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Mars - © Foto: Pixabay

NASA-Mars-Rover: Vorbereitung auf den Roten Planeten

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Ein NASA-Helikopter soll 2020 einen Mars-Rover bei der Erforschung des Roten Planeten begleiten. Das flinke Fluggerät wird dem Rover ein besseres Bild vermitteln, wohin er sich bewegen soll.

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Ein NASA-Helikopter soll 2020 einen Mars-Rover bei der Erforschung des Roten Planeten begleiten. Das flinke Fluggerät wird dem Rover ein besseres Bild vermitteln, wohin er sich bewegen soll.

Wer eine Reise macht, hat etwas zu erzählen. Das gilt umso mehr für die Crew des Österreichischen Weltraum Forums (ÖWF), die kürzlich aus dem Oman zurückgekehrt ist. Vier Wochen haben die Mitglieder der Mars-Mission AMA-DEE-18 dort Experimente durchgeführt und sich auf eine ganz besondere Reise vorbereitet. Denn in der Dhofar-Wüste auf der arabischen Halbinsel herrschen extreme Bedingungen: ein kleiner Vorgeschmack auf einen gigantischen "Ausflug", der im wahrsten Wortsinn noch in den Sternen steht -auch wenn Space-X-Chef Elon Musk davon ausgeht, bereits 2022 einen ersten bemannten Mars-Flug durchführen zu können. Rund 56 Millionen Kilometer ist die "Traumdestination" im besten Fall entfernt, doch die Distanz schwankt. Es könnten auch 380 Millionen Kilometer sein, wenn Erde und Mars auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der Sonne stehen. Mit einer mindestens halbjährigen Reise ist in jedem Fall zu rechnen. Menschen, die zu Heimweh neigen, sollten davon eher Abstand nehmen.

Zehn Minuten dauert es allein, bis Funksignale vom Mars auf der Erde eintreffen. Bis eine Frage der Feldcrew von der Bodenkontrolle beantwortet wird, sind zumindest zwanzig Minuten zu veranschlagen. Alle Daten landen mit Verspätung: Das EKG der Mars-Pioniere etwa ist schon leicht veraltet, wenn es der Arzt auf der Erde zu sehen bekommt. Potenzielle Probleme müssen daher möglichst früh antizipiert werden. Im Oman wurde die Feldcrew in der Wüste von einem Zentrum in Innsbruck unterstützt. Um auch den Informationsfluss authentisch nachzuahmen, kommunizierten die beiden Teams mit entsprechender Verzögerung.

Mit Überleben beschäftigt

"Bei Missionen am Roten Planeten wird das Zusammenspiel der Crews am Mars und auf der Erde wichtig sein, insbesondere wie die Beteiligten mit stressigen Situation umgehen", sagte ÖWF-Flugdirektor Reinhard Tlustos bei einer Pressekonferenz in Wien. "Auf die Probe gestellt hat uns hier etwa ein Sandsturm, der drei Tage lang jeglichen Außenbord-Einsatz unmöglich machte. Das Team in der Basisstation konnte in dieser Zeit wenige der geplanten Aufgaben erfüllen, während das Team in Innsbruck mit Hochdruck daran arbeitete, den Zeitplan der verbleibenden zwei Wochen anzupassen und noch alles unterzubringen."

Überhaupt die Zeit: Sie vergeht bei solchen Missionen wie im Flug: "Zeit ist für uns die wertvollste Ressource", betonte ÖWFChef Gernot Grömer. "Wir müssen lernen, die Abläufe so klug zu planen, dass wir sie möglichst effizient nutzen." Derzeit werde nur ein Drittel der produktiven Zeit für die Wissenschaft aufgewendet, der Rest fließe in die Wartung der Lebenserhaltungssysteme oder schlicht in die Bewältigung des Alltags. Allein das Anziehen des Raumanzugs nimmt rund zwei Stunden in Anspruch. Der vom ÖWF entwickelte Marsanzug "Aouda" wiegt 50 Kilogramm und ist u. a. mit einem kabellosen Netzwerk (WLAN) hochgerüstet -"ein Raumschiff zum Anziehen", wie Reinhard Tlustos stolz bemerkt.

Doch Männer, die im Raumanzug die Gegend erkunden, sind erst die letzte Stufe von "Explorationskaskaden", die im Oman erstmals als Strategie eingesetzt wurden: Ein potenzieller Testort wird hier zunächst von einer Drohne aufgenommen und kartiert. Danach wird ein unbemannter Rover losgeschickt, um das Terrain genauer zu untersuchen. Erst wenn auch diese Daten auf interessantes und sicheres Gelände schließen lassen, erhalten die Astronauten grünes Licht, um den Ort weiter zu erforschen. Im Oman wurden vor allem Spuren von alten Wasseransammlungen gesucht. Dass auch am Mars früher Wasser geflossen ist, weiß man von Marssonden, die zahlreiche ausgetrocknete Stromtäler entdeckt haben. Wasser ist am Roten Planeten weiterhin vorhanden: Die NASA-Forschungssonde Phönix hat 2008 gefrorenen Marsboden in einen Mini-Ofen befördert und nach der Erhitzung Wasserdampf nachgewiesen.

Radieschen in der Wüste

Im Oman wurde auch eine spezielle Drohne getestet: "Dieses Fluggerät orientiert sich an markanten Punkten im Gelände, denn GPS gibt es auf dem Mars ja nicht", erklärte Projektleiter Stephan Weiss, der bereits eine Methode für die GPS-freie Navigation für die NASA entwickelt hat. Diese Methode ist nun für den geplanten Mars-Helikopter zur selbständigen Navigation auf dem Roten Planeten vorgeschlagen. Damit wurde ein hartnäckiges Problem gelöst, denn die Entwicklung eines Mars-Copters scheiterte bisher daran, dass keine geeignete Navigationstechnologie verfügbar war. Von 2012 bis 2015 war Weiss am "Jet Propulsion Laboratory"(JPL) der NASA tätig. "Könnte man damit auch am Mars fliegen?", fragte ihn der damalige JPL-Direktor Charles Elachi hoffnungsvoll, als Weiss seinen autonomen Navigationsalgorithmus vorgestellt hatte. Daraus sollte die erste kamerabasierte Drohne erwachsen, deren Einsatz in der Wüste nun sehr lehrreich war, wie der Professor von der Uni Klagenfurt berichtet: "Es zeigte sich, dass die Morgen-und Abendstunden für den Einsatz am günstigsten sind, da es dann mehr Schattenwürfe zur Orientierung gibt." Die Daten aus dem Oman werden nun mit dem JPL besprochen, um den Algorithmus für den NASA-Mars-Copter zu verbessern. Dieser Copter soll 2020 einen Mars-Rover bei der Erforschung des Roten Planeten begleiten. Das flinke Fluggerät wird dem Rover ein besseres Bild vermitteln, wohin er sich bewegen soll. Die US-Forscher erwarten, dass sich die auf dem Mars täglich zurückgelegte Strecke dadurch verdreifachen lässt.

Auch ernährungswissenschaftlich wurde die Crew im Oman begleitet. Ein Experiment widmete sich der Gemüsezucht: In einem aufblasbaren Treibhaus wurde Mikrogemüse angebaut und dessen Entwicklung unter extremen Bedingungen erforscht. "Kresse oder Radieschen in der Wüste zu ernten, ist ein tolles Erlebnis. Das Grünzeug war bei unserer Mannschaft ein kulinarisches Highlight", erzählte Feldkommandeur Gernot Grömer. Die nächste vergleichbare Mars-Mission des ÖWF ist für 2020 geplant. "Das Testgelände wird wohl wieder auf der arabischen Halbinsel sein", so Grömer. "Der Teufel aber steckt im Detail: Jetzt wird es wissenschaftlich wirklich spannend."

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