Mars ist unser Nachbarplanet. Etwa alle 2 Jahre ist der Abstand zwischen Mars und Erde besonders gering, nämlich dann, wenn die Erde den Mars auf ihrer Innenbahn überholt. Mars und Erde haben dann einen Abstand von rund 60 Millionen Kilometern voneinander. Noch näher kommen sie sich nicht. Das ist ein günstiger Zeitpunkt, um eine Marssonde auf den Weg zu schicken.
Da Mars viele Ähnlichkeiten mit der Erde aufweist und eventuell sogar als Landeplatz für Astronauten in Frage kommt, zog er schon früh das Interesse auf sich. Von 1960 an starteten 43 Raumsonden zum Roten Planeten. Und obwohl die Reise nur knapp 9 Monate dauert und noch nicht einmal der Asteroidengürtel durchquert werden muss, gab es viele Fehlschläge. Nur 19 Marssonden erreichten bisher ihr Missionsziel!
Die Amerikaner waren besonders erfolgreich. Die Sowjetunion, die große Erfolge bei der Erforschung der Venus feiern konnte, hat die meisten Katastrophen bei Marsmissionen zu verzeichnen.
Dennoch ist die Marserkundung ein erfolgreiches Unternehmen der Menschheit. Bereits vier Marsrover fuhren auf dem staubigen Marsboden herum, zwei davon sind noch immer aktiv. Die Marsoberfläche ist mittlerweile vollständig und bestens kartiert, sodass man schon fast Wanderkarten davon erstellen könnte. Im Moment umkreisen drei Sonden den Mars, weitere werden hinzukommen. Dies alles dient einem fernen Ziel, nämlich irgendwann vielleicht einmal Menschen zum Mars zu schicken. Vielleicht erleben wir es noch. Die Marsreise ist in etwa für 2030 geplant.
Besonders spannend an der Marserforschung ist die Frage, ob es dort früher einmal Ozeane, also flüssiges Wasser gegeben haben könnte, auch wenn er heute knochentrocken ist. Viele Oberflächendetails deuten darauf hin. Das Wasser könnte durch Kometeneinschläge auf den Mars gebracht worden sein und sich später entweder in den Weltraum verflüchtigt oder sich unter die Oberfläche zurückgezogen haben. Unter dem Marsboden werden riesige Gebiete aus Wassereis vermutet.
Wo Wasser ist, da könnte auch Leben sein. Die Bemühungen der Planetenerkunder haben unter anderem das Ziel, entweder noch vorhandene Lebewesen wie zum Beispiel Bakterien oder Beweise für ein früheres Leben auf dem Mars in Form von Fossilien und Versteinerungen zu finden. Bis jetzt hatten sie noch kein Glück. Aber fast jede Sonde, die zum Mars geschickt wird, forscht auch in diese Richtung.
Grüne Marsmännchen werden wir sicher nicht finden, aber Einzeller zählen ja auch schon als Lebewesen. Die Frage nach Leben auf dem Mars bleibt weiterhin offen.
Auf dieser Seite sind die wichtigsten Missionen zum Mars kurz beschrieben.
Mariner 4, 6, 7 und 9
Die NASA entwickelte ein Raumfahrtprogramm mit Namen Mariner, durch das die inneren Planeten unseres Sonnensystems erforscht werden sollten. Insgesamt waren es 10 Sonden, die sich auf den Weg machten. Allein sechs davon starteten Richtung Mars, vier kamen auch dort an.
Mariner 4 war die erste Sonde, die den Mars besuchte. Sie startete 1964 und flog am 15. Juli 1965 in knapp 10000 km Abstand am Mars vorbei. Dabei machte sie 22 Fotos, die etwa 1% der Oberfläche des Mars zeigten.
Mariner 6 kam 1969 mit ca. 3500 km Abstand schon um einiges näher an Mars heran und konnte deutlich bessere Fotos machen (auch die Aufnahmetechnik hatte sich in der Zwischenzeit weiterentwickelt).
Mariner 7 war fast zur gleichen Zeit bei Mars. Man hatte zwei nahezu baugleiche Sonden losgeschickt. Falls eine ausfallen oder verunglücken sollte, hätte man trotzdem noch eine in Reserve. Es ging alles gut, beide erreichten ihr Ziel und fotografierten den Mars und erstmals auch seinen Mond Phobos. Am Ende der Missionen waren ca. 20% der Marsoberfläche kartiert.
1971 sollten auch Mariner 8 und 9 zum Mars fliegen, wobei nur Mariner 9 das Ziel auch erreichte. Mariner 9 war die erste Sonde, die auf eine Umlaufbahn um den Mars einschwenkte und nicht nur einfach vorbeiflog. So konnte sie länger bei Mars bleiben, ihn umrunden und von allen Seiten fotografieren.
Anfangs tobte noch ein heftiger Sandsturm auf Mars, sodass auf den Fotos fast nichts zu sehen war. 1972 ebbte der Sturm ab, die Marsatmosphäre klarte auf und gab den Blick auf die Oberfläche frei.
Neben der Kartierung der Marslandschaft konnten auch Temperaturen gemessen werden, und die Zusammensetzung der Atmosphäre wurde ermittelt. Die Luft auf dem Mars ist sehr dünn im Vergleich zur Erde und besteht überwiegend aus Kohlendioxid (80%) und Stickstoff (16%).(Vergleich zur Erde: 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, 1% Edelgase, nur 0,03% Kohlendioxid).
Viking 1 und 2
Mit den amerikanischen Vikingsonden wurde praktisch eine doppelte Doppelmission zum Mars unternommen. Viking 1 und 2 starteten beide 1975 und bestanden jeweils aus einer Muttersonde und einer Tochtersonde.
Die Muttersonde sollte im Weltall bleiben, den Mars umkreisen und fotografieren, die Tochtersonde auf der Marsoberfläche landen und direkt vor Ort Messungen vornehmen.
Beide Sonden kamen 1976 beim Mars an, auch die Landungen klappten wie vorgesehen. Während der mehrjährigen Untersuchung entstanden –zig Tausende Fotos vom Mars und seinen beiden Monden Phobos und Deimos.
Die Lander unternahmen biologische Experimente, um herauszufinden, ob auf dem Mars Bakterien und andere primitive Lebewesen vorhanden sind. Die Ergebnisse waren unklar. Man konnte nicht entscheiden, ob die Veränderungen, die bei den Experimenten gemessen wurden, von organischen Vorgängen stammten oder eben nicht.
Im Rückblick waren die beiden Vikingsonden äußerst erfolgreich bei der Erforschung des Roten Planeten. Sie lieferten insgesamt beeindruckende 56 000 Fotos! Erstmals gab es Fotos direkt von der Marsoberfläche. Sie zeigen eine rötliche Wüstenlandschaft mit vielen Steinen und Felsen und einigen Bergen im Hintergrund.
Als die Batterien zur Neige gingen, brach der Kontakt zu den Sonden ab. Die Landemodule stehen nach wie vor auf dem Mars herum und konnten kürzlich von einer neuen Marssonde (Mars Reconnaissance Orbiter) auf aktuellen Fotos identifiziert werden.
Mars Global Surveyer
Mars Global Surveyer startete 1996 und erkundete fast 10 Jahre lang den Mars aus einer Umlaufbahn heraus. Die Sonde gewann unzählige hochaufgelöste Fotos, aus denen präzise Landkarten vom Mars erstellt werden konnten. Außerdem wurde die Landschaft vermessen und die Höhe der Gebirge und Vulkane ermittelt.
Da die Sonde lange Zeit bei Mars blieb, konnte sie das Wettergeschehen beobachten. Weiterhin wurde das Magnetfeld vermessen, die Atmosphäre untersucht und die Zusammensetzung des Marsgesteins ergründet. Auch war man mit der Sonde auf der Suche nach Wasser und den Spuren, die es hinterlassen haben könnte.
Da sehr gute Fotos gemacht wurden, suchte man auf ihnen die Landschaft ab, um Strukturen zu finden, die nur flüssiges Wasser bilden kann. Auch wenn Mars heute trocken ist, könnte er dennoch vor Millionen von Jahren einmal Flüsse, Seen und vielleicht sogar Ozeane besessen haben. Viele Oberflächenkonturen deuten darauf hin.
Für die beiden Marsfahrzeuge Spirit und Opportunity funktionierte Mars Global Surveyer für einige Zeit als Zwischenstation für deren Beobachtungsdaten. MGS sendete diese anschließend zur Erde.
Mars Pathfinder
Mit der Mission Mars Pathfinder wurde erstmals ein Fahrzeug zum Mars geschickt. Die bisherigen Lander mussten an der Stelle verweilen, wo sie gelandet waren. Der mitgeführte Marsrover Sojourner dagegen konnte herumfahren und die Umgegend erkunden.
1996 wurde Mars Pathfinder gestartet und landete am 4. Juli 1997 per Fallschirmim sogenannten Aris Vallis auf dem Mars.
Sojourner konnte sich vor Ort die Steine aussuchen, die untersucht werden sollten. Er analysierte Gesteins- und Bodenproben, fotografierte die Umgebung, beobachtete das Wettergeschehen und lieferte all diese Daten an die Erde.
Dort wurde jede Bewegung des kleinen Rovers mit großer Aufmerksamkeit und Begeisterung mitverfolgt.
Beeindruckend waren auch die Panoramabilder, die Sojourner aufnahm. Sie erlauben einen Rundumblick in die Marslandschaft, aus dem Blickwinkel des Marsfahrzeugs.
Insgesamt legte Sojourner nur eine Wegstrecke von ca. 25 Metern zurück. Das ist nicht viel, aber man sammelte jede Menge Erfahrungen, die dann in spätere Missionen mit einflossen (zum Beispiel bei Spirit und Opportunity).
Da bei einer Fernsteuerung von der Erde aus die Signale nicht sofort ankommen, sondern erst mit 20 Minuten Verspätung eintreffen, müssen Marsfahrzeuge in der Lage sein, sich auch eigenständig fortzubewegen, ohne einen Unfall zu bauen.
Mars Odyssey
2001 Mars Odyssey wurde, wie der Name schon sagt, 2001 zum Mars geschickt. Seit Februar 2002 umkreist sie ihn nun und hat dabei einige besondere Aufgaben zu erfüllen. Die Sonde sucht nämlich hauptsächlich nach Wassereis unter der Oberfläche. In den Polgebieten ist sie auch schon fündig geworden.
Außerdem wurde mit ihren sehr detailierten Aufnahmen eine Karte erstellt, aus der man ablesen kann, wie sich chemische Elemente wie Silizium, Eisen, Magnesium usw. auf dem Mars verteilen.
Auch die Atmosphäre wird untersucht, um herauszufinden, wie hoch die Strahlenbelastung für künftige Marsbesucher wäre. Die dünne Marsluft kann den Planeten nicht so gut vor den schädlichen Sonnenstrahlen und den Strahlungen aus dem Weltraum abschirmen, wie das die Lufthülle der Erde bei uns tut.
Fliegen Astronauten ins Weltall, sind sie immer einer starken Strahlenbelastung ausgesetzt, die bei längerer Einwirkung Krankheiten und Veränderungen im Erbgut auslösen kann. Um besser einschätzen zu können, wie hoch dieses Risiko auf dem Mars ist, nimmt Mars Odyssey entsprechende Messungen vor.
Eine Sonderaufgabe hatte Mars Odyssey für Spirit und Opportunity zu erfüllen. Die Sonde nahm die Forschungsdaten der beiden Marsrover entgegen und sendete sie zur Erde.
Bis heute umkreist Mars Odyssey den Mars und ist noch funktionsfähig.
Mars Express
Die europäische Raumsonde Mars Express (MEX) ist seit Januar 2004 am Mars im Einsatz. Sie soll die Marsoberfläche kartografieren, die Atmosphäre untersuchen, die Oberfläche des Mars und auch die oberen Bodenschichten erforschen.
Mit Mars Express reiste auch ein Landegerät mit, Beagle 2. Dieser Lander sollte nach organischem Leben auf dem Mars suchen. Leider ist der Kontakt zu ihm verlorengegangen. Was passierte, ist unklar. Möglicherweise gab es ein Problem bei der Landung, so dass Beagle eventuell auf dem Marsboden zerschellte.
Mars Express leistet mit seinen sieben Messinstrumenten hervorragende Arbeit und ist bis heute im Einsatz. Beispielsweise konnte MEX am Südpol große Mengen Wassereis nachweisen. Ebenso konnte sie Spuren von Methan in der Marsatmosphäre ausfindig machen.
Bei weiteren Marsmissionen muss nun geklärt werden, ob dieses Gas bei vulkanischen Aktivitäten freigesetzt wurde oder durch Verwesungsprozesse organischer Substanzen.
Spirit und Opportunity
Beide Marsfahrzeuge sind etwa 1,6m lang, bis 1,5m hoch und 185kg schwer. Sie sind eine Weiterentwicklung des ersten Marsfahrzeugs Sojourner und können deutlich längere Strecken zurücklegen.
Darum haben beide Rover einen relativ großen Aktionsradius und können sogar leichte Berghänge oder nicht zu steile Kraterwände bewältigen. Ihre sechs Räder sind alle einzeln steuerbar und besitzen keine Gummireifen, sondern Spikes.
Spirit
Spirit ist ein Marsfahrzeug, das am 4. Januar 2004 im sogenannten Gusev-Krater auf dem Mars landete. Die Landestelle wurde sorgfältig ausgesucht, wofür Aufnahmen der um den Mars kreisenden Raumsonden Mars Global Surveyor und Mars Odyssey verwendet wurden. Der Gusev-Krater könnte einmal vor langer Zeit ein See gewesen sein.
Spirit sollte den Boden und das Gestein dort nach Spuren von Wasser absuchen. Wasser hinterlässt beispielsweise abgerundete Steine, Abflussrinnen im Boden und Ablagerungen von Schwebestoffen, die zurückbleiben, wenn das Wasser verschwindet.
Anfangs war eine Missionsdauer von 90 Tagen geplant, doch sie konnte immer wieder verlängert werden. Die gefürchteten Sandstürme fielen nicht ganz so heftig aus wie angenommen. Wenn die für die Stromversorgung notwendigen Solarpaneelen ständig mit Marsstaub bedeckt worden wären, hätte der nötige Strom gefehlt, um Spirit herumfahren zu lassen. Bisher wird der Staub, der sich dennoch auf den Paneelen ablagert, von den Winden wieder weggeblasen, sodass es keine nennenswerten Probleme mit der Stromversorgung gab.
Im Gusev-Krater konnte Spirit erstaunlicherweise doch keine Spuren von Wasser finden. Später wurde er aus dem Krater heraus und auf eine Rundreise geschickt. Unterwegs bohrte Spirit zum ersten Mal überhaupt ein kleines Loch in einen Stein, um dessen Zusammensetzung zu ergründen. Auf seinem Weg über den Marsboden findet er Geothit, ein Mineral, das nur in Verbindung mit Wasser entstehen kann.
Opportunity
Opportunity ist die Schwestersonde von Spirit und fast zur gleichen Zeit gestartet worden. Gelandet aber ist sie am 25. Januar 2004 auf der anderen Seite des Marsglobus.
Beide Marsrover sind mit mehreren Kameras ausgestattet, einem schwenkbaren Roboterarm mit Mikroskop und einem Bohrer daran. Dann besitzen sie noch mehrere Spektrometer, mit denen Strahlung gemessen und verschiedene chemische Elemente identifiziert werden können.
Die Antennen dienen der Datenübertragung, entweder an einen beliebigen Orbiter, der gerade den Mars umkreist, oder auch direkt an die Kontrollzentren auf der Erde.
Opportunity konnte auf dem Marsboden Mineralien entdecken, die normalerweise nur unter Einfluss von Wasser entstehen. Dies könnte also bedeuten, dass es wirklich einmal größere Wassermengen auf dem Mars gegeben hat.
Spirit hat auf dem Mars bisher mehr als 1200 Marstage durchgehalten und dabei über 7 Kilometer zurückgelegt! Mit soviel Durchhaltevermögen des kleinen Rovers hatte niemand gerechnet.
Auch Opportunity sollte mindestens 90 Tage im Einsatz sein und ist jetzt ebenfalls seit über 1200 Marstagen unterwegs.
Mars Reconnaissance Orbiter
Der Mars Reconnaissance Orbiter (zu deutsch Mars Erkundungssatellit), abgekürzt MRO, startete am 12. August 2005 und traf am 10. März 2006 bei Mars ein.
Die Sonde umkreist den roten Planeten und hat die Aufgabe, seine Oberfläche zu fotografieren. Aus diesem Datenmaterial werden präzise Landkarten vom Mars mit einer nie dagewesenen Auflösung und Genauigkeit erstellt.
Auf dem Bild zu sehen ist ein Staubsturm auf Mars, den MRO am 7. November 2007 zufällig bei einem seiner Überflüge dieses Gebietes beobachten konnte.
Die Mission dient unter anderem der Vorbereitung aller weiteren Missionen zum Mars. So lassen sich zum Beispiel geeignete Landeplätze finden.
Die künftigen Marsfahrzeuge werden Informationen darüber benötigen, wo sie gefahrlos herumfahren können. Für diese Bodenmissionen wird MRO außerdem den Kontakt zur Erde herstellen und die Daten, die sie von den Marseinsätzen erhält, an die Stationen auf der Erde weitervermitteln.
Der MRO ist auch mit Instrumenten ausgestattet, die mit Radarstrahlen unter die Marsoberfläche sehen können um dort nach Wasser und Eis zu suchen.
Im August 2012 verfolgte MRO die Landung der Marsmission Mars Science Laboratory. Hinterher waren auf Aufnahmen von MRO von der Landestelle Teile des Landers zu erkennen, so der Fallschirm und abgesprengte Teile.
Phoenix
Die Raumsonde Phoenix wurde am 4. August 2007 gestartet und landete am Mai 2008 auf dem Mars. Für die Landung wurde ein Gebiet um den Nordpol ausgesucht, bei dem dicht unter der Oberfläche Wassereis vermutet wird.
Phoenix grub hier mit einem Roboterarm, an dessen Ende eine kleine Baggerschaufel angebracht ist. Er kratzte das Oberflächenmaterial weg, und darunter kamen helle Stellen zum Vorschein. Nun kann man aus der Ferne schlecht beurteilen, ob die Stellen tatsächlich aus Eis bestehen.
Aber eines war merkwürdig: Vergleicht man die Fotos, die kurz hintereinander von Phoenix gemacht wurden, kann man deutlich Veränderungen erkennen: Die hellen Flecken sind geschrumpft!
Das deutet tatsächlich auf Eis hin, das sich unter dem Staub des Marsbodens befindet und durch das Freilegen und den Kontakt mit Sonnenlicht geschmolzen ist.
Die Aufnahmen rechts sind vom 15. und 19. Juni 2008. Wenn man sie miteinander vergleicht, erkennt man, dass die weißen Flecken innerhalb dieser 4 Tage geschrumpft sind. Die drei runden Flecken in der linken unteren Ecke sind sogar völlig verschwunden!
Momentan befindet sich Phoenix im 'Winterschlaf'. Der Lander ist theoretisch noch funktionsfähig, allein es fehlt ihm an Energie. Seine Solarpaneelen erhalten im Marswinter nicht genügend Sonnenlicht, um dem Lander Leben einzuhauchen. Vielleicht kann Phoenix irgendwann wieder reaktiviert werden.
Nahaufnahme der Phoenixoberseite mit kleinen Krümeln vom Mars
Mars Science Laboratory mit Marsrover Curiosity
Am 26. November 2011 startete die amerikanische Marsmission Mars Science Laboratory. Die Sonde traf planmäßig am 6. August 2012 bei Mars ein und ließ einen Marsrover auf die Planetenoberfläche hinab.
Der Rover mit Namen Curiosity (der Neugierige) ist in etwa so groß wie ein Mini Cooper und somit das größte Marsfahrzeug aller Zeiten. Er hat ein Gesamtgewicht von 900 kg und rollt auf 6 Rädern über den Marsboden.
Curiosity gelangte mit einem neuartigen Landesystem zur Marsoberfläche. Eine Abstiegsstufe ließ den Rover an acht Meter langen Seilen zum Boden hinab, damit das Fahrzeug möglichst sanft aufsetzen konnte.
Mehr zu den Abenteuern von Curiosity auf dem Mars gibt es auf der Seite Mars Curiosity.
Die Aufnahmen auf dieser Seite stammen von der NASA (Courtesy NASA/JPL-Caltech).