Aus Wissenschaft und Technik

Perseverance beginnt die Suche nach Leben auf dem Mars

Der NASA-Marsrover Perseverance landete am 18. Februar, 203 Tage nach dem Start, auf die Minute genau im Zeitplan um 21.55 Uhr MEZ. Es war die fünfte erfolgreiche Landung eines NASA-Raumfahrzeugs auf dem Roten Planeten, wobei jede Mission eine größere Herausforderung war als die vorherige. Erstmals konnten amerikanische und europäische Sonden, die den Mars bereits umkreisten, Eintritt, Abstieg und Landung der Sonde fotografieren und filmen, und das erste Video eines solchen Ereignisses, das vom Rover selbst aufgenommen wurde, ist jetzt auf der NASA-Webseite verfügbar (https://mars.nasa.gov/mars2020/multimedia/videos/).

Der Jezero-Krater, in dem der Rover gelandet ist, ist der Ort eines früheren Sees. An seinem Rand befindet sich ein großes „Delta“, das als idealer Ort gilt, um Mars-Mikroorganismen zu finden. In der Tat ist die hochmoderne Ausrüstung an Bord speziell für die Suche nach Anzeichen von früherem Leben auf dem Mars ausgelegt. Matt Wallace von Wissenschaftsteam sagte zu dem geologischen Reichtum des Ortes, sie hätten „Jahre wissenschaftlicher Untersuchungen vor sich“.

Perseverance ist ein großer Fortschritt gegenüber seinem solarbetriebenen, golfcartgroßen Vorgänger. Das Fahrzeug wiegt nicht nur eine Tonne und ist so groß wie ein Auto, es hat auch einen Nuklearantrieb mit einem Multi-Missions-Radioisotop-Thermoelektrischen Generator (MMRTG). Dieser wandelt die durch den natürlichen Zerfall von Plutonium-238 erzeugte Wärme in Elektrizität um und sorgt dafür, daß die Werkzeuge und Systeme des Rovers während der gesamten Reise optimal funktionieren.

Die ersten Tage nach der Landung wurden damit verbracht, zu überprüfen, ob alle Systeme und die Infrastruktur ordnungsgemäß arbeiten. Danach wird eine neue, verbesserte Software, die während des Fluges zum Mars ausgearbeitet wurde, langsam hochgeladen, um Pannen zu vermeiden. Der nächste große Schritt wird dann die erste kurze Fahrt sein, nur etwa fünf Meter und zurück.

Nach diesen Vorbereitungen wird Perseverance einen guten „Hubschrauber-Standort“ suchen, der die nötigen Bedingungen bietet, um die Neuentwicklung Ingenuity zu testen. Da der Hubschrauber unter dem Rover gelagert ist und somit das Autonavigationssystem blockiert, ist der Hubschraubertest die erste Aufgabe der Mission, und die Fahrt zum Testgelände muß sorgfältig durchgeführt werden. Da noch unbekannt ist, wo sich ein geeigneter Ort finden wird, weiß man auch nicht, wie lange die Suche dauern wird. Einmal dort angekommen, könnte es bis zu zehn Marstage dauern, Ingenuity abzukoppeln, den Rover wegzufahren usw., um dann mit der Durchführung der fünf geplanten Tests von Ingenuity zu beginnen.

Wenn dann das Autonavigationssystem getestet wurde, wird der Rover zu dem vom Wissenschaftsteam ausgewählten Ort aufbrechen, um die ersten Proben zu nehmen. Das System hierfür ist eines der faszinierendsten und komplexesten der Mission, es wird Bodenproben sammeln und aufbewahren, bis diese von einer späteren „Rundreise“-Marsmission geborgen und zur Erde zurückgebracht werden. Die Röhrchen, in denen die Proben gesammelt werden, wurden sehr aufwendig desinfiziert, um sicherzustellen, daß alle gefundenen Mikroorganismen tatsächlich vom Mars stammen. Die Europäische Weltraumorganisation ESA arbeitet mit der NASA an dem Projekt, die Proben zu einem Orbiter zu transportieren.

Die stellv. NASA-Projektleiterin Jennifer Trosper sagte zusammenfassend, der Plan sei, im Frühjahr zu fliegen und im Sommer Proben zu nehmen. Es könne aber durchaus auch langsamer oder schneller gehen.

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Weitere Nuklearantriebe in Vorbereitung

Der NASA-Rover Perseverance wird von einem MMRTG angetrieben, der in Zusammenarbeit mit dem US-Energieministerium (DOE) entwickelt wurde. Es ist das erste Mal seit mehr als 30 Jahren, daß ein Rover im Inland produziertes Plutonium-238 verwendet, um die nötige Elektrizität für die gesamte Mission zu liefern. Das DOE arbeitet derzeit daran, seine Produktion von Pu-238 zu erhöhen, da die NASA bis 2026 1,5 kg pro Jahr erzeugen will, um die Versorgung für zukünftige Weltraummissionen zu gewährleisten.

DOE und NASA planen außerdem die Entwicklung eines „Dynamischen Radioisotopen-Energiesystems“, das ebenfalls Pu-238 als Wärmequelle nutzt und bei einer möglichen Demonstrationsmission zum Mond eingesetzt werden soll. Es soll dreimal effizienter sein als die von Perseverance verwendete Technologie und daher auf größeren Systemen für Missionen ins All installiert werden. Der Generaldirektor der World Nuclear Association, Sama Bilbao y Leon, begrüßte diese Perspektive und betonte, Perseverance sei „nur ein weiteres Beispiel für die vielen Wege, auf denen Kernforschung und Kerntechnik zum Fortschritt der Menschheit beitragen“.

Auch in Rußland wird an der Entwicklung neuer nuklearer Energiesysteme für Weltraummissionen gearbeitet. Das Troitsk-Institut für innovative und thermonukleare Forschung (Triniti) in Moskau plant laut dem stellv. Generaldirektor Kirill Iljin bis 2030 den Bau eines neuen thermonuklearen Reaktors. Die Aufgabe von Triniti sei es, „ein Plasma-Raketentriebwerk auf der Basis von Magnet-Plasma-Beschleunigern“ zu entwickeln, die für verschiedene Zwecke benötigt werden, darunter einige neue Möglichkeiten im erdnahen Orbit sowie die Erforschung des tiefen Weltraums.

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ESA startet Rekrutierungskampagne

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat mit den Amerikanern einen Vertrag über drei weitere Module geschlossen, die von Airbus für den Mondorbiter Gateway produziert werden sollen, womit sich die Gesamtzahl der Module auf sechs erhöht. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die für zukünftige Mondmissionen benötigten größeren Stückzahlen produzieren zu können.

Letzte Woche kündigte die ESA auch ihre erste Rekrutierungskampagne für neue Astronauten seit elf Jahren an – eine längst überfällige Entscheidung im Hinblick auf den Aufbau des „Monddorfes“ der ESA, eine permanente Mondbasis, die mit wissenschaftlichem und anderem astronautischem Personal aus vielen Nationen, nicht zuletzt aus Europa, besetzt sein soll.