Nasa: Mit drei Lasern und einem Helikopter zum Mars
Zwei Jahre vor dem Start der Mission Mars 2020 hat die Nasa die Landestelle des Rovers bekanntgegeben.(öffnet im neuen Fenster) Dabei entschied sich die Nasa gegen eine Rückkehr zum Gusev-Krater, in dem bereits der Marsrover Spirit landete. Stattdessen soll der Rover auf einer 3,6 Milliarden Jahre alten Gesteinsformation in Isidis Planitia landen. Sie befindet sich am nordöstlichen Ende von Syrtis Major, einer großen dunklen Fläche auf dem Mars, die schon mit einfachen Teleskopen gesehen werden kann.
Knapp außerhalb der dunklen Fläche identifizierten Forscher zwei interessante Gegenden. Eine wurde schlicht Nordost Syrtis(öffnet im neuen Fenster) genannt. Dort finden sich Gesteine wie Olivine, die von Wasser zu Serpentinit zersetzt wurden, und Karbonate, die klare Zeichen von geologischen Veränderungen durch Wasser sind. Ganz abgesehen davon hat in der gleichen Gegend der tiefe Graben Nili Fossae große Teile alten Gesteins freigelegt.
Die Nasa machte keinen Kompromiss bei der Landestelle
Die zweite Option war der nur etwa 40 Kilometer entfernte Jezero-Krater(öffnet im neuen Fenster) , den die Nasa letztlich wählte. In der geologischen Vergangenheit des Mars war diese Gegend einmal ein See, in den mehrere Flüsse und Bäche aus westlicher Richtung flossen und dabei Sand und andere Sedimente mitbrachten. Diese Gegend besteht aus einer großen Vielfalt von Mineralien, darunter auch die auf dem Mars seltenen Karbonate. In dem Krater sollten sich nun Spuren all dieser Gesteine finden lassen. Zusätzlich legte der Einschlag, der den 50 Kilometer großen Krater entstehen ließ, auch große Teile von Gestein frei, das vormals tief unter der Oberfläche lag.
Wie schwer die Entscheidung zwischen den beiden Landeorten fiel, zeigt ein Kompromissvorschlag namens Midway.(öffnet im neuen Fenster) Da der Rover zumindest eine Strecke von etwa 20 Kilometern zurücklegen können soll, wäre eine Landung zwischen beiden Stellen möglich gewesen, zumal ohnehin eine Unsicherheit von etwa 10 Kilometern bei der genauen Landestelle besteht. Möglicherweise wird der Rover Midway dennoch besuchen. Darüber wird aber erst nach Abschluss der Mission im Jezero-Krater beraten, zumal unklar ist, ob der Rover überhaupt aus dem Krater herausfahren kann.
Im Vergleich zu früheren Missionen besteht die Landestelle aus wesentlich anspruchsvollerem Terrain. Es gibt Klippen, Berge und Gesteinsblöcke, was die Gegend für geologische Untersuchungen erst interessant macht. Der Rover bringt sogar einen experimentellen Hubschrauber mit , der Formationen in größerer Höhe aus der Nähe filmen könnte.
Bei der Landung des Rovers ist gerade solches interessantes Terrain besonders gefährlich. Deswegen wird beim Landeanflug sogenannte "terrain relative navigation" benutzt. Der Lander soll damit diese gefährlichen Stellen durch Bildauswertung selbstständig erkennen und umfliegen können, bevor sie der Rover dann aus eigener Kraft ansteuert.
Mars 2020 sollte billiger als Curiosity sein
Im Vergleich zu Curiosity hat sich die Ausstattung mit Instrumenten deutlich verändert. Um das geplante Missionsbudget von 1,5 Milliarden US-Dollar einzuhalten(öffnet im neuen Fenster) , wurde bei der Planung 2014 das gesamte chemische Labor zur Untersuchung von Gesteinsproben vor Ort gestrichen. Stattdessen sollen etwa 50 Proben nur gesammelt und in Behältern für eine spätere Mission hinterlegt werden. Ein Rover der Esa soll die Proben dann aufsammeln und mit Hilfe einer Nasa-Mission zurück zur Erde bringen. Diese sogenannte "Sample-Return-Mission" ist bisher aber weder konkret geplant noch finanziert. Angedacht ist sie derzeit für den Zeitraum um 2030.
Abgesehen vom fehlenden Chemielabor wird der noch nicht benannte Rover von Mars 2020 aber auch einige neue oder verbesserte Instrumente mitbringen. Mit dabei sind wieder eine Stereokamera und eine Wetterstation. Neu sind ein Bodenradar, das Daten aus bis zu 10 Metern Tiefe liefern soll, und ein Experiment zur Herstellung einer kleinen Menge von Sauerstoff aus der Marsatmosphäre.
Mehr Spektrometer sollen bessere Daten liefern
Auswertbare Daten über das Gestein des Mars müssen ohne Chemielabor von einer Reihe unterschiedlicher Spektrometer kommen. Dabei kommt auch eine verbesserte Version von Curiosity's Chemcam(öffnet im neuen Fenster) zum Einsatz, die das Marsgestein nun gleich mit zwei Lasern unter Beschuss nimmt. Wieder dabei ist der Infrarotlaser, der einen Teil des Gesteins verdampft, um spektroskopische Untersuchungen zu erlauben. Hinzu kommt aber noch ein grüner Laser mit einem Raman-Spektrometer, das zurückgeworfenes Licht des Lasers analysiert, um Rückschlüsse auf das Gestein zu ziehen.
Ein weiteres Instrument namens Sherloc ist ebenso ein Raman-Spektrometer, arbeitet aber mit einem UV-Laser und funktioniert nur aus der Nähe, nicht aus bis zu 10 Metern Entfernung. Sherloc soll Hinweise auf Kohlenwasserstoffe sammeln. Außerdem soll ein Röntgenfluoreszenzspektrometer wesentlich besser aufgelöste Analysen von der mineralischen Zusammensetzung des Gesteins liefern als vergleichbare Instrumente von Curiosity.
Genauso teuer, trotz Sparmaßnahmen und alter Technik
Eine bittere Erkenntnis gab die Nasa in der Pressekonferenz bei der Bekanntgabe der Landestelle hingegen nur auf Nachfrage zu: Alle Einsparmaßnahmen waren erfolglos. Obwohl Mars 2020 auf die fertig entwickelte und sogar noch übrig gebliebene Hardware von Curiosity zurückgreifen konnte und das komplexe Chemielabor eingespart wurde, stieg das Budget aktuell dennoch auf knapp 2,5 Milliarden US-Dollar.
Der Curiosity Rover kostete genauso viel, obwohl dieser das viel aufwendigere Labor mitführte und das Budget außerdem die gesamte Neuentwicklung der Konstruktion des Rovers und seines Landemechanismus am Kran enthielt. Neben der Schwerlastrakete SLS(öffnet im neuen Fenster) und dem James Webb Telescope wird Mars 2020 damit zu einem weiteren Beispiel für die aktuellen Kostenprobleme von Nasa-Missionen.
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