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Perseverance und Ingenuity auf dem Mars Mars-Rover nimmt erfolgreich Bodenproben

Der Mars-Rover Perseverance und der Hubschrauber Ingenuity sind derzeit auf dem Mars. Ingenuity unterstützt den Rover aus der Luft, während Perseverance Gesteinsproben sucht. Zwei konnte der Rover schon einsammeln.

Von: Jan-Claudius Hanika, Heike Westram, Ortrun Huber

Stand: 13.09.2021

Der Mars-Rover hat den Höhepunkt seiner Mission erreicht: Perseverance hat mit Probe-Bohrungen begonnen und nach einem Fehlversuch Anfang September erfolgreich Bodenproben vom Mars einsammeln können. Sie haben sogar Namen bekommen: “Montdenier” und “Montagnac”. Nach der Proben-Entnahme kommt noch ein kritischer Moment: Perseverance muss das Proben-Röhrchen korrekt verschließen. Auch das hat geklappt.

Perseverance-Proben - Lava-Gestein mit Salz

Das zuständige Wissenschaftler-Team auf der Erde konnte nach Analysen schon herausfinden, dass die Proben aus Vulkan-Gestein bestehen, das auch Salz enthält. Die kristallinen Mineralien im Lava-Gestein helfen bei der radiometrischen Datierung. Das Salz im Stein weist darauf hin, dass es auf dem Mars Wasser gab. Das wussten die Forscher zwar schon, aber nicht, wie lange das Wasser blieb. Nun glauben sie anhand der Veränderung an den Gesteinsproben "für eine lange Zeit".

Erfolgreich im zweiten Versuch: Der Rover Perseverance hat eine Gesteinsprobe vom Mars eingesammelt.

Für die ersten Bohrungen des Rovers wurde eine Region im Jezero Krater ausgewählt. Dort tritt Felsboden hervor, der vermutlich sehr alt ist. Für den nächsten Bohr-Versuch rollt der Rover 200 Meter weiter in ein Gebiet, das „South Séítah“ genannt wird. Die Landschaft besteht aus "Kämmen, die von Sanddünen, Felsbrocken und Felssplittern bedeckt sind, die aussehen, wie zerbrochene Teller."

Anfang Oktober - Mars-Sonne-Konjunktion sorgt für Pause

Bohren kann er dort aber erst nach der gefürchteten Mars-Sonne-Konjunktion, bei der es zu Störstrahlen kommen kann. Sie kommt alles zwei Jahre vor. Mars und Erde stehen dabei an den entgegengesetzten Seiten der Sonne. Voraussichtlich Mitte Oktober kann Perseverance dann wieder aktiv werden.

Perseverance - Elf Tage zur Proben-Entnahme

Während Neil Armstrong auf dem Mond nicht mal vier Minuten brauchte, um eine Mondprobe einzusammeln, kalkulieren die NASA-Techniker bei Perseverance für eine Entnahme rund elf Tage ein: So lange dauert es, das komplette Manöver aus einer Entfernung vieler Millionen Kilometer zu steuern. Dazu gehören auch ausgiebige vorausgehende Analysen, um die richtige Marsprobe zu wählen. Wie das Manöver genau ablaufen soll, können Sie auf der Missionsseite der NASA nachlesen.

Hier befinden sich Perseverance und Ingenuity gerade

Perseverance erkundet den Krater Jezero

Jezero Krater heißt der ausgetrocknete See auf dem Mars, in dem Perseverance gelandet ist. Der Krater mit mehr als 45 Kilometern Durchmesser ist vor rund vier Milliarden Jahren durch einen Meteoriteneinschlag entstanden und muss einst reichlich Wasser enthalten haben. Das zeigen Tonmineralien in seinen tiefen Bodenschichten, die nur im Zusammenhang mit Wasser entstanden sein können. Wissenschaftler vermuten, dass in dem Krater einst ein See von der Größe des Bodensees lag, der zahlreiche Zuflüsse aus der Umgebung hatte.

Perseverance erkundet den Jezero-Krater

In dem Krater wird Perseverance ein rund vier Quadratkilometer großes Stück Marsboden untersuchen. Starttermin der wissenschaftlichen Mission war der 1. Juni 2021.

"Ob es jemals Leben außer auf der Erde gegeben hat, ist eine der größten Fragen, die Menschen zu beantworten versuchen. Was wir von den Proben lernen werden, die während dieser Mission gesammelt werden, hat das Potenzial, diese Frage anzugehen."

NASA-Wissenschaftler Ken Farley

Mars Sample Return: Mars-Gestein zur Erde zurückschicken

Seit Jahren erwägt die NASA, erstmals Bodenproben vom Mars auch wieder zurück zur Erde zu bringen - mit der Mars Sample Return Mission. Dazu müsste eine Rakete die von Perseverance gesammelten Gesteinsproben vom Mars wieder zurück ins All schießen, wo dann ein anderes Raumgefährt die Proben aufnehmen und zur Erde zurückbringen könnte. So wären also drei unterschiedliche aufeinanderfolgende Missionen für den Mars Sample Return notwendig. Die aktuelle Mission 2020 könnte davon die erste sein, wenn es Perseverance gelingt, die Bodenproben einzusammeln.

Wenn es nach der NASA geht, könnte der Mars ab den 2030er-Jahren auch Besuch von Menschen bekommen - bei der ersten bemannten Mars-Umrundung. Sollten wirklich Menschen auf dem Mars landen, könnten auch sie die Proben des Rovers mit nach Hause nehmen.

Der Missionsauftrag für Perseverance

Perseverance' Selfie

Perseverance soll nicht nur eine Bodenprobe vom Mars einsammeln, sondern auch geologische Untersuchungen am Landeplatz durchführen, die Bewohnbarkeit der Umwelt bestimmen und nach Zeichen von einstigem Leben auf dem Mars suchen. Außerdem soll er bewerten, welche Ressourcen und Gefahren es für Forscher gibt, die in der Zukunft zum Mars reisen könnten. Er erledigt damit ähnliche Aufgaben wie seine Vorgänger Opportunity und Curiosity.

Der Mars 2020-Rover verfügt über 23 Kameras.

Letzterem ähnelt er sogar mehr als nur ein bisschen. Der Mars 2020-Rover ist eine komplett überarbeitete Version von Curiosity. NASA-Forscher Jim Watzin erklärt, warum: "Die Tatsache, dass so viel Hardware schon entworfen war oder existierte, ist ein riesiger Vorteil dieser Mission. Das spart Geld, Zeit und reduziert das Risiko."

Die Mission Mars 2020 - Teamwork auf dem roten Planeten

An seiner Seite hat der Rover Perseverance ("Beharrlichkeit") den kleine Mars-Hubschrauber Ingenuity ("Scharfsinn"), der im April und Mai 2021 erfolgreich das Fliegen auf dem Mars getestet hat - eine Premiere in der Raumfahrtgeschichte. Zusammen bilden Perseverance und Ingenuity die Mission Mars 2020.

Perseverance' erste Monate auf dem Mars

Für den Rover begann die Zeit auf dem Mars nach der Landung im Februar 2021 zunächst eher gemächlich: Zunächst testete Perseverance all seine Geräte und Technik, Anfang März dann rollte der NASA-Rover los, wenn auch zunächst nur einige Meter weit. Im April beschränkte sich Perseverance vor allem darauf, den Hubschrauber Ingenuity zu beobachten, stellte aber nebenher auch einige Gramm Sauerstoff aus dem Kohlendioxid der Mars-Atmosphäre her.

Hubschrauber Ingenuity hebt ab - eine Erfolgsgeschichte

Es ist eine Erfolgsstory: die große Geschichte des kleinen Mars-Hubschraubers Ingenuity. Ursprünglich als reines Experiment geplant, absolviert das Fluggerät seine Aufgaben auf dem Mars mit großer Akkuratesse – und das, obwohl das Fliegen auf dem roten Planeten alles andere als einfach ist.    

Dünne Luft, schnelle Rotoren: Herausforderungen für Ingenuity

Der Mars stellt hohe Anforderungen an die Flugfähigkeit eines Hubschraubers, denn die Atmosphäre dort ist rund hundert Mal dünner als auf der Erde. Ingenuity ist ziemlich klein – eher eine Drohne denn ein Hubschrauber. Und Ingenuity hat kaum Instrumente an Bord - außer einer Kamera für eigene Fotos.

Ingenuity fliegt autonom

Der Mars ist von der Erde weit entfernt, daher sind Funksignale dorthin und zurück mehrere Minuten unterwegs. Eine direkte Steuerung von der Erde aus ist so unmöglich. Ingenuity ist deshalb ein autonomes Fluggerät, das seine Flugbahn selbst lenken kann. Er empfängt Befehle der Bodenstation über Perseverance, interpretiert sie und richtet seine Flugbahn entsprechend aus.

Video-Aufnahme vom ersten Flug Ingenuitys

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Ingenuity macht Karriere - Helfer für Perseverance

Seit Ingenuity seine Testflüge erfolgreich absolviert hat, unterstützt der Hubschrauber seinen großen Kollegen Perseverance mit Fotos von der Beschaffenheit der Marsoberfläche, die er bei Erkundungsflügen aufnimmt. So erkundete Ingenuity das Dünenfeld "Séíta" im Jezero-Krater, um eine optimale Route für Perseverance zu ermitteln. Für den Rover allein wäre es zu gefährlich gewesen, das Dünenfeld zu befahren. Perseverance hat auf dem Mars eine Gewichstkraft von rund 350 Kilogramm. In knie- bis hüfthohen Sanddünen könnte der sechsrädrige Rover stecken bleiben.

Start der Mission Mars 2020 im Juli 2020

Spektakuläre Landung von Perseverance auf dem Mars

Perseverance und Ingenuity waren gut ein halbes Jahr lang unterwegs auf ihrer fast 500 Millionen Kilometer langen Reise zum Mars. Am 30. Juli 2020 startete die Mission Mars 2020 mit einer Atlas V-Rakete von Cape Canaveral in Florida. Am 18. Februar 2021 kam Perseverance auf dem Mars an. Ein Marsjahr lang, das sind 687 Erdentage, soll seine Mission auf dem Mars mindestens dauern.

Voll automatisierte Landung am eigenen Kran

Schon das Landemanöver von Perseverance am 18. Februar 2021 war spannend, denn das Projektteam am Boden konnte nicht eingreifen: Der Rover in seiner Landekapsel steuerte alles selbst.

Wie die meisten Landegeräte war Perseverance zunächst in ein Hitzeschild gegen die große Reibungshitze beim Eintritt in die Marsatmosphäre gepackt und entfaltete einen Fallschirm als zusätzliche Bremse.

Eine spektakuläre Premiere bei Marslandungen: Der Rover hatte seinen eigenen kleinen Kran dabei, der ihn vorsichtig auf dem Marsboden absetzte - den "Himmelskran" (Sky Crane).

Animation der Landesequenz

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Landung des Rovers Perseverance auf dem Mars am 18. Februar 2021 (Mission Trailer) | Bild: NASA Jet Propulsion Laboratory (via YouTube)

Perseverance Arrives at Mars: Feb. 18, 2021 (Mission Trailer)

Töne vom Mars - Perseverance schneidet mit

Es scheppert und knarrt, wenn Perseverance über den Marsboden rumpelt. "Wenn mein Auto solche Geräusche machen würde, würde ich rechts ranfahren und den Abschleppdienst rufen", kommentierte einer der NASA-Ingenieure scherzhaft. Die ersten Aufnahmen, die der Rover mit seinem Mikrofon vom Mars aufnahm, machen unter anderem den Wind hörbar, der trotz dünner Atmosphäre auf dem Mars durch den Jezero-Krater fegt.

So detailreich: das erste Panorama-Bild von Perseverance zum Zoomen

 

(Fremdinhalt, die Vollbildschirm-Darstellung funktioniert leider nicht)


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