MARS EXPRESS
Aktivierung des MARSIS-Radars Anfang Mai
Redaktion
astronews.com
9. Februar 2005

Seit über einem Jahr kreist die europäische Sonde Mars Express um den roten Planeten und hat bereits unzählige eindrucksvolle Bilder und eine Flut von wissenschaftlichen Daten zur Erde gefunkt. Dabei konnte ein Instrument an Bord bislang noch gar nicht in Betrieb gehen: das Radarinstrument MARSIS. Ab Anfang Mai soll es aber nun nach Wasservorkommen auf dem Mars fahnden.

Mars Express. Bild: ESA

Die Europäische Weltraumorganisation hat grünes Licht für das MARSIS-Radar gegeben, das sich an Bord der Raumsonde Mars Express befindet. Die Aktivierung soll Anfang Mai 2005 erfolgen. Wenn diese Operation erfolgreich verläuft, wird das Radar-System endlich damit beginnen können, nach unterirdischen Wasservorkommen zu suchen und Studien zur Ionosphäre des Mars durchzuführen. Die Entscheidung, das MARSIS-Radar zu aktivieren, wurde nach einer intensiven achtmonatigen Vorlaufzeit getroffen, in der auf beiden Seiten des Atlantiks Computersimulationen und technische Untersuchungen durchgeführt wurden, um mögliche  Probleme beim Ausfahren des Instrumentes und mögliche Folgen für das Raumfahrzeug und seine wissenschaftlichen Geräte zu vermeiden.

Die drei MARSIS-Radarausleger sollten ursprünglich schon im April 2004 zum Abschluss der Inbetriebnahmephase der Instrumente von Mars Express aktiviert werden. Diese Ausleger bestehen aus zwei 20 Meter langen Hohlzylindern von je 2,5 Zentimeter Durchmesser sowie einem weiteren sieben Meter langen Ausleger. Da kein zufrieden stellender Bodentest für die Aktivierung unter Flugbedingungen durchgeführt werden konnte, war man bezüglich der Leistungsüberprüfung der Ausleger auf Computersimulationen angewiesen.

Aktualisierte Computersimulationen, die der kalifornische Hersteller kurz vor der geplanten Freigabe vorgenommen hatte, ergaben, dass ein sogenannter "Whiplash-Effekt" auftreten könnte, bevor die Ausleger in ihrer endgültigen, geraden Position arretiert werden. Dies hätte zur Folge gehabt, dass die Ausleger das Raumfahrzeug treffen, wenn auch mit relativ niedriger Energie.

Gemäß einer Empfehlung des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, das das Auslegersystem für das italienische MARSIS-Radarinstrument beigesteuert hatte, und des wissenschaftlichen Teams von Mars Express entschied die ESA, das Ausfahren der Radarausleger sofort zurückzustellen, bis ein umfassendes Verständnis für die dynamischen Abläufe erreicht ist. Das JPL führte sodann ein umfassendes Untersuchungsprogramm durch, das aus Simulationen, theoretischen Studien und Tests an vergleichbaren Auslegern bestand.

Die letztgenannten Tests befassten sich mit den potenziellen Materialalterungseffekten an den Auslegern. Während des gesamten Programms fand eine enge Kooperation zwischen dem JPL und den Experten aus Europa, von der ESA und dem ehemaligen Hauptlieferanten des Raumfahrzeugs, der französischen Astrium SAS, statt. Im Januar wurde eine unabhängige Ingenieurkommission mit Experten aus ESA und Industrie einberufen, mit der Aufgabe, die Ergebnisse und Empfehlungen zum "Ob und wie" der Vorgehensweise beim Ausfahren der Radarausleger zu diskutieren.

Während ihrer letzten Sitzung am 25. Januar hat die ESA-Kommission die Empfehlung ausgesprochen, die MARSIS-Ausleger zu aktivieren. Begründet wurde diese Entscheidung mit den Ergebnissen der Analysen, welche die möglichen Zusammenstoß-Szenarien, die Stärke der Aufprallenergie, die Materialbeschaffenheit und die physikalischen Bedingungen im Weltraum aufgezeigt hatten. Die Kommission kam zu dem Ergebnis, dass das Risiko eines Aufpralls auf das Raumfahrzeug zwar nicht auszuschließen, die Aufprallenergie aber klein und die Wahrscheinlichkeit eines schweren Schadens sehr gering sein würde.

Ein möglicher Schadensfall besteht darin, dass ein Antennenausleger während der Aktivierung entweder von selbst oder durch das Raumfahrzeug blockiert wird. Auch wenn es Möglichkeiten gibt, ein solche Blockade zu beheben, müsste das MARSIS-Radarsystem dann im schlimmsten Fall als teilweise oder vollständig verloren angesehen werden. Die Analysen ergaben jedoch, dass die Kontrollsysteme von Mars Express mit einer solchen Konfiguration umgehen und somit die Konsequenzen für andere wissenschaftliche Geräte auf ein Minimum reduzieren können.

Die ESA-Kommission hat empfohlen, die Aktivierung für die am 2. Mai beginnende Kalenderwoche vorzusehen. Sollten die verbleibenden Vorbereitungen allerdings schneller als geplant verlaufen, wäre es eventuell möglich, die Aktivierung bereits in der am 25. April beginnenden Kalenderwoche zu starten. Eine frühzeitigere Aktivierung ist aus wissenschaftlicher Sicht wünschenswert, da die Umlaufbahn des Mars Express dann schon im Mai 2005 Radarvermessungen der wissenschaftlich interessantesten Mars-Regionen erlauben würde.

Verläuft die Aktivierung erfolgreich, wird das MARSIS-System in der Lage sein, endlich die Geheimnisse der unterirdischen Beschaffenheit des Mars zu lüften, und zwar mindestens bis zum 30. November 2005, dem offiziellen Endtermin für die Mars Express-Aktivitäten, und darüber hinaus, falls die Mission verlängert wird.