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Wissen & Umwelt

Mars-Rover gelandet

Innerhalb von sieben Minuten musste die Raumkapsel, die den Mars-Rover Curiosity befördert, von 21.000 Stundenkilometer auf null abbremsen. Der Blindflug wurde zur Nervenprobe für die NASA-Ingenieure.

Die jüngste Mars-Sonde der US-Raumfahrtbehörde NASA ist am Montag (06.08.2012) planmäßig auf dem Roten Planeten gelandet. Sie transportiert den Mars-Rover Curiosity (Neugier), ein Fahrzeug, das mit Messtechnik vollgestopft ist und deshalb auch als Mars Science Laboratory (Mars-Wissenschaftslabor) bezeichnet wird. Um 7:32 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit setzte der Rover auf der Marsoberfläche auf. "Das ganze Team ist außer sich", sagte NASA-Manager Peter Theisinger. "Es ist ein unblaubliches Gefühl."

Am meisten wurden die Nerven der NASA-Wissenschaftler während der siebenminütigen Landephase der Sonde strapaziert. In diesem kurzen Zeitraum musste die Kapsel, die den Mars-Rover transportiert, von 21.000 Stundenkilometer Reisegeschwindigkeit auf null abgebremst werden. Die NASA bezeichnet diesen Zeitraum als "sieben Minuten des Schreckens". Jede Panne in dieser Zeitspanne hätte zu einem Absturz der Sonde und damit zu einem Scheitern der Mission führen können.

Komplexes Landemanöver

Alle Einzelschritte des Bremsmanövers steuerte der Bordcomputer der Landekapsel. Zunächst half die Marsatmosphäre, die allerdings etwa 100-mal dünner als die der Erde ist, die Geschwindigkeit zu reduzieren. Dabei heizte sich die Kapsel stark auf. Ihr Hitzeschild wurde etwa 870 Grad Celsius heiß.

Als die Landekapsel auf 1450 Stundenkilometer heruntergebremst hatte, öffnete sich ein 45 Kilogramm schwerer Fallschirm. Dieser könnte in der Erdatmosphäre eine Masse von 30 Tonnen tragen - etwa so viel, wie ein größerer Lastkraftwagen wiegt. Allerdings herrscht auf dem Mars nur etwas mehr als ein Drittel der Gravitationsbeschleunigung auf der Erde; das Gewicht wirkt auf dem Roten Planeten also fast dreimal leichter.

Das Landeschiff der Mars-Mission Curiosity (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Das Landeschiff der Mars-Mission Curiosity

Als der Fallschirm die Kapsel auf etwa 600 Stundenkilometer verlangsamt hatte, löste sich der Hitzeschild und fiel ab. Kurz darauf trennte sich die Kapsel mit dem Fallschirm vom eigentlichen Landungsschiff. Das ist ein Flugkörper, der mit kleinen Bremsraketen separat steuerbar ist und in seiner Mitte den Mars-Rover trägt. Bei 110 Stundenkilometern kamen diese Raketen zum Einsatz und bremsten das Landungsschiff so weit ab, dass es knapp acht Meter über dem Boden in der Marsatmosphäre schwebend verharrte. Erst dann wurde der Rover an Seilen auf dem Boden abgesetzt. Die Seile wurden gekappt und das Landungsschiff flog in großem Bogen davon, um nicht mit dem Rover zu kollidieren.

Sonde ist auf sich gestellt

Die Landung sei besser gelaufen als erwartet, sagte der Nasa-Ingenieur Adam Steltzner, der gemeinsam mit einem Team das komplizierte Manöver entwickelt hatte, bei einer Pressekonferenz nach dem Aufsetzen des Rovers. "Die äußeren Bedingungen auf dem Mars waren etwas freundlicher als wir erwartet hatten. Es war eine wunderschöne Landung."

Das ganze Landemanöver vollzog sich aus Sicht der Ingenieure auf der Erde im Blindflug. Es dauerte nämlich 14 Minuten, bis die von der Sonde gefunkten Informationen zurück zur Erde gelangten - doppelt so lange wie das ganze Landungsmanöver. Erst als der Rover bereits sieben Minuten sicher gelandet war, erhielten die NASA-Ingenieure Informationen über den Erfolg der Landung.

Doug McCuistion, der Leiter der Mars-Missionen bei der NASA, betont, dass eine solche Zeitverzögerung keinen Einfluss auf den Ablauf einer Landung habe. Diese müsse ohnehin von selbst erfolgen. Lediglich der Zeitpunkt, mit dem die Forscher Gewissheit über das Schicksal ihrer Sonde erlangen, werde hinausgezögert.

Neben der NASA hat auch die Europäische Weltraumbehörde ESA die Landung verfolgt und deren glücklichen Ausgang gefeiert. «Wenn man sich vorstellt, was alles hätte schiefgehen können, dann fällt einem schon ein gewaltiger Stein vom Herzen», sagte der deutsche Astronaut und ESA-Direktor für Bemannte Raumfahrt und
Missionsbetrieb, Thomas Reiter, in Darmstadt.

Die ESA hätte zur Not mit einem eigenen Satelliten, der den Mars umrundet, Kontakt zum Rover aufbauen können, falls die NASA den Kontakt verloren hätte, erklärte Michel Denis, der bei der ESA für das Marsprogramm verantwortlich ist. Bereits seit 2003 verfügt die ESA über ihre Sonde Mars Express. Diese war übriggeblieben, nachdem ein eigenes Landefahrzeug namens Beagle 2 abgestürzt war.

Modell des Mars-Rovers (NASA/JPL-Caltech)

Der Mars-Rover ist so groß wie ein Auto und vollgestopft mit Sensoren und Analysetechnik

Dicker Schlitten

Der Rover ist so groß wie ein Geländewagen: über zwei Meter hoch und gut drei Meter breit und lang. Er wiegt knapp 900 Kilogramm. Curiosity ist der am besten ausgestattete Mars-Rover, der je gebaut wurde. Seine Vorgänger nehmen sich im Vergleich wie Zwerge aus. Der erste Mars-Rover Sojourner, der 1997 landete, kam noch auf zehn Kilogramm Gewicht. Die nächsten Rover Spirit und Opportunity landeten im Jahr 2004 und kamen immerhin schon auf bis zu 180 Kilogramm.

Der neue Wagen ist nicht nur schwerer, sondern auch viel schneller. Wenn alles nach Plan geht, wird er den Mars mit einer Geschwindigkeit von mehr als fünf Stundenkilometern erkunden. Seine Vorgänger fuhren noch mit 0,2 Stundenkilometern über den Roten Planeten. Einer von ihnen, Opportunity, hat seit seiner Landung immerhin 34,5 Kilometer inmitten des Mars-Kraters Endeavour zurückgelegt und funkt noch immer Daten zur Erde.

Nur wenige Minuten nach der Landung erreichten erste von Curiosity auf dem Mars geknipste Fotos die Erde. Auf den sehr gering aufgelösten Bildern der NASA ist der steinige Boden des Planeten, ein Schatten des Roboters und viel Staub zu sehen, den der Rover bei seiner Landung aufgewirbelt hat.

Die letzte Mars-Mission?

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NASA-Mission "Curiosity" erfolgreich

Mit Kosten von 2,5 Milliarden US-Dollar (2,1 Milliarden Euro) ist Curiosity auch die bisher teuerste Mars-Mission der NASA. Aufgrund der hohen Kosten und wachsender Sparzwänge könnte es auf absehbare Zeit auch die letzte Marslandung werden. Ob es Geld für weitere Mars-Erforschungen geben wird, könnte auch davon abhängen, was Curiosity auf dem Roten Planeten entdeckt.

Der Rover soll den Krater Gale, der in Mars-Äquatornähe liegt, nach Spuren von Leben untersuchen. Zu diesem Zweck verfügt Curiosity unter anderem über einen Speziallaser, der die chemische Zusammensetzung von Steinen untersuchen kann und über Kameras, die hochauflösende Bilder zur Erde senden können.

Hinzu kommen eine Vielzahl von Sensoren, darunter Messgeräte für Radioaktivität, und ein Elektronenmikroskop, das Strukturen von 12,5 Mikrometer auflösen kann. Curiosity verfügt auch über einen Roboterarm, der mit Werkzeugen ausgestattet ist - zum Beispiel mit einer Bohrmaschine, um Gesteinsproben zu nehmen.

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