Lift-off: Perseverance ist auf dem Weg.
Foto: REUTERS/Joe Skipper

Der neue Mars-Rover der Nasa ist unterwegs: Um 13.50 Uhr MESZ hob der Curiosity-Nachfolger Perseverance vom Startkomplex 41 des Weltraumbahnhofs Cape Canaveral in Florida an Bord einer Atlas-V-541-Rakete erfolgreich ab. Die Atlas V ist eine der größten derzeit verfügbaren Raketen für interplanetare Flüge. Mit dem gleichen Raketentyp wurden auch die Nasa-Missionen Insight und Curiosity zum Mars geschickt.

Nun hat die Trägerrakete nach Angaben der US-Raumfahrtbehörde NASA allerdings technische Probleme. Daten deuteten darauf hin, dass die Rakete in einen Sicherheitsmodus umgeschaltet habe, teilte die NASA am Donnerstagabend mit. Möglicherweise sei ein Teil des Raumschiffs im Schatten der Erde zu kalt geworden.

Temperaturen haben sich normalisiert

Auch beim Aufbau einer Kommunikationsverbindung mit dem Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena im US-Bundesstaat Kalifornien kam es den Angaben zufolge zu Verzögerungen. Inzwischen habe die Rakete den Erdschatten verlassen und die Temperaturen hätten sich normalisiert, teilte die NASA weiter mit. Derzeit werde eine umfassende Überprüfung vorgenommen.

Der stellvertretende Missionsleiter Matt Wallace erklärte, der Vorfall sei nicht allzu besorgniserregend. "Das ist vollkommen in Ordnung, die Rakete ist glücklich", sagte er. Das Team prüfe derzeit die Funktionen der Rakete. "Bisher sieht alles, was ich gesehen habe, gut aus. In Kürze werden wir mehr wissen." Wenn eine Trägerrakete in den abgesicherten Modus übergeht, schaltet sie alle bis auf die notwendigen Systeme ab.

Schwierige Mission

Eine sichere und sanfte Landung auf dem Mars zählt zu den technisch schwierigsten und riskantesten Manövern der modernen Raumfahrt. Während in Science-Fiction-Filmen die Raumschiffe oft majestätisch herniederschweben, gleicht die dramatische Ankunft auf dem Mars in Wahrheit zumindest derzeit noch dem Ritt auf einem einschlagenden Asteroiden. Entsprechend sieht auch die Bilanz aus: 18-mal hat man bisher versucht, mobile oder stationäre Instrumente auf den Mars zu platzieren, aber nur bei zehn kann man von einem wissenschaftlichen Erfolg sprechen – neun davon waren US-amerikanische Missionen.

Mit der Sonde Mars 3 gelang es der Sowjetunion zwar 1971, als erste Nation ein künstliches Objekt auf den Mars zu bringen, doch die wie eine umgekehrte 1,2 Meter große Schüssel geformte Sonde verstummte nur 20 Sekunden nachdem sie mit der ersten Panoramaaufnahme der Umgebung begonnen hatte.

Perseverance gleicht nur oberflächlich seinem Vorgänger Curiosity.
Illustr.: NASA/JPL-CALTECH

Nasa hat Erfahrung mit Marslandungen

Auch bei den Rovern haben die USA mit Abstand die Nase vorn – vier rollende Roboter haben bislang die Marsoberfläche erreicht, allesamt im Rahmen von Nasa-Missionen: 1997 kurvte Sojourner als erster erfolgreich operierender Rover für drei Monate auf dem Mars umher. Das nur elf Kilogramm schwere Gefährt kam etwa hundert Meter weit. 2004 folgten die berühmten Zwillinge Spirit und Opportunity. Während der Kontakt zu Spirit 2007 in einem Sandsturm verloren ging, ereilte Opportunity erst elf Jahre später das gleiche Schicksal. 2012 schließlich setzte mit Curiosity (eigentlich Mars Science Laboratory, kurz MSL) ein regelrechter Medienstar auf dem Mars auf.

Perseverance' Vorgänger: Sojourner (links), Opportunity (Mitte) und Curiosity (rechts).
Fotos: Nasa

Viel Verkehr auf dem Weg zum Mars

Nun hat sich mit dem Rover Perseverance (auf Deutsch "Durchhaltevermögen") der fünfte Nasa-Rover auf den Weg zum Roten Planeten gemacht. Von dem bislang technisch ausgefeiltesten Rover, den die US-Raumfahrtbehörde je zum Mars geschickt hat, erhofft sich die Nasa einen ähnlich erfolgreichen Missionsverlauf wie beim MSL. Der Name des Vehikels war übrigens im Rahmen eines Wettbewerbs von einem Siebtklässler aus dem US-Bundesstaat Virginia vorgeschlagen worden.

Was Reisen zum Mars betrifft, fiel der Start von Perseverance in eine verkehrsreiche Zeit, immerhin haben sich in den vergangenen zehn Tagen bereits zwei andere Sonden auf den Weg gemacht: Am 19. Juli hob mit Al Amal die erste Marsmission der Vereinigten Arabischen Emirate vom japanischen Weltraumbahnhof Tanegashima ab. Und am 23. Juli schickte China Tianwen-1 los – für das Reich der Mitte ebenfalls eine Premiere, und eine recht ehrgeizige dazu: die "Himmelsfrage-1" besteht aus einer Sonde, einem Landemodul und einem Rover von der Größe eines Golfmobils.

Die Vereinigten Arabischen Emirate (links) und China haben im Juli Sonden zum Mars geschickt.
Illustration: UAE/CNSA

"Sieben Minuten des Terrors"

Alle drei Missionen sollen im Februar 2021 ihr Ziel erreichen. Dann wird wohl auch beim Perseverance-Team der Nasa nach der vergleichsweise entspannten Cruise-Phase der Adrenalinspiegel wieder deutlich steigen. Nach dem Einschwenken in eine niedrige Marsumlaufbahn am 18. Februar beginnt nämlich der kritischste Missionsabschnitt nach dem Start: Für die heikle Landung des 2,5 Milliarden Dollar teuren Rovers greift die Nasa auf die Sky-Crane-Technologie zurück, die bereits bei Curiosity erfolgreich zum Einsatz gekommen ist. Bevor der MSL-Rover am 6. August 2012 unbeschadet auf der Marsoberfläche zum Stehen kam, hatte er "sieben Minuten des Terrors" hinter sich zu bringen. So hatten Nasa-Ingenieure diesen harten Abwärtsritt durch die Marsatmosphäre getauft, bei dem die Sonde samt Rover in den besagten sieben Minuten ganz autonom von annähernd 21.000 Kilometer pro Stunde auf null abgebremst hat.

Den ersten Teil davon übernimmt auch diesmal wieder ein Hitzeschild, der die Geschwindigkeit des Flugkörpers auf unter 1.000 Kilometer pro Stunde reduziert. Ab einer Höhe von zwölf Kilometern sorgt ein riesiger Überschallfallschirm dafür, dass sich der Abstieg der Landeeinheit auf geschätzte 300 Kilometer pro Stunde weiter verlangsamt. In acht Kilometern Höhe wird der Hitzeschild abgeworfen. 80 Sekunden später löst sich der Sky Crane, der mitsamt dem Rover mit 280 Kilometern pro Stunde dem Boden entgegenrast. Abgebremst von acht Raketentriebwerken soll diese Vorrichtung den Rover schließlich an über sieben Meter langen Kabeln sanft zu Boden abseilen.

Video: Curiositys Seven Minutes of Terror.
NASA Jet Propulsion Laboratory

Landen in einem ehemaligen See

Als Landepunkt von Perseverance hat die Nasa den Krater Jezero auf der Nordhalbkugel des Mars auserkoren. Als Alternativen kamen auch frühere hydrothermale Quellen im Nordosten der Hochebene Syrtis Major oder bei den Columbia Hills infrage. Der 49 Kilometer durchmessende Krater enthielt vor rund vier Milliarden Jahren einen 500 Quadratkilometer großen See mit einem großen Einzugsgebiet, dessen Ablagerungen der Rover für mindestens ein Marsjahr, also 687 Erdtage, auf potenzielle Lebensspuren in Augenschein nehmen soll – eine Aufgabe, die er mit seinem Vorgänger Curiosity gemein hat.

Der Krater Jezero ist das ausgewählte Ziel der Perseverance-Mission. Das schwarze Oval markiert die Landezone.
Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS/JHU-APL/ESA

Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Auch was das Aussehen betrifft, gibt es zwischen Curiosity und Perseverance oberflächliche Ähnlichkeiten. Bei genauerem Hinsehen offenbaren sich freilich einige Unterschiede: Perseverance ist mit 1.025 Kilogramm etwas schwerer und robuster als sein Vorgänger und mit anderen wissenschaftlichen Instrumenten bestückt, unter anderem mit zwei Mikrofonen, 19 Kameras und einem Laser. Weiters wurde der Instrumententräger am "Arm" des Rovers sowie seine Räder modifiziert. Neben der Suche nach Lebenshinweisen und geologischen sowie Klima-Untersuchungen soll Perseverance auch neue Technologien testen. Dazu zählt erstmals auch das Aufsammeln von Bodenproben für einen möglichen späteren Rücktransport zur Erde.

Die wichtigsten Instrumente von Perseverance.
Illustr.: Nasa

Spektakulärer noch ist Ingenuity (auf Deutsch "Einfallsreichtum"), eine 1,8 Kilogramm schwere Kamera-bestückte Hubschrauberdrohne, die kurze Testflüge durch die dünne Marsatmosphäre unternehmen und damit beweisen soll, dass das Fliegen auf dem Mars möglich ist. Damit die vier Rotorblätter aus Kohlefasern die Drohne in der dünnen Atmosphäre in Schwebe halten können, rotieren sie wesentlich schneller als jene von irdischen Hubschraubern. Bis zu vier Flugversuche könnte Ingenuity auf dem Roten Planeten starten.

Erstmals soll eine Drohne auf dem Mars zum Einsatz kommen.
Foto: NASA/Cory Huston

Treibstoff und Luft für künftige Marsbesucher

Und noch eine Technologie weist in eine ambitionierte Zukunft: Ein Experiment an Bord des Rovers soll zeigen, ob Kohlendioxid aus der Marsatmosphäre in Sauerstoff umgewandelt werden kann, mit dem theoretisch Raumfahrer versorgt und Treibstoff für Rückflüge zur Erde hergestellt werden könnten. Damit solle die ganze Perseverance-Mission darauf hinführen, "dass eines Tages Menschen nicht nur auf dem Mond leben und arbeiten, sondern auch auf einem anderen Planeten", wie Nasa-Chef Jim Bridenstine erklärte.

Zumindest in Form einer Namensliste wird Perseverance schon jetzt annähernd elf Millionen Personen zum Mars fliegen: 10.932.295 Menschen aus der ganzen Welt haben nach einem entsprechenden Aufruf ihre Namen eingesandt. Diese wurden auf drei Fingernagel-große Chips gebrannt und in dem Rover verbaut.

Das Wetter war perfekt: Perseverence an Bord der Atlas-V-Rakete wenige Stunden vor dem Lift-off.
Foto: REUTERS/Joe Skipper

Startfenster schließt sich am 11. August

Damit das möglich wird, musste Perseverence aber erst einmal die Erde verlassen, was an sich schon eine technische Herausforderung ist. Immerhin wiegt das Gesamtpaket aus Raumschiff, Rover und Rakete über 500.000 Kilogramm. Um Treibstoff und Zeit für die Reise zum Mars zu sparen, wählte man einen günstigen Startzeitpunkt, zu dem Erde und Mars einander nahe stehen. Ein solcher Transfer auf der sogenannten Hohmannbahn ist etwa alle zwei Jahre möglich. Hätte der Rover das aktuelle, bis zum 11. August geöffnete Startfenster verpasst, hätte sich das Perseverance-Team bis 2022 gedulden müssen. (tberg, APA, 30.7.2020)