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ESA-PROGRAMM AURORA
Bis 2030 bemannt zu Mond und Mars
Redaktion
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14. Oktober 2002

Die europäische Weltraumagentur ESA arbeitet derzeit fieberhaft an ihrem neuen Erkundungsprogramm Aurora. Es soll die europäische Strategie für die Erforschung von Mond, Mars und anderer Objekte im Sonnensystem für die nächsten 30 Jahre skizzieren. Dabei ist auch geplant, zwischen 2020 und 2025 Menschen zum Mond und fünf Jahre später Astronauten zum Mars zu schicken.

Aurora
 
Aurora heißt das neue Erkundungsprogramm der ESA, das die Europäer bis 2030 auf den Mars führen könnte.
Bild: ESA

Am vergangenen Montag traf sich der Aurora-Teilnehmerrat in der ESA-Hauptverwaltung in Paris und genehmigte die Inangriffnahme von Bewertungsstudien für die ersten vier Robotermissionen des Programms. Die genehmigten Studien erstrecken sich auf zwei so genannte Flagship-Missionen - größere Vorhaben zur Erweiterung unserer wissenschaftlichen und technischen Kenntnisse als Vorbereitung für eine bemannte Mission - und zwei so genannte Arrow-Missionen, die als technologisch weniger anspruchsvolle und kostengünstigere Missionen zur Verringerung der mit Flagship-Missionen verbundenen Risiken geplant sind.

Bei den beiden erwogenen Flagship-Missionen handelt es sich zum einen um die EXO-Mars-Mission, die die biologische Umwelt auf dem Mars erkunden soll, bevor andere Raumfluggeräte oder Menschen auf dem Roten Planeten landen. Die Daten dieser Mission dürften einen wertvollen Beitrag zur breiteren Forschung auf dem Gebiet der Exobiologie, also der Suche nach Leben außerhalb der Erde, leisten.

Im Rahmen dieser Mission soll ein Raumfluggerät aus einer Umlaufbahn um den Mars mit Hilfe eines Abstiegsmoduls, das mit aufblasbaren Luftbremsen oder einem Fallschirmsystem ausgestattet ist, gezielt ein Fahrzeug auf dem Mars absetzen, das von herkömmlichen Sonnenzellen mit Energie versorgt würde und sich mehrere Kilometer weit auf der Marsoberfläche fortbewegen könnte. Seine rund 40 Kilogramm schwere Nutzlast würde eine Bohreinrichtung sowie ein mit den wissenschaftlichen Instrumenten gekoppeltes Probenentnahme- und -handhabungssystem umfassen.

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Das Marsfahrzeug stellt mit seinen hochentwickelten optischen Sensoren für das Navigationssystem, seiner Bordsoftware, seiner Fähigkeit für autonomen Einsatz und seinen Nutzlastinstrumenten für die Suche nach Leben eine bedeutende technologische Herausforderung dar, die Europa und Kanada Gelegenheit gibt, in der ESA und auf nationaler Ebene in jahrelanger Zusammenarbeit entwickelte Technologien zur Reife zu bringen. Diese Mission wird auch als mögliches Datenrelaissystem für die unter Federführung der französischen Raumfahrtagentur CNES geplante Mission Mars Netlander in Betracht gezogen.

Die zweite Flagship-Mission ist eine Mission zur Rückführung einer Mars-Bodenprobe zur Erde. Ein mehrteiliges Fahrzeug soll dabei ein Abstiegsmodul sowie ein Fahrzeug für den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre auf eine Umlaufbahn um den Mars befördern. Das Abstiegsmodul setzt auf der Marsoberfläche eine mit einem Probensammelgerät und einem Aufstiegsfahrzeug ausgestattete Landeplattform ab. Bei dieser Mission, die die weltweit erste Mars-Bodenprobe zur Erde zurückbringen soll, wäre eine geringe Landegenauigkeit durchaus annehmbar.

Das Aufstiegsfahrzeug würde die Bodenprobe in einem kleinen Behälter auf eine niedrige (etwa 150 Kilometer hohe) Kreisbahn um den Mars bringen, auf der das Rendezvous mit dem Wiedereintrittsfahrzeug stattfindet. Dieses soll dann die Wiedereintrittskapsel mit der Mars-Bodenprobe auf eine ballistische Flugbahn in die Erdatmosphäre steuern, in der ein Fallschirm (oder aufblasbares Bremssystem) für eine sichere Landung sorgt.

Diese Mission zur Rückführung einer Mars-Bodenprobe setzt eine Reihe grundlegender Technologien voraus, die in Europa noch nicht oder noch nicht voll beherrscht werden. Sie betreffen hauptsächlich das Landesystem, das Aufstiegsfahrzeug, das Rendezvous in der Marsbahn und das Fahrzeug bzw. die Kapsel für den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

Diese Technologien sollen daher in den zwei vorangehenden Arrow-Missionen entwickelt werden: Geplant ist zum einen ein kleiner Satellit auf einer stark elliptischen Erdbahn, der unter ähnlichen Bedingungen in Richtung Erde katapultiert würde, wie dies bei einer interplanetaren Rückkehrkapsel der Fall wäre. Diese Mission ist ein notwendiger Schritt zur Vorbereitung der ersten Mission zur Rückführung einer Mars-Bodenprobe.

Außerdem soll noch ein Mars-Einfangdemonstrator entwickelt werden. Hier handelt es sich um eine kleine Mission zum Nachweis der Technologien, die erforderlich sind, um eine Raumsonde unter Nutzung der Reibung mit der oberen Atmosphäre des Planeten so abzubremsen, dass sie auf eine Bahn um den Mars einschwenkt. Dieselben Technologien sollen später bei einer Flagship-Mission und letztlich auch bei bemannten Missionen des Programms Aurora zur Anwendung gelangen.

Die jetzt vorgestellten Robotermissionen stellen nach Angaben der ESA die ersten Schritte zur Verwirklichung der Endziele des Aurora-Programms dar und ermöglichen die Inangriffnahme einer Reihe von Tätigkeiten, die von missionsspezifischen Technologiearbeiten bis zur wissenschaftlichen Vorbereitung reichen. Das langfristige Programm soll in zwei Hauptphasen durchgeführt werden. In der ersten Phase (2005–2015) sollen die Kenntnisse gesammelt und die Technologien entwickelt und erprobt werden, die für bemannte Missionen zum Mars und Mond benötigt würden, und letztlich die Entscheidung fallen, ob eine solche Mission in Angriff genommen wird.

Dieser Anfangsphase soll im Zeitraum 2015–2030 eine zweite Phase folgen, die der Entwicklung, Verifizierung und Verwirklichung der europäischen Bestandteile der als internationales Gemeinschaftsunternehmen gedachten bemannten Mission gewidmet ist. Nach den gegenwärtigen Vorstellungen sehen die Hauptmeilensteine des Aurora-Programms wie folgt aus: zwei Missionen zur Rückführung von Mars-Bodenproben (2011–2017), Entscheidung zur Durchführung einer bemannten Mission (2015), eine Roboter-Außenstelle auf dem Mars und eventuell eine bemannte Mission zum Mond (2020–2025) sowie eine bemannte Mission zum Mars (2025–2030).

Ob dieses ehrgeizige Programm Wirklichkeit wird, steht allerdings noch in den Sternen: Die jetzt genehmigten Studien sollen erst einmal zur Klärung der Durchführbarkeit und der Anforderungen der vier genannten Missionen beitragen und den Weg zur Einleitung der ersten Industriearbeiten im Jahr 2003 ebnen. Mit einer Entscheidung über die Durchführung dieser Studien ist gegen Ende des Jahres zu rechnen.

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