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Sechs Minuten des Schreckens Warum die Mars-Landung scheitern könnte

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Schon kleine Veränderungen in der Mars-Atmosphäre können den Landevorgang stark beeinflussen.

(Foto: ESA/ATG medialab)

Die europäisch-russische Mission ExoMars ist am Ziel, der Rote Planet ist erreicht. Heute könnte Europa gelingen, was die USA schon mehrfach geschafft haben: weich auf dem Mars zu landen. Doch es ist ein Manöver, das an den Nerven zehrt.

Fahrzeuge, die über den Marsboden rollen, sind für viele Menschen kaum noch etwas Besonderes. Seit Jahren hören wir regelmäßig von den neuesten Entdeckungen der Nasa-Rover Curiosity und Opportunity; vorher waren es Spirit und Sojourner, die uns den Roten Planeten ein Stück näher brachten. Sonden unbeschadet auf dem Mars landen zu lassen, scheint beinahe Routine zu sein. Und doch ist es, wie Paolo Ferri, Leiter des Esa-Missionsbetriebs im Gespräch mit n-tv.de sagte, "sehr, sehr kompliziert".

Tatsächlich ist die Geschichte der Mars-Missionen voll von Fehlschlägen. So ging beispielsweise der Nasa 1992 eine Mars-Sonde beim Landevorgang verloren, wahrscheinlich zerschellte sie. Den beiden Rovern der Russischen Weltraumbehörde Roskosmos, die 1971 auf dem Roten Planeten aufsetzen sollten, war ein ähnliches Schicksal beschieden. Und auch das Vorhaben der Europäischen Weltraumorganisation Esa, das Gerät Beagle 2 im Jahr 2003 einigermaßen sanft auf dem Mars zu platzieren, scheiterte. Es war der erste Versuch der Esa, auf dem Nachbarplaneten zu landen. Und bislang der letzte.

Sollte heute Schiaparelli, die Landekapsel der ExoMars-Mission, unversehrt die Mars-Oberfläche erreichen, wäre das für Europa eine Premiere. Für den Fortgang des europäisch-russischen Weltraumprojektes ist der Versuch unverzichtbar. Denn in vier Jahren wollen Esa und Roskosmos einen Rover hinterherschicken. Schiaparelli ist ein technischer Test. "Mit Schiaparelli testen wir Technologien für eine Landung auf dem Mars, sodass wir für die Landung des 2020 folgenden Rovers besser vorbereitet sind", sagt Ferri. Es sind ausgefeilteste Technologien und höchstes Ingenieurwissen am Start. Und trotzdem kann einiges schiefgehen.

Von 21.000 auf 0 in sechs Minuten

Grund dafür ist die Mars-Atmosphäre. Sie ist dünn und verändert sich ständig. Gleichzeitig ist sie, wie Ferri erklärt, unerlässlich, um Schiaparelli beim Landevorgang zu bremsen. Mit einer Geschwindigkeit von mehr als 20.000 Kilometern pro Stunde tritt das Gerät um 16.42 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit in die Mars-Atmosphäre ein, 121 Kilometer über der Oberfläche des Planeten. Danach muss das Tempo brutal gedrosselt werden - mithilfe der dünnen Atmosphäre.

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Die starke Reibung der Gasteilchen am Hitzeschild des Test-Landers senkt die Geschwindigkeit drastisch: Wenn Schiaparelli sich der Mars-Oberfläche bis auf 11 Kilometer genähert hat, ist er nur noch 1700 km/h schnell – was für den Aufprall natürlich bei Weitem zu viel ist. Deswegen kommt an dieser Stelle ein Fallschirm zum Einsatz. An ihm sinkt das Landegerät hinab, bis es nur noch 1 Kilometer zurückzulegen hat. Dann ist die Zeit für die Bremstriebwerke gekommen. Wenn die sich ausschalten, ist Schiaparelli nur noch zwei Meter vom Marsboden entfernt. Das letzte Stück plumpst er im freien Fall - mit 10 km/h.

Und dann sind da noch die Sandstürme

So weit der Plan. Schon kleinste Veränderungen in der Mars-Atmosphäre aber können den Landevorgang stark beeinflussen. Für Schiaparelli kommt erschwerend hinzu: Er erreicht den Roten Planeten in der Sandsturm-Saison. Womöglich ist er also starken Winden ausgesetzt und unzählige Staubpartikel prasseln auf ihn ein. Das wird große Auswirkungen haben. Welche, ist nicht bis ins Detail bekannt.

Wenn Schiaparellis Landung abläuft wie geplant, ist es bei seinem Aufprall 16.48 Uhr. Seit dem Eintritt in die Mars-Atmosphäre sind dann gerade einmal sechs Minuten vergangen. Sechs Minuten, in denen die Wissenschaftler am Raumflugkontrollzentrum der Esa in Darmstadt (Esoc) nichts machen können, als die Luft anzuhalten. Sie können nicht in den Landevorgang eingreifen; der geschieht gezwungenermaßen voll automatisch. Denn ein Signal, das das Esoc zum Lander schicken würde, wäre bei der aktuellen Entfernung zum Mars zehn Minuten unterwegs. Damit käme jeder Korrekturbefehl zu spät.

"Eine sehr kritische Phase"

"Wir müssen darauf vertrauen, dass das Gerät über die Landesequenz autonom funktioniert, und das gefällt mir nicht", sagt Esa-Missionsbetriebsleiter Ferri. Auch die Nasa weiß, was die Tatsache, keine Kontrolle zu haben, für die Nerven der Mitarbeiter bedeuten kann: Als Curiosity 2012 auf dem Mars aufsetzte, sprach die US-Raumfahrtbehörde von "seven minutes of terror". Glück im Unglück: Bei Schiaparelli ist der Schrecken eine Minute kürzer. "Die Landung wurde natürlich ganz genau geplant und simuliert, aber wenn etwas schiefgeht in dieser sehr komplexen Sequenz, dann geht die ganze Landung schief", so Ferri. "Es ist tatsächlich eine sehr kritische Phase für uns." Wenn im Esoc die Signale vom Beginn der Landung ankommen, hat Schiaparelli die Mars-Oberfläche schon erreicht. In welchem Zustand, ist dann noch unklar.

Und wenn die Landung scheitert? "Das wäre bedauerlich", sagt Esa-Generaldirektor Jan Wörner. "Aber für die Forschung ist eher der Satellit TGO, der im Orbit bleibt, von entscheidender Bedeutung." Schiaparelli ist eben nur ein Teil der ExoMars-Mission – ein Testgerät für die Landung. Die wissenschaftliche Arbeit hingegen übernimmt der Orbiter TGO, der jahrelang um den Mars kreisen und dabei die Spurengase in dessen Atmosphäre untersuchen wird. Auch dem TGO steht ein komplexes Bremsmanöver bevor, das ihn in eine nahe Mars-Umlaufbahn bringt. Dieses nimmt sehr viel mehr als sechs Minuten in Anspruch, nämlich fast ein Jahr. "Wenn das schiefgehen würde, hätten wir ein viel größeres Problem als mit einer missglückten Schiaparelli-Landung", sagt Ferri. Auch nach dem heutigen Tag: ExoMars bleibt spannend.

Quelle: n-tv.de

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