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ExoMars bereit für den Start der Wissenschaftsmission

11/04/2018 1434 views 12 likes

Der ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) wird bald mit seiner Suche nach Gasen, die auf geologische oder biologische Aktivitäten auf dem Roten Planeten hinweisen, beginnen.

Der Spurengasorbiter hat seinen endgültigen Orbit erreicht. Zuvor hatte die Atmosphärenbremsung bis zum Februar ein ganzes Jahr in Anspruch genommen. Im Rahmen dieses anspruchsvollen Manövers wurde der TGO durch die oberste Schicht der Marsatmosphäre gesteuert. Durch die Nutzung des Widerstands an den Solarkollektoren wurde die Sonde aus ihremanfänglichen, hochelliptischen Vier-Tage-Orbit in einer Höhe von etwa 98.000 mal 200 km in den endgültigen, viel tieferen und nahezu kreisrunden Orbit auf circa 400 km geführt.

Die Atmosphärenbremsung

Nun braucht der Spurengasorbiter zwei Stunden für eine Marsumrundung. Sobald die Kalibrierung und die Installation neuer Software abgeschlossen ist, beginnt der TGO mit seinen wissenschaftlichen Messungen.

„Dies ist ein entscheidender Meilenstein für unser ExoMars-Programm und ein großer Erfolg für Europa“, sagt TGO-Missionsmanagerin Pia Mitschdörfer.

„Wir haben diesen Orbit zum ersten Mal dank der Atmosphärenbremsung erreicht. Gleichzeitig ist der TGO der schwerste Orbiter, den wir je zum Roten Planeten geschickt haben. Nun beginnt er mit seiner Suche nach Lebenszeichen auf dem Mars.“

„Die Wissenschaftsmission beginnt in wenigen Wochen. Wir sind jetzt schon gespannt auf die ersten Messungen“, sagt TGO-Projektwissenschaftler Håkan Svedhem.

„Der Orbiter kann sogar seltene Gase in geringsten Konzentrationen aufspüren und so potenziell herausfinden, ob der Mars immer noch – biologisch oder geologisch – aktiv ist.“

Das Hauptziel ist dabei eine detaillierte Aufzeichnung der auftretenden Spurengase – die noch nicht einmal 1 Prozent des Gesamtvolumens der Marsatmosphäre ausmachen. Hauptsächlich wird der Orbiter auf der Suche nach Methan und weiteren Gasen sein, die auf aktuelle biologische oder geologische Aktivitäten hinweisen.

Methanentstehung und -abbau auf dem Mars

Auf der Erde wird Methan hauptsächlich von lebenden Organismen ausgestoßen. Außerdem ist Methan der Hauptbestandteil der natürlichen Kohlenwasserstoffgasvorkommen. Auch vulkanische und hydrothermale Aktivitäten tragen zur Methanproduktion auf unserem Heimatplaneten bei.

Auf dem Mars hat Methan eine eher kurze Lebensdauer von etwa 400 Jahren, da es durch das UV-Licht der Sonne abgebaut wird. Dazu reagiert das Methan mit anderen Komponenten in der Atmosphäre und wird durch Winde vermischt und verteilt. Das bedeutet, dass aktuell entdecktes Methan wahrscheinlich erst kürzlich entstanden oder aus einer älteren Lagerstätte entwichen ist.

Die ESA-Sonde Mars Express sowie der NASA-Rover Curiosity haben bereits Methanspuren entdeckt – die Messergebnisse gelten allerdings immer noch als umstritten.

Der TGO kann selbst geringste Konzentrationen Methan und anderer Spurengase entdecken und analysieren. Die Genauigkeit der Messmethoden übertrifft die früherer Untersuchungsarten um drei Größenordnungen. Darüber hinaus ist er in der Lage, unterschiedliche Methanquellen voneinander zu unterscheiden.

Die vier Instrumentengruppen vermessen – aufeinander abgestimmt – Atmosphäre, Oberfläche und den Untergrund des Mars. Die Kamera hilft dabei, Merkmale auf der Oberfläche zu entdecken, die auf Spurengasreservoirs hinweisen könnten.

Darüber hinaus werden die Instrumente nach unterirdischem Wassereis suchen. Diese Vorkommen müssten dann, neben etwaigen Spurengaslagerstätten, bei der Auswahl geeigneter Landeplätze für zukünftige Marsmissionen berücksichtigt werden.

Auch die Kommunikationsrelais für die NASA-Rover Opportunity und Curiosity werden bald in Betrieb genommen – für die Ankunft des NASA-Landers InSight (die im Laufe des Jahres erwartet wird) sowie für den ExoMars-Rover und die ExoMars-Wissenschaftsplattform (erwartet für März 2021).

Vorläufige Relaistests mit den NASA-Rovern wurden bereits im November 2016 durchgeführt, kurz nachdem der Orbiter am Mars angekommen war. Wenn alles steht, wird die Sonde mehrere Relaisverbindungen pro Woche zur Verfügung stellen.

ExoMars ist ein Gemeinschaftsprogramm von ESA und Roscosmos.