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NASA’s Perseverance rover fires up its descent stage engines as it nears the Martian surface in this illustration. 
https://mars.nasa.gov/internal_resources/961/

Perseverance zündet die Bremsraketen kurz vor der Landung auf der Mars-Oberfläche. Illustration: NASA/JPL-Caltech

Vor der Landung auf dem Mars muss Perseverance «sieben Minuten Terror» überstehen



Seit dem 30. Juli 2020 ist die Raumsonde unterwegs zum Roten Planeten, fast 470 Millionen Kilometer hat sie auf ihrer Reise zurückgelegt. Nun naht die alles entscheidende Phase: Am 18. Februar soll Perseverance (zu deutsch: «Beharrlichkeit») knapp vor 22 Uhr (MEZ) auf der Oberfläche des Mars landen.

Die Landung auf einem derart weit entfernten Himmelskörper ist alles andere als ein Kinderspiel. Zwischen dem Moment, in dem die Sonde in die Mars-Atmosphäre eindringt, und dem Aufsetzen auf der Oberfläche muss sie massiv abbremsen, damit sie bei der Landung nicht zerschellt. Zudem soll sie auch tatsächlich an der geplanten Stelle landen. Die NASA-Verantwortlichen sehen diesen «sieben Minuten Terror» mit gespannter Nervosität entgegen.

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NASA-Mitarbeiter sprechen über die bevorstehenden «7 minutes of terror». Video: YouTube/NASA Jet Propulsion Laboratory

Damit Perseverance seine lange Reise mit einer sanften Landung abschliessen kann, müssen mehrere Systeme perfekt zusammenspielen. Und die Sonde muss den gesamten Vorgang autonom durchführen, denn die Radiosignale sind vom Mars, der zurzeit mehr als 200 Millionen Kilometer entfernt ist, bis zur Erde 11 Minuten und 22 Sekunden unterwegs. Das bedeutet, dass ein Signal, das abgeschickt wird, wenn die Sonde in die Mars-Atmosphäre eintritt, erst beim NASA-Kontrollzentrum eintrifft, wenn der Rover bereits die Oberfläche erreicht hat.

In this illustration of its descent to Mars, the spacecraft containing NASA’s Perseverance rover slows down using the drag generated by its motion in the Martian atmosphere. 
https://mars.nasa.gov/internal_resources/961/

Der Hitzeschild der Raumsonde erhitzt sich beim Eintritt in die Mars-Atmosphäre. Illustration: NASA/JPL-Caltech

Das Geschehen ist denn auch nicht wirklich live mitzuverfolgen, nicht nur wegen der Verzögerung aufgrund der enormen Distanz, sondern auch weil die Instrumente des Rovers erst in der Endphase des Landemanövers aktiviert werden. Die Daten, die während der Landung an das Kontrollzentrum übermittelt werden, stammen von der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Der Orbiter überwacht die Landung von der Umlaufbahn um den Mars aus.

Mars 2020 Expanded Spacecraft Illustration. 
https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/overview/

Die Sonde besteht aus diesen Teilen. Illustration: NASA/JPL-Caltech

Run auf den Roten Planeten

Perseverance und seine Helikopter-Drohne Ingenuity werden nicht die ersten Forschungsapparate auf dem Mars sein: Neben Missionen, die bereits nicht mehr aktiv sind, wie etwa der Rover Opportunity, erkunden derzeit der seit 2012 aktive Rover Curiosity und der 2018 gelandete stationäre Lander InSight die Mars-Oberfläche. Daneben umkreisen zurzeit acht Orbiter aus sechs Staaten unseren Nachbarplaneten.
Erst im Februar 2021 die Mars-Umlaufbahn erreicht haben dabei die arabische Raumsonde al-Amal (engl. Hope, «Hoffnung») und die chinesische Sonde Tianwen-1 («Himmelsfrage 1»). Letztere wird in einigen Monaten ebenfalls einen Rover auf die Mars-Oberfläche hinabschicken.

Wenn alles klappt, läuft das gesamte Landemanöver in diesen Etappen ab:

This illustration shows the events that occur in the final minutes of the nearly seven-month journey that NASA’s Perseverance rover takes to Mars. 
https://mars.nasa.gov/internal_resources/961/

Die Etappen des Landemanövers. Illustration: NASA/JPL-Caltech

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Animation des Landevorgangs. Video: YouTube/NASA Jet Propulsion Laboratory

Die vorgesehene Landestelle befindet sich im Jezero-Krater, der in der Syrtis-Major-Hochebene auf der nördlichen Halbkugel des Mars liegt. Im Krater mit einem Durchmesser von 49 Kilometern, der durch einen Meteoriteneinschlag entstand, befand sich vor etwa vier Milliarden Jahren ein Kratersee, dessen Zuflüsse breite Deltas bildeten. Die Landestelle gilt als schwierig. So sagte Al Chen, der Chef des Landeprogramms beim Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien: «Erfolg ist nie garantiert. Und das gilt besonders, wenn man probiert, den grössten, schwersten und kompliziertesten Rover, den wir je gebaut haben, auf der gefährlichsten Stelle abzusetzen, auf der wir je zu landen versuchten.»

An artist's illustration of NASA's Mars rover Perseverance on the Red Planet. (Image credit: NASA/JPL-Caltech)

Der Rover ist vollgepackt mit Kameras und wissenschaftlichen Instrumenten. Bild: NASA/JPL-Caltech

Wenn dem drei Meter langen und rund eine Tonne schweren sechsrädrigen Rover eine sanfte Landung an der richtigen Stelle gelingt, kann die wissenschaftliche Arbeit beginnen. Dafür hat Perseverance neben 23 Kameras und einem Laser auch sieben wissenschaftliche Instrumente an Bord. Zudem führt der Rover eine kleine Helikopterdrohne mit: Ingenuity, dessen Steuerung durch sechs Motoren der Schweizer Firma Maxon aus Sachseln (OW) erfolgt, soll zeigen, ob Flüge in der dünnen Mars-Atmosphäre möglich sind. Es wäre der erste Flug auf einem anderen Himmelskörper.

This illustration made available by NASA depicts the Ingenuity Mars Helicopter on the red planet's surface near the Perseverance rover, left. NASA is upping the ante with its newest rover headed to Mars. Set to rocket away this week from Florida, Perseverance is NASA's brawniest and brainiest Martian rover yet.  (NASA/JPL-Caltech via AP)

Die Helikopterdrohne Ingenuity soll zeigen, ob in der extrem dünnen Mars-Atmosphäre Flüge möglich sind. Bild: keystone

Eines der Experimente, die Perseverance durchführen soll, besteht darin, Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre in Sauerstoff umzuwandeln. Vor allem aber soll er den Roten Planeten geologisch untersuchen und Gesteinsproben für eine mögliche spätere Mission vorbereiten, die diese dann dereinst einsammeln zur Erde zurückbringen soll. Letztlich besteht das Ziel der Mission darin, herauszufinden, ob auf unserem Nachbarplaneten Leben möglich ist – und ob es dort einst tatsächlich Leben gegeben hat.

Live-Stream

Ein echter Live-Stream der Landung ist nur schon wegen der grossen Distanz nicht möglich, doch die NASA wird das Geschehen ausführlich begleiten und ab 20.15 Uhr Schweizer Zeit einen englischsprachigen Live-Stream auf Youtube anbieten.

(dhr)

Rückkehr vom Aussenposten der Menschheit im All

Video: srf/Roberto Krone

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