Raumfahrt: Chinesische und arabische Raumsonde haben den Mars erreicht

Wie bei allen Marssonden musste ein kritisches Bremsmanöver bei der Ankunft funktionieren, damit die Sonden nicht am Planeten vorbeifliegen.

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In einigen Monaten soll Tianwen einen Marslander absetzen
In einigen Monaten soll Tianwen einen Marslander absetzen (Bild: CCTV)

Zwei neue Raumsonden sind erfolgreich im Marsorbit angekommen: Damit sind nun auch China und die Vereinigten Arabischen Emirate im Raum um den roten Planeten vertreten. Schon am Dienstag, dem 9. Februar, gelang der arabischen Sonde Al Amal (Hoffnung) das kritische Manöver, um in den Marsorbit einzuschwenken, am Mittwoch folgte um 13 Uhr Mitteleuropäischer Zeit die ambitionierte chinesische Marsmission Tianwen.

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Raumschiffe kommen beim Flug von der Erde zum Mars mit zu wenig Geschwindigkeit in der Marsbahn an, um dort bleiben zu können. Ohne ein weiteres Beschleunigungsmanöver wird das Raumschiff vom Mars überholt und fällt anschließend wieder zurück in Richtung Sonne. In einem solchen Orbit befindet sich derzeit etwa der Tesla Roadster von Elon Musk, der vor drei Jahren mit einer Falcon Heavy gestartet wurde.

Von der Marsoberfläche aus gesehen nähert sich das Raumschiff dagegen mit hoher Geschwindigkeit und muss bremsen, um nicht mit dem Planeten zu kollidieren oder an ihm vorbeizufliegen. Wenn das Bremsmanöver erfolgreich ist, kann das Raumschiff von der Gravitation des Planeten eingefangen werden. Das Resultat ist ein langgezogener elliptischer Orbit. Die indische Marssonde Mangalyaan befindet sich bis heute in einem solchen Orbit, weil der umgebaute Nachrichtensatellit nach dem Start mit der kleinen PSLV-Rakete bei der Ankunft am Mars nur noch geringe Treibstoffreserven hatte.

Für niedrige Orbits zur Beobachtung der Planetenoberfläche sind weitere Bremsmanöver am niedrigsten Punkt der Umlaufbahn notwendig. Dabei können Raumsonden Treibstoff sparen, wenn sie durch die oberen Atmosphärenschichten fliegen und die Luftreibung zum Bremsen ausnutzen.

Tianwen wird einen Rover absetzen

Sowohl Al Amal als auch Tianwen werden in den nächsten Wochen niedrigere Orbits anstreben, die eine bessere Untersuchung des Planeten ermöglichen. Der geringere Abstand erlaubt bessere Bilder und genauere Messdaten, senkt aber auch die Umlaufzeit um den Mars von mehr als einer Woche auf nur noch einige Stunden. Al Amal soll im endgültigen Orbit das Wetter und andere Atmosphärenphänomene des Mars untersuchen, während Tianwen mit Kameras und Radar die Marsoberfläche untersuchen wird.

Mars: Der rote Planet zum Greifen nah

Der wichtigste Teil der Mission von Tianwen folgt aber erst im Mai oder Juni, nachdem die Raumsonde eine erste Untersuchung des Planeten abgeschlossen hat. Dann soll ein Landeplatz für den an Bord befindlichen Marsrover ausgesucht werden, der mit seiner Hitzeschutzkapsel von der Raumsonde abgekoppelt wird. Er basiert auf der Technik der chinesischen Yutu-Mondrover, ist aber größer und leistungsfähiger.

Das Missionsprofil von Tianwen entspricht damit dem der beiden amerikanischen Viking-Marsmissionen. Der Vorteil ist die geringere Geschwindigkeit beim Eintritt in die Marsatmosphäre, der Nachteil ist der höhere Treibstoffverbrauch beim Bremsmanöver zum Einschwenken in den Marsorbit. Am 18. Februar soll der amerikanische Marsrover Perseverance hingegen direkt auf dem Mars landen und dabei den gesamten Geschwindigkeitsunterschied mit Hilfe des Hitzeschutzschildes abbauen.

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