Düsseldorf · Die Europäische Weltraumorganisation Esa und die US-Raumfahrbehörde Nasa halten an ihren Missionen zum Mars und Saturnmond Titan fest. Die weltpolitische Lage hat indes Europa etwas ausgebremst. In den USA gibt es zudem finanzielle Bedenken von politischer Seite.
Die Erleichterung war förmlich spürbar, als die Europäische Weltraumorganisation Esa am 9. April endlich Fortschritte beim Rosalind-Franklin-Mars-Rover verkünden konnte. Daniel Neuenschwander, Esa-Direktor für "Human and Robotic Exploration" (astronautische und robotische Erforschung), präsentierte an dem Tag eine Vereinbarung mit dem französisch-italienischen Unternehmen Thales Alenia Space. Die Esa zahlt 522 Millionen Euro. Dafür wird der Rover überarbeitet, um 2028 mit einer US-Rakete zum Mars zu starten. Die wird indes von der Nasa gebucht, die auch die Antriebe für die weiche Landung zur Verfügung stellt. Ebenso wie die Radionuklid-Heizelemente, weil es in Europa nicht ausreichend radioaktives Material dafür gibt. Im Gegenzug werden US-Wissenschaftler stärker an der Mission beteiligt. Für die US-Raumfahrtbehörde ist das am Ende ein Erfolg, weil das hohe Budget für Mars-Projekte von einigen Politikern im US-Senat, aber auch von einigen Wissenschaftlern seit längerer Zeit kritisiert wird.
Der mobile Roboter hätte allerdings bereits 2022 auf dem Weg sein und mit einer russischen Proton-Rakete starten sollen. Der Einmarsch Russlands in die Ukraine und die folgenden Sanktionen führten dann zu einem abrupten Ende der Zusammenarbeit der Esa mit der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos. Und die hatte noch sehr viel mehr zum Rover beigetragen. Neben zwei wissenschaftlichen Instrumenten war auch die Landeplattform "Kazachok" entwickelt worden, damit "Rosalind Franklin" sicher auf dem Mars aufsetzen kann.
Ursprünglich hätte der Rover sogar bereits 2018 starten sollen. Aufgrund von Verzögerungen unter anderem bei der Entwicklung der wissenschaftlichen Instrumente wurde der Termin auf 2020 verschoben. Dann kam aber die Pandemie, was die Zusammenarbeit erschwerte. Es gab Probleme bei den Fallschirmen, der Elektronik und der Software. Man entschied sich für das Jahr 2022 – was der Krieg in der Ukraine unmöglich machte. Vielmehr wurden alle russischen Geräte ausgebaut. Und die Landeplattform konnte nicht mehr eingesetzt werden.
Bei der Esa war man auf der Suche nach einem neuen Partner, den man mit der Nasa an sich recht schnell fand. Allerdings musste die Mission dafür überarbeitet werden. Es vergingen zwei Jahre, in denen das russische Infrarot-Spektrometer durch das britische System "Enfys" (walisisch für Regenbogen) ausgetauscht wurde. Damit sind wieder Analysen von Bodenproben möglich. Auf einen Ersatz für ein anderes russisches Instrument, das Neutronenspektrometer Adron, wurde verzichtet. Das sollte das französische Bodenradar "Wisdom" unterstützen, um geeignete Stellen für Bohrungen zu finden.
Die größte Baustelle indes ist die Entwicklung eines neuen Landesystems anstelle von "Kazachok". Ursprünglich war vorgesehen, dass ein Transportmodul den Rover bis zum Mars bringt und dann abgekoppelt wird. Die Landeeinheit wäre mit 21.000 Kilometer pro Stunde in die dünne Mars-Atmosphäre eingedrungen. Mithilfe eines Hitzeschildes wäre ein Großteil der Energie abgebaut worden. Dann hätten vier Fallschirme die Landeeinheit weiter abgebremst. Schließlich wären Raketenantriebe gezündet worden, um sanft auszusetzen. Der Rover wäre anschließend aus dem Landesystem gefahren.
Das muss alles neu entwickelt und gebaut werden. Und wie nun beschlossen wurde: Unter Federführung von Thales Alenia Space, die auch für die Integration aller Systeme verantwortlich ist. Denn es sind eine Reihe weiterer Partner beteiligt. So wie Airbus Space and Defense. Das Unternehmen hatte schon den Rover gebaut. Nun soll es die Antriebssysteme sowie die mechanischen Komponenten für die Landeplattform entwickeln. Die ArianeGroup (Frankreich) ist für den Hitzeschild verantwortlich und OHB (Deutschland) für das Trägermodul. Das ist indes eine Herausforderung für alle Beteiligten. Die Esa-Sonde Schiaparelli beispielsweise wurde zusammen mit Roskosmos gebaut und ist 2016 auf unserem Nachbarplaneten beim Landeversuch abgestürzt.
Was außerdem noch offen ist: Mit welcher US-Rakete wird "Rosalind Franklin" starten? Und wird die "Neuerfindung" der Mission bis 2028 abgeschlossen sein? Ein günstiges Startfenster zum Mars öffnet sich nur alle zwei Jahre. Sollte es aber gelingen, könnten die Wissenschaftler ab 2030 mit Daten rechnen. Das Ziel von Rosalind Franklin ist es, an geeigneten Stellen wie ehemaligen Seen oder Ozeanen bis zu zwei Meter tief zu bohren. Die Proben, die man weit unter der Oberfläche entnimmt, waren über viele Hunderte von Millionen Jahren vor hoher Strahlung und extremen Temperaturen geschützt. Die Hoffnung ist, dass sich so Spuren von organischem Material finden lassen. Und die würden Rückschlüsse über möglicherweise vergangenes oder immer noch existierendes Leben auf unserem Nachbarplaneten erlauben.
Auf eben solche Spuren soll auch die "Mars Sample Return"-Mission stoßen. Der 2021 am Jezero-Krater gelandete US-Rover Perserverance hat bislang 24 jeweils etwa 15 Gramm schwere Bodenproben entnommen – von insgesamt 38. Neun davon wurden auf dem Mars selbst deponiert. Die anderen befinden sich an Bord des Rovers. Eine Übersicht zu den Proben findet sich hier.
Die "Mars Sample Return"- Mission sollte alle Proben bergen und für detaillierte Analysen zur Erde zurückschicken. Es ist ein Gemeinschaftsprojekt der Nasa und der Esa. Die Europäer würden unter anderem den Transporter entwickeln, mit dem die Proben zur Erde zurückkehren würden. Aber die Mission ist unter die politischen Räder gekommen. Die Planung der Nasa verzögerte sich, wurde immer komplizierter und rückte weiter von einem Starttermin im Jahr 2028 ab. Vielleicht ins Jahr 2030, dann wahrscheinlich erst im Jahr 2040. Gleichzeitig explodierten die Kosten. Lag man einst bei rund vier Milliarden US-Dollar, wurden daraus acht Milliarden Dollar, dann 9,6 Milliarden und später sogar elf Milliarden. Diesen Weg wollte die US-Politik nicht länger mitgehen. Die Nasa schien alle Vorurteile zu mangelnder Organisation und Planung sowie Missmanagement, die man gegenüber der Raumfahrtbehörde in den USA pflegt, zu bestätigen. Bereits die Budget-Planung für das Jahr 2025 stand unter dem Vorbehalt, wie viel Geld die politischen Gremien für die "Mars Sample Return"-Mission tatsächlich bewilligen würden.
Nun scheint die US-Raumfahrtbehörde aus den Diskussionen einen schmerzhaften Schluss gezogen zu haben. Die Mission ist zwar nicht vom Tisch, aber sie muss deutlich einfacher und günstiger werden. Vor allem aber soll sie noch vor 2040 erfüllt werden. "Es ist das Jahrzehnt der 2040er-Jahre, in dem wir Astronauten auf dem Mars landen werden. Es ist inakzeptabel, dass es elf Milliarden Dollar kostet", sagte Nasa-Chef Bill Nelson bei einer Pressekonferenz am 15. April. Dafür streckt man nun die Hand in Richtung der privaten Raumfahrt-Industrie aus. Von dort sollen Vorschläge für eine schnellere und günstigere Mission kommen. Und vielleicht nicht alle, aber mindestens zehn Proben sollen dabei geborgen werden.
The ultimate goal of analysing martian samples here on Earth will be scientifically transformative, but the road to get there is extremely complex. NASA's Mars Sample Return mission is a cornerstone of @ESA's Mars exploration programme and an important complement to our Rosalind… https://t.co/MOsw4Nba8K
— Josef Aschbacher (@AschbacherJosef) April 16, 2024
Der Esa-Generaldirektor Josef Aschbacher hat per "X" seine Unterstützung auf diesem Weg zugesagt: Die Mars-Sample-Return-Mission sei ein Eckpfeiler für die Bestrebungen der Esa, den Mars zu erforschen. Zudem sei es eine wichtige Ergänzung für den Rosalind-Franklin-Rover. Die Esa stehe zu ihrer Partnerschaft mit der Nasa "bei diesem bahnbrechenden Vorhaben".
Starship has the potential to return serious tonnage from Mars within ~5 years
— Elon Musk (@elonmusk) April 15, 2024
Aus Sicht der USA drängt zudem die Zeit. Der große Konkurrent China möchte 2030 eine ähnliche Mission starten und Mars-Proben zurück zur Erde bringen.
Dafür sieht es nun wieder besser bei einer anderen Nasa-Mission aus. Die "Dragonfly" (Libelle) soll tatsächlich fliegen und den Saturnmond Titan erforschen. Auch da gab es Budget-Diskussion und das Programm litt unter Verzögerungen. Jetzt aber steht fest: Insgesamt sind nun 3,35 Milliarden US-Dollar dafür vorgesehen. Das ist doppelt so viel wie ursprünglich veranschlagt. Im Jahr 2028 soll sich Dragonfly auf den Weg machen und 2034 beim Titan ankommen. Die von mehreren Rotoren angetriebene Flugsonde soll den Saturn-Mond über mehrere Jahre erkunden und eine Reihe chemischer Analysen durchführen. Das Ziel ist, mehr darüber zu erfahren, ob sich dort Bausteine des Lebens finden lassen. Zwar sind Oberflächen-Temperaturen von minus 180 Grad Celsius zunächst nicht sehr lebensfreundlich. Aber der Titan hat eine dichte Stickstoff-Atmosphäre, die einer frühen Erd-Atmosphäre ähnelt. Zudem gibt es Seen aus flüssigem Methan und Ethan. Die scheinen auf dem Mond mit Wolken, Niederschlägen und Flüssen einen ähnlichen Kreislauf zu bilden wie auf der Erde das Wasser. Und das wiederum könnte auf Titan als Eis unter der Oberfläche verborgen sein.