Erklärt: Mit Nasa's Perseverance und Chinas Tianwen-1 eine Flut von Missionen zum Mars

Am frühen Freitag indischer Zeit soll der Perseverance-Rover der NASA auf dem Mars landen. Letzte Woche trat die Hope-Mission der VAE in die Umlaufbahn des Mars ein, dicht gefolgt von einer chinesischen Mission. Die Missionsflottille repräsentiert die Verbreitung der Planetenerkundung im Allgemeinen und der Marserkundung im Besonderen.

Eine Illustration der Landung des Perseverance-Rovers der NASA auf dem Mars. Hunderte von Ereignissen müssen perfekt ablaufen, damit der Rover am 18. Februar sicher landet (Quelle: NASA/JPL-Caltech)

Zum Mars zu gehen ist nicht trivial, da sich beide Planeten um die Sonne drehen und sich daher in ständiger Bewegung zueinander befinden. Erde und Mars sind alle 26 Monate am engsten voneinander entfernt – und dann versuchen Erdlinge, Missionen zum Mars zu schicken.

Seit den 1960er Jahren haben verschiedene Weltraumorganisationen alle zwei Jahre Missionen zum Mars geschickt. Zwischen 1976 und 1992 blieben viele Startfenster ungenutzt. Gelegentlich gab es mehrere Missionen in einem Startfenster.

Aber noch nie in der Geschichte sind drei Weltraumagenturen in einem einzigen Startfenster zum Mars geflogen. Und noch nie in der Geschichte haben so viele Weltraumorganisationen gleichzeitig eine Mission zum Mars oder in die Umlaufbahn des Mars durchgeführt. Derzeit befinden sich 10 Raumschiffe von fünf verschiedenen Weltraumbehörden – den Vereinigten Staaten, der Europäischen Union, Indien, China und den Vereinigten Arabischen Emiraten – entweder im Orbit oder auf dem Boden des Mars. Zwei weitere Rover — Beharrlichkeit der NASA und Chinas Tianwen-1 — sollen am 18. Februar bzw. im Mai 2021 auf dem Mars landen.

Die NASA hat einen Lander (Mars Insight), einen Rover (Curiosity) und drei Orbiter (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); Indien hat einen Orbiter (Mangalyaan-1); die EU hat 2 Orbiter (Mars Express und ExoMars Trace Gas Orbiter); und China und die Vereinigten Arabischen Emirate werden jeweils einen Orbiter haben (Hope bzw. Tianwen-1).

Die Missionsflottille repräsentiert die Verbreitung der Planetenerkundung im Allgemeinen und der Marserkundung im Besonderen. Dies ist auf reduzierte Startkosten und die günstigere Verfügbarkeit der für die Weltraumforschung benötigten Technologie zurückzuführen.

Dr. Amitabha Ghosh ist ein NASA-Planetenwissenschaftler mit Sitz in Washington DC. Er hat für mehrere NASA-Marsmissionen gearbeitet, beginnend mit der Mars Pathfinder Mission im Jahr 1997. Er war Vorsitzender der Science Operations Working Group für die Mars Exploration Rover Mission und war mehr als 10 Jahre lang mit der Leitung taktischer Rover-Operationen auf dem Mars beauftragt. Er half bei der Analyse des ersten Gesteins auf dem Mars, das zufällig das erste Gestein war, das von einem anderen Planeten analysiert wurde.

Die Mission der VAE von Hope

Zwei der drei Mars-Missionen, die im vergangenen Juli gestartet wurden, sind bereits einsatzbereit. Die Vereinigten Arabischen Emirate, ein kleines, aber reiches Land von<10 million people, bedazzled the world by becoming the fifth national space agency (after the US, EU, Russia, and India) to reach Mars when the Hoffnungs-Orbiter Am 9. Februar wurde eine Orbitalinsertion durchgeführt. Die Vereinigten Arabischen Emirate haben China im Wettlauf um den Mars besiegt, wenn auch nur um einen Tag.

Die VAE-Mission wird die Marsatmosphäre untersuchen und sich der milliardenschweren Frage widmen, wie und warum der Mars seine Atmosphäre verloren hat. Der Verlust der Atmosphäre führte zum Verlust von Oberflächenwasser und möglicherweise der lebensfreundlichen Umgebung.

Das chinesische Experiment

Die chinesische National Space Agency erreichte den Mars mit den Erfahrungen aus einer Reihe erfolgreicher Chang’e-Missionen zum Mond. Bemerkenswert ist, dass der Rover Chang'e 4 mehr als 25 Mondnächte überstehen konnte (jede Nacht dauert 14 Erdtage) – dies ist eine bemerkenswerte Ingenieurleistung, da die Temperaturen bis auf –170 °C sinken können Mission konnte im Dezember 2020 erfolgreich Gesteinsproben zur Erde zurückbringen.

Tianwen-1, die erste Mission Chinas zum Mars, wurde am 10. Februar erfolgreich in die Umlaufbahn eingeschoben. Tianwen-1 trägt einen Orbiter, einen Lander und einen Rover. Chinas Ansatz für die Landung eines Rovers ist etwas anders. Im Gegensatz zu NASA-Rovern wird Tianwen-1 den Mars einige Monate umkreisen, bevor es im Mai dieses Jahres versucht, zu landen.

Die Raumsonde verfügt über eine Reihe von Instrumenten, um eine Reihe wissenschaftlicher Fragen zu beantworten. Interessanterweise verfügt es über ein bodendurchdringendes Radarinstrument, um nach Wasser unter der Marsoberfläche zu suchen. Der Rover soll auf Utopia Planitia landen, einem Ort mit möglichen alten Grundwasservorkommen.

Diese Woche, Ausdauer

Die technisch anspruchsvollste Mission, der Perseverance Rover der NASA, ist auf dem Weg zum Mars und soll am Donnerstag im Jezero-Krater landen, der in der Vergangenheit wahrscheinlich mit Wasser gefüllt war. Die Landung ist für ungefähr 15.55 Uhr EST (2.25 Uhr am Freitag indischer Zeit) geplant.

Perseverance ist der Mars Rover der 4.

Ziel ist es, im ausgetrockneten Seebett des Jezero-Kraters nach Biosignaturen zu suchen. Der Gedanke ist, dass frühes Leben auf dem Mars dem frühen Leben im Ozean auf der Erde ähnlich gewesen sein könnte, wie Stromatolithen. Wenn dies tatsächlich der Fall wäre, würde Perseverance Fossilien oder einige Biosignaturen – Hinweise auf Leben – entweder in den chemischen Messungen oder morphologischen Beobachtungen finden.

Darüber hinaus wird Perseverance zum ersten Mal Sauerstoff auf der Marsoberfläche produzieren, indem atmosphärisches CO2 aus der Marsatmosphäre verwendet wird. Perseverance wird Gesteinsproben zwischenspeichern, die von einer nachfolgenden Mission der Europäischen Weltraumorganisation/NASA zur Erde zurückgebracht werden.

Der Perseverance-Rover verwendet seinen Bohrer, um eine Gesteinsprobe auf dem Mars in diesem undatierten Handout mit künstlerischen Konzeptillustrationen zu sammeln. (NASA/JPL-Caltech/Handout über Reuters)

Musks Raumschiff-Unternehmen

Die spektakulärste Vorbereitung zur Revolutionierung der Marserkundung findet abseits des Rampenlichts in einer verschlafenen Küstenstadt in Osttexas statt. Dies ist die einzige Anstrengung im Mix, die nicht durch staatliche Gelder finanziert wird. SpaceX, ein privates in den USA ansässiges Unternehmen, das von Elon Musk gefördert und von ausgewählten Investoren unterstützt wird, hat das langfristige Ziel, einen kommerziellen Dienst für den Transport von Passagieren zum Mars zu starten. Boca Chica, ein Name, den anscheinend vor einigen Jahren noch niemand gehört hatte, ist heute der Ort der Entwicklung von Starship, das wohl die beste Möglichkeit darstellt, Menschen auf dem Mars zu landen.

Eine menschliche Mission zum Mars ist der heilige Gral der Weltraumforschung. Seit Neil Armstrong vor 50 Jahren auf dem Mond gelandet ist, ist der Mensch nicht mehr in der Lage, das nächste logische Ziel zu erreichen: den Mars. Der Hauptgrund ist der enorme Preis einer menschlichen Mars-Mission. Im Vergleich zum Mond, der nur etwa drei Tage entfernt ist, ist der Mars sieben Monate entfernt. Das Tragen von Menschen bedeutet in technischer Hinsicht die Aufrechterhaltung eines temperaturgesteuerten Druckmoduls. Dazu gehört auch das Tragen von Vorräten, die Astronauten für eine etwa 18-monatige Reise benötigen, einschließlich Wasser und Sauerstoff.

danny vermögenswert

Darüber hinaus müssen menschliche Missionen im Gegensatz zu Robotermissionen zur Erde zurückgebracht werden, was technisch gesehen bedeutet, dass eine enorme Menge Treibstoff von der Erde transportiert wird, um vom Mars für die Rückreise starten zu können. Die technische Komplexität und der erhöhte Massenbedarf einer menschlichen Mission zum Mars im Vergleich zum Mond lassen die Kosten zwischen 250 und 1 Billion US-Dollar steigen. Starship verspricht, die Missionskosten um > 95 % auf bis zu 99 % zu senken, indem mehrere Innovationen wie das Betanken des Raumfahrzeugs im Orbit und die Herstellung von Raketentreibstoff auf dem Mars unter Verwendung von Materialien verwendet werden, die auf dem Mars gefunden werden (und damit Treibstoff für die Rückreise). müsste nicht von der Erde getragen werden).

Ein Jahrzehnt Marsmissionen

Zu Beginn des Jahrzehnts stehen mehrere Missionen auf dem Reißbrett: die ESA-Rover-Mission ExoMars zur Rückgabe von Gesteinsproben vom Mars, die Pläne der ISRO für Mangalyaan-2 und die Pläne der chinesischen Weltraumbehörde für Tianwen-2, die Gesteinsproben zurückgeben werden vom Mars.

Darüber hinaus wird es wahrscheinlich mehrere Flüge des Raumschiffs von SpaceX geben, zuerst mit Fracht und schließlich mit Astronauten. In der Geschichte der Menschheit wird das Jahr 2020 wegen der Covid-19-Pandemie in Erinnerung bleiben, aber die 2020er Jahre könnten durchaus das Jahrzehnt einer Flut von Raumsondenmissionen zum Mars sein, die mit den ersten menschlichen Fußstapfen auf dem Boden des Mars enden.

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