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Curiosity am Mars: 7 Horrorminuten wie aus Hollywood

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"Nur für den Fall, dass Sie es verpasst haben: Wir stehen davor, einen Kleinwagen mit einer Kofferraumladung wissenschaftlicher Instrumente auf der Marsoberfläche zu landen", begrüßte Doug McCuistion, Direktor des Mars-Erkundungsprogramms der NASA, am Freitag Journalisten in Kalifornien, "Das ist eine ziemlich erstaunliche Leistung. Das ist aufregend, das ist dreist, aber es ist fantastisch." Der Kleinwagen heißt Curiosity und ist wesentlich größer und mächtiger, als die bisherigen Mars-Rover Spirit und Opportunity.

Erkundungsziel Mars: Curiosity und seine Vorgänger (18 Bilder)

Start des Mars Sciene Laboratory der NASA am 26.11.2011 in Cape Canaveral

Das Mars Science Laboratory startete im November 2011 von der Cape Canaveral Air Force Station. Als Trägerrakete wurde eine Atlas-V-Rakete eingesetzt. (Bild: NASA/JPL-Caltech)

Für die NASA steht aber mehr auf dem Spiel als die technische Meisterleistung selbst. Nur mit spektakulären Erfolgen kann sie vielleicht die Sparschnitte der US-Regierung reduzieren und ihr Mars-Programm wie geplant fortführen. Fernziel ist, in etwa 20 bis 30 Jahren die ersten Astronauten auf den roten Nachbarn zu bringen.

Dafür setzt die NASA recht viel auf eine Karte: Montag früh 7:17 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ) soll Curiosity samt dem Mars-Wissenschaftslabor (Mars Science Laboratory, MSL) auf dem Mars aufsetzen. Frühestens 14 Minuten später könnten die ersten, simplen Signale in Australien empfangen werden. So lange dauert es, die aktuelle direkte Entfernung zu unserem Nachbarplaneten mit Lichtgeschwindigkeit zu überwinden.

Ob die Landung gelingt, ist alles andere als sicher. Von bisher 39 Marsmissionen der Menschheit sind nur 15 geglückt. Vor allem die Sowjetunion hatte mit einer Reihe von Fehlschlägen zu kämpfen. Im Unterschied zu den meisten Weltraumfahrten, wo der Start das riskanteste Manöver ist, hat die NASA die schwierigste Aufgabe diesmal noch vor sich: Das Landemanöver selbst dauert sieben Minuten und wirkt wie aus einem absolut unglaubwürdigen Hollywood-Film voller Pyrotechnik und waghalsiger Manöver in feindlichen Umwelt.

Zunächst wird um 7 Uhr MESZ die für die Reise genutzte Antriebsstufe abgestoßen; danach werden zwei Ballastkörper aus Wolfram abgesprengt, um der Kapsel einen bestimmten Eintrittswinkel zu geben. Um 7:10 Uhr rast Curiosity mit über 21.000 Stundenkilometern in die Ausläufer der dünnen Marsatmosphäre. Jetzt beginnen die sieben Horrorminuten auf dem Weg nach unten.

Nach etwa zehn Sekunden wird die maximale Beschleunigung mit bis zu 15 g erreicht. Weitere 65 Sekunden später soll der Hitzeschild 2.100 Grad Celsius aushalten. Nachher werden weitere sechs Wolfram-Gewichte abgesprengt, um die Achse wieder zu begradigen.

Ungefähr vier Minuten nach dem Eintritt in die Atmosphäre ist Curiosity nur noch elf Kilometer vom Boden entfernt. Mit 450 Metern pro Sekunde ist die Kapsel noch immer deutlich schneller als Schall auf der Erde. Jetzt wird ein Fallschirm geöffnet, der einen Durchmesser von 16 Metern hat. Der muss aufgehen, denn einen zweiten Fallschirm gibt es nicht.

Eine Minute später geht die Erde am Horizont unter und die direkte Funkverbindung reißt ab. 1.600 Meter über Grund wird der Rest der Kapsel samt Fallschirm abgesprengt. Zu diesem Zeitpunkt fällt Curiosity noch etwa 80 Meter pro Sekunde und hat schon den größten Teil jenes 5.000 Meter-Berges über sich gelassen, der im Landekrater steht.

Wie bei einem Jetpack feuern nun acht Bremsraketen. Der Jetpack ist außerdem eine Art Himmelskran. Sobald der Fall auf 0,75 Meter pro Sekunde gebremst ist, wird der Rover samt Labor an Nylon-Seilen heruntergelassen.

Im letzten Moment faltet Curiosity seine Räder aus. Sobald eine Bodenberührung registriert wird, kappt der Himmelskran die Seile. Er hat seine Aufgabe erledigt und soll zumindest in 150 Metern Entfernung zu Boden gehen.

Es ist nun 7:17 Uhr MESZ, plus minus einer Minute. Diese Schwankungsbreite ist vor allem durch die unklare Länge der Fallschirmphase bedingt.

Das Labor (MSL) ist direkt auf dem sechsrädrigen Rover namens Curiosity montiert und damit mobil. Es ist mit zahlreichen Geräten, vom Gaschromatographen über Massenspektrometer bis zum sprengkräftigen Laser ausgerüstet. Dazu kommen ein Greifarm und nicht weniger als 17 Kameras. Plutonium 238 sorgt für die notwendige Energie.

Curiositys Aufgabe ist die Untersuchung der Umgebung der Landestelle. Hat es dort jemals Bedingungen gegeben, die Leben in Form von Mikroben ermöglicht haben? Aber auch über die geologische Geschichte des Mars möchten die Wissenschaftler Erkenntnisse sammeln. Die Frage, ob es auf dem Mars tatsächlich Leben gegeben hat, will Curiosity nicht abschließend beantworten.

Nicht zu unterschätzen ist die politische Hebelwirkung. Die NASA braucht einen großartigen Erfolg samt triumphaler Inszenierung. Die Kosten von 2,5 Milliarden Dollar müssen sich in den Augen der Bürger und der Politiker vom Präsidenten abwärts gelohnt haben.

Entsprechend wichtig sind Bilder. Aufnahmen wie von Mondlandungen sind völlig illusorisch. Curiosity hat zwar gleich 17 Kameras an Bord, deren Aufnahmen werden aber erst Tage später zur Erde gefunkt werden können. Die NASA nutzt bereits in der Umlaufbahn befindliche Satelliten als Relaisender.

Einer davon, der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), soll zum Zeitpunkt der Curiosity-Landung über das Gebiet fliegen und ein Foto schießen. Mit etwas Glück könnte die interplanetarische Fotosafari gelingen. Für alle Fälle gibt es in NASAs mächtiger 3D-Welt "Eyes on the Solar System" eine Simulation.

Wissenschaftlich wichtiger ist die Weiterleitung der Daten von Curiositys Landung zur Erde. Das übernimmt die Sonde Mars Odyssey, die nach einen Zwischenfall gerade noch in die richtige Umlaufbahn gebracht werden konnte.

Unter http://www.ustream.tv/nasajpl gibt es von 5:30 Uhr bis 8 Uhr MESZ eine Liveübertragung der NASA mit Kommentaren, eine weitere Sendung mit möglicherweise dann schon vorliegenden weiteren Informationen folgt von 9:30 Uhr bis 10:30 Uhr. Die gleichen Streams ohne Erläuterungen gibt es unter http://www.ustream.tv/nasajpl2. Zudem wird die NASA über den Twitter-Account @marscuriosity zeitnah informieren.

Siehe dazu:

(keh)

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