Wien - Als Anfang Juli 1997 der Marsroboter Sojourner die ersten Live-Bilder des Roten Planeten übertrug, war das mediale Interesse groß, die NASA-Internetseiten waren teilweise hoffnungslos überlastet. Bei der "Mars Exploration Rover Mission" soll alles noch spektakulärer werden: Gleich zwei semiautonome Roboter-Autos - so genannte Rover - sollen ab Jänner 2004 die Oberfläche unseres Nachbarplaneten erkunden. Starttermine sind Mai und Juni 2003.

Verglichen mit den neuen Rovern war Sojourner ein Winzling. Mit einer Masse von gerade einmal zehn Kilogramm lieferte er dennoch neben Bildern auch chemische Analysen des Marsgesteins, ein Spektrometer machte es möglich. Für die neue Mission wurden die beiden Roboter - sie wiegen auf der Erde je rund 180 Kilo - gleichsam als fahrende Geologie-Labors ausgestattet.

Ausschau nach Mineralien

Die Panorama-Kamera, die gleichsam den Überblick behalten soll, wird von einem Infrarot-Spektrometer unterstützt. Dieses Instrument wird unter anderem nach typischen, von fließendem Wasser geformten Mineralien Ausschau halten. Ein so genanntes Mössbauer-Spektrometer wird speziell nach eisenhaltigen Gesteinen suchen und deren Verwitterung dokumentieren. Das Alpha-Teilchen-Röntgenspektrometer ist ein ähnliches Instrument, wie es schon im Sojourner im Einsatz war, es kann die Anteile der Hauptelemente in den Mineralien bestimmen. Daraus können die Wissenschafter schließen, wie sich Felsen und Böden auf dem Mars formen und wie sie sich mit der Zeit verändern.

Ein Mikroskop-Auge wird schließlich seinen extrem feinen Blick auf die Oberfläche von Steinen, Felsen und Staub richten. Sollte es jemals fließendes Wasser auf dem Mars gegeben haben - und es spricht nach bisherigen Untersuchungen einiges dafür -, sollten sich etwa typische Oberflächenstrukturen finden, wie sie auch in Flusssedimenten auf der Erde zu sehen sind.

An unterschiedlichen Standorten

Die beiden baugleichen Rover werden mit zwei Trägerraketen ins All geschossen und sollen auf dem Mars an zwei unterschiedlichen Standorten ihren Dienst versehen. Im Gegensatz zur Pathfinder-Mission 1997 werden die Roboter-Autos das gesamte Equipment mit sich führen, es wird keine Basis-Station geben, zu der sie Kontakt halten müssen. Dadurch erweitert sich nicht zuletzt der Aktionsradius deutlich, die Rover werden bis zu 100 Meter pro Tag zurücklegen können. Bei einer geplanten Einsatzdauer von 90 Marstagen - das entspricht 92 Erdentagen - könnte da schon einiges zusammenkommen.

Zu den schwierigsten Manövern der ganzen Mission zählen die Landungen der beiden Rover auf dem Marsboden. Einmal von den Trägerraketen abgesprengt, sausen die noch in Lander eingepackten Roboterautos mit einem Hitzeschild voran Richtung Marsoberfläche. Die erste Geschwindigkeitsreduktion in der Atmosphäre bewerkstelligt ein in rund zehn Kilometern geöffneter Fallschirm. Da die Marsatmosphäre aber eine Dichte von weniger als ein Prozent der Erde hat, verzögert der Schirm nicht ausreichend, es müssen auch noch Bremsraketen gezündet werden.

Letztendlich sorgen in der letzten Phase des Abstiegs entfaltete Airbags dafür, dass die Rover möglichst unbeschadet ankommen. Die Raumfahrtspezialisten schätzen, dass der wohl eingepackte Lander nach dem ersten Aufschlagen noch rund ein Dutzend Mal auf- und abspringen wird, ehe das Ganze liegen bleibt.

Blütenblätter als Vorbild

Ist diese heikle Phase gut überstanden, tritt eine Mechanik nach Vorbild von Blütenblättern in Aktion: Drei Klappen öffnen sich und bringen dadurch den Lander - egal wie er auch immer zum Liegen kam - in die richtige Position. Dann fahren Kameraaugen und Solarpaneel aus, um für nötigen Überblick und für Strom zu sorgen. Hat alles funktioniert, kann der Rover den Lander - der nun keine Funktion mehr erfüllt - verlassen und seine Erkundung beginnen.

Wie schon Sojourner werden die beiden Rover semiautonom unterwegs sein. Das bedeutet, dass sie zwar von der Erde aus Anweisungen bekommen, etwa bezüglich des Kurses, dann müssen die Bordcomputer aber selbstständig agieren und etwa Hindernissen ausweichen, ohne die Richtung zu verlieren. Direkte Fernsteuerung von der Erde hätte auf Grund des Datentransfers über die große Distanz Verzögerungen von bis zu 20 Minuten.

Stromverbrauch

Die Fahrzeuge kurven auf sechs Rädern durch die Landschaft, so sollen auch schwierige Passagen möglichst unbeschadet bewältigt werden. Die Oberseite der Rover ist fast durchgehend mit Solarzellen bedeckt, die für den nötigen Strom sorgen sollen. Die NASA-Forscher schätzen, dass die Autos täglich während der Zeit des höchsten Sonnenstandes rund vier Stunden unterwegs sein werden, für mehr wird die Energie nicht reichen. Schließlich verbrauchen der Antrieb, die Kameras und Analysegeräte sowie der Datentransfer Strom.

Die Daten können einerseits direkt von den Rover-Antennen Richtung Erde gefunkt werden, teilweise werden aber die beiden im Orbit befindlichen Sonden "Mars Odyssey" und "Mars Global Surveyor" gleichsam als Relaisstationen eingesetzt. Das hat für die Rover den Vorteil, dass sie gleichsam weniger "schreien" müssen und Energie sparen können. Schließlich schweben die Sonden in rund 400 Kilometern über der Marsoberfläche, und die Erde ist zwischen 170 und 320 Millionen Kilometer entfernt. Auch ist der Datentransfer zu den Sonden mit 128.000 Bits pro Sekunde deutlich rascher als die direkte Kommunikation mit der Erde (3.500 bis 12.000 Bits pro Sekunde).

Deep Space Network

Auf der Erde ist nicht nur eine Station für den Empfang der Daten eingerichtet - das würde zu lange Aussetzer durch die Erddrehung bedingen. Stattdessen ist das so genannte Deep Space Network (DSN) auf Standorte in Kalifornien, Spanien und Australien aufgeteilt.

Das Ende der Rover-Missionen wird spätestens dann gekommen sein, wenn der Strom für einen weiteren Betrieb nicht mehr ausreicht. Zwar hätten die Energie liefernden Solarzellen eine jahre- bis jahrzehntelange Lebensdauer, allerdings werden sie langsam aber sicher von Staub bedeckt und verlieren so an Wirkung. Auch entfernt sich der Mars wieder weiter von der Sonne, das senkt die Leistung der Panel. Sojourner hatte den Mars am 4. Juli 1997 erreicht, der letzte "Pieps" eines Hilfssenders erreichte die Erde am 6. Oktober. Damit war die Mission aber wesentlich länger in Funktion als erwartet. (APA)