil offen. Die NASA rechnet damit frühestens 2040. Auch andere Raumfahrtagenturen wollen sich nicht festlegen. Deutlich zuversichtlicher ist Tesla-Gründer Elon Musk, der mit seinem Raumfahrtunternehmen SpaceX bereits 2029 die ersten Menschen auf den Roten Planeten schicken will. Dann könnte Curiosity tatsächlich noch Leben auf dem Mars entdecken – denn trotz Sandstürmen, Kurzschlüssen und abgenutzten Rädern scheint der Rover weiter durch den Krater Gale und in Richtung Mount Sharp zu rollen. Statt der ursprünglich geplanten zwei Jahre für die Mission ist er nun auf dem Weg zu zehn. Wissenschaftler gehen davon aus, dass eine Atombatterie jahrelang halten könnte.
Dieses Thema im Programm:
NDR 1 Niedersachsen | Regional Braunschweig | 08.01.2021 | 8:30 Uhr morgens
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