DLR-Experte Ernst Hauber sucht auf der Marsoberfläche geeignete Landeplätze für den ExoMars Rover der ESA

Mögliche Oasen für ExoMars

14 Mai 2014

Mit der ExoMars Mission wollen ESA und Roscosmos zur Oberfläche des Mars vorstoßen. Wir haben den Mars-Geologen Ernst Hauber vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt gefragt, wo genau auf unserem Nachbarplaneten der Rover nach Lebensspuren suchen soll.

Herr Hauber, als Geologe arbeiten sie täglich mit den Fotos, welche der europäischen Satellit Mars Express zur Erde funkt. Nun will die ESA zusammen mit der russischen Raumfahrtbehörde Roscosmos weitere Sonden mit Proton Raketen zum Roten Planeten schicken, darunter das automatisches Fahrzeug ExoMars. Bereits mehrere Rover der Nasa sind dort umhergefahren, zuletzt landete 2012 Curiosity und erforscht seitdem die Landschaft des äquatornahen Kraters Gale. Warum wollen Europäer und Russen das Verkehrsaufkommen auf dem Roten Planeten noch weiter erhöhen?

Keine Sorge, Staus sind nicht zu erwarten, der Mars hat ausreichend Fläche für viele zusätzliche Rover. Sein Durchmesser ist zwar nur halb so groß wie bei der Erde. Da er aber keine Ozeane hat, sind die Landflächen beider Planeten vergleichbar groß. 

Scherz beiseite: Was können wir Neues vom ExoMars Rover erwarten?

Einiges! Bei der Suche nach Spuren von Leben haben sich die bisherigen Mars-Missionen auf die Oberfläche und solche Bodenschichten konzentriert, die nur wenige Zentimeter darunter liegen. ExoMars wird einen entscheidenden Schritt weitergehen: Sein Bohrgerät kann bis zu zwei Meter tief in den Boden vordringen und dort Proben nehmen. Das ist wichtig, weil die Marsoberfläche ständig starker ionisierender Strahlung aus dem Kosmos ausgesetzt ist. Das kommt daher, weil der Mars kein globales Magnetfeld hat, das wie auf der Erde diese lebensfeindlichen Strahlen abschirmen könnte. Organische Moleküle, also auch die chemischen Spuren möglicher Lebewesen, werden unter solchen Bedingungen schnell zerstört. Abgeschirmt unter einer dicken Bodenschicht könnten die Biomoleküle jedoch erhalten geblieben sein. 

Als Mitglied der Landing Site Selection Working Group werden Sie einen Vorschlag erarbeiten, wo genau auf der Marsoberfläche der ExoMars Rover landen soll. Muss man schon zum Mars-Express-Team gehört haben, um bei der 'LSSWG' mitzumachen?

Roter Planet in Falschfarben: Blaue Gebiete sind besonders tief gelegen, grüne, orange und Magenta-farbige Regionen liegen jeweils immer höher. Die Karte zeigt einige der bisherigen Landestellen gekennzeichnet als Sterne, ein gelber Stern markiert die Landestelle des Curiosity Rovers der Nasa. Weiße Kreise stehen für die vorgeschlagenen Landestellen des geplanten europäischen ExoMars Rovers. Die kürzlich priorisierten möglichen Landestellen sind Mawrth Vallis (2 Vorschläge), Oxia Planum (2 Vorschläge), Oxia Palus und Hypanis Vallis.

Nein. Die LSSWG umfasst Experten aus den Ländern, die zur ExoMars Mission beitragen, hauptsächlich aus Mitgliedsstaaten der ESA und Russland. Bei unserem ersten Treffen Ende März kamen rund 60 Marsforscher und Ingenieure ins ESA-Wissenschaftszentrum bei Madrid. Die Ingenieure müssen vor allem auf den sicheren Ablauf der Mission achten, deshalb haben die Forscher beim Auswählen der Landestelle keineswegs freie Hand: Zum Beispiel werden tief gelegene Gebiete gegenüber Hochebenen bevorzugt, um lange genug bei der Landung mit dem Fallschirm bremsen zu können. Das Zielgebiet muss deshalb mindestens zwei Kilometer tiefer als das Nullniveau des Mars liegen. Die Landeellipse des ExoMars Rovers beträgt 104 mal 19 Kilometer, dort sollen einerseits nicht zu viele große Steine liegen, anderseits müssen genügend wissenschaftlich interessante Stellen vorhanden sein, die der Rover in der geplanten Missionsdauer von sieben Monaten erreichen kann. Auch dürfen die Steigungen im Landegebiet einen festgelegten Maximalwert nicht überschreiten, da ein zu welliges Bodenrelief das Fortkommen des Fahrzeugs behindern würde. 

Haben Sie sich mit den Kollegen schon auf ein Zielgebiet geeinigt?

So etwas dauert seine Zeit, aber der Start ist ja auch erst für den Mai 2018 geplant. Trotzdem haben wir bereits vier aussichtsreiche Gebiete benannt, die bevorzugt auf ihre Eignung untersucht werden. Alle vier sind sehr alt, über dreieinhalb Milliarden Jahre. Damals hatte der Mars Gewässer, zumindest gab es Phasen, in denen immer wieder Seen und Flüsse existierten; manche Kollegen halten sogar einen ausgedehnten Ozean auf der Nordhalbkugel für möglich. Jedenfalls dürften die Umweltbedingungen lebensfreundlicher als heute gewesen sein. Noch heute sehen wir bei allen unseren Kandidatenstellen die Spuren des Wassers. Beispielsweise das Tal Mawrth Vallis, das auch in der engeren Auswahl für Curiosity war: Spektren der Mars-Satelliten zeigen hier die klare Signatur bestimmter Tonminerale, die sogenannten Schichtsilikate, auch Phyllosilikate genannt. Wir wissen, dass diese Minerale dann entstehen, wenn größere Wassermengen über längere Zeiträume vorhanden sind, und zwar wenn das Wasser einen für Lebewesen günstigen pH-Wert hat. Zudem können diese Minerale organische Substanzen über lange geologische Zeiträume konservieren. Die gleiche Tonmineral-Signatur finden wir auch in der nahe gelegenen Ebene Oxia Planum. Beide Stellen wären für die Marsforschung ein Novum, denn kein Mars-Lander oder Rover war je zuvor in Gebieten mit solch ausgeprägten Vorkommen an Tonmineralen.

Was würde den ExoMars Rover an den beiden anderen Landestellen erwarten?

Der ExoMars Rover soll Lebensspuren im Marsboden finden

Er träfe ebenfalls auf geologisches Neuland. Die Wirkung des Wassers zeigt sich bei beiden auf den Kamerabildern der Mars-Orbiter: In dem Gebiet Oxia Palus gibt es einen alten Flusslauf. In Hochwasserzeiten hat der Fluss einst seine Umgebung überschwemmt und dort feinkörniges Material abgelagert, das biologisches Material gut konserviert haben könnte - so ist zumindest die Hoffnung. Womöglich wurde das ganze Gebiet erst vor geologisch kurzer Zeit wieder freigelegt, was gut wäre für die Suche nach Biomolekülen. In Hypanis Vallis, der anderen Kandidatenstelle, gibt es ein ehemaliges Flussdelta oder einen sogenannten Schwemmfächer, je nachdem, ob es den nördlichen Ozean wirklich gab. Fest steht jedenfalls, dass auch bei der Entstehung von Hypanis Vallis größere Wassermengen im Spiel waren.

Noch vor der Mission des Rovers wird es eine Art Generalprobe geben?

Ja, dabei wird hauptsächlich die Technik getestet, mit der später der Rover auf der Marsoberfläche abgesetzt werden soll. Die Ingenieure nennen das „EDL“, also „Entry, Descent and Landing“. Bereits zwei Jahre vor dem Rover wird eine Sonde, die mit dem ExoMars Trace Gas Orbiter zum Mars fliegt, zur Oberfläche hinab geschickt. Die Ebene Meridiani Planum am Marsäquator ist dafür bereits ausgewählt. Der alte Nasa-Rover Opportunity, der dort momentan noch unterwegs ist, bekommt dann Besuch aus Europa.

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