MARS EXPLORATION ROVER
Nächster Sondenstart zum Mars
Redaktion
astronews.com
6. Juni 2003

Rund eine Woche nach dem erfolgreichen Start der europäischen Sonde Mars Express will die amerikanische Weltraumbehörde NASA am Sonntag nachziehen: Von Florida aus soll der erste von zwei Mars-Rovern zum roten Planeten starten. Auch diese Marskundschafter haben deutsche Instrumente an Bord.

So könnte es aussehen, wenn einer der beiden Mars Exploration Rover den roten Planeten erkundet. Bild: NASA

Der Wettlauf zum roten Planeten hat begonnen: Am Pfingstsonntag startet die US-Raumfahrtbehörde NASA die erste von zwei Sonden zum Mars und wie beim europäischen Mars Express fliegen auch Instrumente von deutschen Wissenschaftlern mit: So stammen die "Nasen" der beiden Mars Exploration Rover namens Alpha Particle X-Ray Spectrometer (APXS), die auf der Marsoberfläche Steine und Böden beschnüffeln, um ihre chemische Zusammensetzung zu bestimmen, von der Abteilung Kosmochemie am Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie.

Neben dem Ziel, eine möglichst lange Strecke (mehr als 500 Meter) zurückzulegen, sollen die Rover als ferngesteuerte Feldgeologen arbeiten. Die Roboter auf Rädern haben einen beweglichen Arm mit einem Gesteinsschleifer und drei wissenschaftlichen Instrumenten: eine amerikanische Mikroskop-Kamera für Oberflächenbilder, ein Mössbauer-Spektrometer für mineralogische Analysen der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz sowie das APXS aus dem Max-Planck-Institut für Chemie. Seinen Beinamen Schnüffler erhielt das Gerät während der Mars Pathfinder Mission im Jahr 1997, als es von dem Mini-Rover Sojourner zu verschiedenen Stellen auf der Oberfläche gefahren wurde und die erste chemische Untersuchung eines Marssteins vornahm. Dieses Konzept eines mobilen Labors überzeugte so sehr, dass die NASA nun zwei große Rover zum Mars schickt, die mehrere Instrumente tragen, um Steine und Böden in bisher einmaliger Qualität zu untersuchen.

Dr. Rudolf Rieder und Dr. Ralf Gellert brachten das APXS für die Mars Exploration Rover-Mission auf den neuesten technischen Stand. Dabei verbesserten sie die Methode der Röntgenanalyse mit einem neuen Typ von Detektor, den das Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft entwickelt hat. Jetzt gewinnen die Forscher schon nach einer halben Stunde Messzeit sehr gute Röntgenspektren - bei Pathfinder mussten sie mehrere Stunden warten. Laut Dr. Johannes Brückner verbessert das neue APXS die Marserkundung deutlich. Wann immer es während der Mission möglich ist, wird der Schnüffler kurz eingeschaltet, um zu überprüfen, ob sich unterwegs die chemische Zusammensetzung des Bodens oder der Steine verändert hat, sagt Brückner. Dies führe zu großer Flexibilität, da sich schnell entscheiden lasse, ob der Rover weiterfahren soll oder nicht. Ist die neue Stelle interessant, kann ein längeres Messprogramm mit allen Instrumenten durchgeführt werden.

Der Schnüffler besteht aus einem acht Zentimeter langen zylindrischen Messkopf mit fünf Zentimeter Durchmesser, der am Manipulatorarm befestigt ist, und der Elektronik, die sich im Innern des Rovers befindet. Beides zusammen wiegt nur etwa 600 Gramm. Der Messkopf enthält radioaktive Quellen des Transurans Curium-244 und bombardiert die Oberfläche einer Probe mit Alpha- und Röntgenstrahlung. Als Resultat sendet die Probe ihrerseits Röntgenstrahlung aus, die ein Detektor auffängt. Das auf diese Weise gewonnene Röntgenspektrum zeigt Linien, die für die Elemente in der Probe charakteristisch sind - gewissermaßen ein atomarer Fingerabdruck. Damit lassen sich viele Elemente nachweisen: Natrium, Magnesium, Aluminium, Silizium, Kalium, Kalzium, Eisen und Zink. Wasserstoff, der im Molekül Wasser vorkommt, lässt sich indirekt mit dem Mössbauer-Spektrometer bestimmen.

Im Januar 2004 werden die beiden Rover auf dem Mars in der Nähe des Äquators landen, der eine in dem Krater Gusev, der andere in Terra Meridiani, einem Gebiet, wo das Eisen-Mineral Hematit vorkommt. Beide Orte wurden ausgewählt, weil es dort vermutlich einmal Wasser gab. Nach der Landung sollen die Sonden zunächst die unmittelbare Umgebung untersuchen. Dann werden die Rover ihre Querfeldeinrallye beginnen. Zwar fehlen Kameras entlang der Piste, aber die Zuschauer auf der Erde sollen aufregende Bilder von mehreren Bordkameras erhalten. Die jeweils nächste Etappe der Rallye wird erst am Tag zuvor festgelegt.

Wegen der dünnen Atmosphäre kann sich Wasser auf dem Mars nicht lange halten: Es verdunstet sehr schnell. Daher ist die Oberfläche des roten Planeten heute knochentrocken. Es gibt jedoch viele Hinweise, dass vor vielen Millionen Jahren auf dem Mars Wasser geflossen ist. So zeigen Fotos aus der Umlaufbahn Strukturen wie den Krater Gusev, die sich am ehesten durch eine nasse Vergangenheit des Mars erklären lassen. Wasser ist eine wichtige Voraussetzung für die Entstehung von Leben daher gilt der Suche nach Wasser das besondere Interesse der Wissenschaftler.

Alle Artikel über die Mission der Mars-Rover bietet astronews.com ab heute auf einer eigenen Mission-Webseite.

Update: Wegen schlechten Wetters wurde der Start auf den 10. Juni 2003, 18.58 Uhr MEZ verschoben.