Weltall

Mars

Seit Jahrhunderten fasziniert der Rote Planet die Menschen. Mehr als 30 Missionen starteten seit Beginn der Raumfahrt in Richtung Mars. Kein Planet in unserem Sonnensystem wurde besser erforscht.

Von Jochen Zielke

Wassereis wurde bereits gefunden, doch die Suche nach verborgenen Lebensformen auf dem Mars ist noch immer ohne Ergebnis. Aufwändige Missionen mit Marssatelliten und Robotersonden sollen die Rätsel des Mars weiter entschlüsseln.

Im Bann des Roten Planeten

In vielen Mythologien hat der Mars seinen festen Platz. Rötlich am Firmament leuchtend wirkte er vor allem bedrohlich. Rot war das Symbol für Feuer und Blut, für Macht und Aggression – Attribute des griechischen Kriegsgottes Ares und des römischen Kriegsgottes Mars.

Jahrhundertelang hielt sich das Bild vom schrecklichen "Roten Planeten". Daran änderten auch die Anfänge der Marsforschung nichts. Sie begann um 1600, als Johannes Kepler intensivere Beobachtungen der Marsbahn anstellte.

1659 beobachtete der Holländer Christiaan Huygens mit einem Teleskop den Mars und zeichnete die erste detaillierte Marskarte. Auf ihr ist die Region Syrtis Major zu erkennen. Vermutlich zog Huygens als erster ernsthaft die Existenz von Leben auf dem Mars in Betracht.

Bis Mitte des 20. Jahrhunderts schien der Gedanke nicht abwegig: 1938 versetzte der US-Regisseur Orson Welles mit seinem Hörspiel "Krieg der Welten" Millionen Amerikaner in Panik, als er über einen angeblich gerade stattfindenden Angriff von Marsbewohnern auf die Erde berichtete.

Die ersten Bilder vom Mars

Die Spekulationen fanden erst 1965 ein Ende, als die amerikanische Raumsonde "Mariner 4" die ersten Bilder vom Mars zur Erde funkte. Sie zeigten einen trostlosen, kargen Wüstenplaneten – von Wasser und Leben keine Spur.

Trotzdem verlor der Mars nichts von seiner Anziehungskraft, weder für die Forschung noch für Hollywood. Im Film "Mission to Mars" konnten Kinobesucher im Jahr 2000 dann erstmals dramatisch überhöht erleben, wie Menschen ihren Fuß auf unseren Nachbarplaneten setzten.

Diesen Traum hegte Mitte der 1930er-Jahre bereits Raumfahrtpionier Wernher von Braun. Doch erst Anfang der 1960er starteten die ersten Raumsonden in Richtung Mars. 1976 landeten mit Viking 1 und 2 erstmals leistungsfähige Robotersonden sanft auf der Marsoberfläche.

Der steinige Weg zum Mars

Die Erkundung des Mars' erwies sich bisher als schwierig. Die erfolgreichsten Missionen der NASA waren die Viking-Sonden (1976-1982), Pathfinder (1997), die Marsrover Spirit (2004-2010) und Opportunity (seit 2004), Phoenix (2008) und Curiosity (seit 2012).

Zwei weitere Sonden landeten nicht direkt auf der Marsoberfläche, sondern wurden in die Umlaufbahn des Planeten geschossen: Mars Global Surveyor (1997-2006) und Mars Odyssey (seit 2001). Die Europäische Weltraumagentur ESA verfügt mit Mars Express seit 2003 ebenfalls über einen Satelliten in der Marsumlaufbahn.

Diesen Erfolgen stehen aber ähnlich viele Pannen gegenüber. Abgesehen von den Risiken beim Start müssen die Raumfahrzeuge oft weit mehr als 100 Millionen Kilometer durch das All zurücklegen.

Viele erreichten den Mars wegen Steuerungsproblemen erst gar nicht, andere verglühten in der Atmosphäre oder zerschellten auf dem zerklüfteten Marsboden. Hunderte Milliarden Dollar verpufften schon – aber Neugier, Hoffnung und Forschergeist haben die Verantwortlichen in den Raumfahrtorganisationen nie verlassen.

Leben auf dem Mars?

Vermutlich waren die Lebensbedingungen auf dem Mars nicht immer so hart wie heute. Man vermutet, dass Erde und Mars zeitweise eine ähnliche Entwicklungsgeschichte durchliefen, geprägt von einem flüssigen inneren Planetenkern, einem Magnetfeld, häufigen Vulkanausbrüchen, einer wärmeren, feuchten Phase, Jahreszeiten und viel Wasser, möglicherweise sogar Meeren – Bedingungen, unter denen sich auch auf dem Mars damals einfachstes, mikrobisches Leben entwickelt haben könnte.

Indizien für eine von Wasser beeinflusste Umwelt haben Forscher mit Hilfe der Marsrover Spirit und Opportunity gefunden. Die Landesonde Phoenix fand in der Marsarktis wenige Zentimeter unter der staubigen Oberfläche Wassereis.

Der Marsroboter Curiosity fand 2012 ebenfalls Hinweise auf ehemalige Wasservorkommen. Er fotografierte von Wasser geformte Kieselsteine in einem ausgetrockneten Flussbett.

Nicht ausgeschlossen, dass an anderer Stelle noch Spuren von Frühformen des Lebens im Gestein des Mars zu finden sind. Obwohl die Analysemöglichkeiten der Roboterfahrzeuge beachtlich sind, bezweifeln manche Forscher, dass mit ihnen die Suche nach Leben auf dem Mars erfolgreich bestritten werden kann. Sie meinen, der Mensch müsse schon selbst seinen Fuß auf den Roten Planeten setzen, um Gewissheit zu erlangen.

Bemannte Missionen zum Mars?

Wenn man bedenkt, dass von mehr als 30 Marsmissionen bisher nur gut ein Drittel erfolgreich endeten, scheint der Gedanke an eine bemannte Raumfahrt zum Mars noch etwas vermessen zu sein.

Die Risiken wären zurzeit sicher sehr groß. Aber es gibt zumindest schon Planspiele – sowohl bei der NASA als auch der ESA. Die USA sieht einen möglichen Starttermin einer bemannten Marsmission in den 2030ern.

Ein Start direkt von der Erde aus ist fraglich, denn eine Marsrakete mit umfangreicher Fracht müsste eine enorme Schubkraft entwickeln, um überhaupt auf dem Mars anzukommen.

Einfacher wäre es, Marsraumschiff, Landemodul, Marsstation, Rückkehrmodul, Treibstoff, Sauerstoffversorgung und wissenschaftliche Ausrüstung mit mehreren Flügen zunächst zur Internationalen Raumstation zu transportieren und dann von dort zu starten.

Mit neuen Antriebssystemen ließe sich vielleicht die Flugzeit von derzeit mindestens sechs bis acht Monaten verkürzen. Für die Astronauten kämen dann jedoch noch die Aufenthaltszeit auf dem Mars sowie die Rückflugzeit dazu. Für eine Kurzzeit-Mission mit nur wenigen Tagen Aufenthalt veranschlagt man bei der NASA 505 Tage.

Die Dauer der Mission ist dabei theoretisch kein Problem – ISS-Astronauten verbringen ja heute schon Monate auf der Raumstation. Allerdings haben sie mehr Platz und leben in komfortablerer Umgebung als in einem Raumschiff.

Hinzu kommt allerdings die Entfernung: 370 Millionen Kilometer (das 1000-fache der Entfernung von der Erde zum Mond) müssten von den Astronauten überwunden werden. Und auch die zu transportierende Nutzlast ist erheblich: Im Vergleich zu den 100 bis 200 Kilogramm Gewicht der Sonden bei den aktuellen Missionen rechnet man bei einer bemannten Marsmission mit bis 200 Tonnen Nutzlast.

Extreme Bedingungen

Die körperlichen Belastungen (Muskel- und Knochenschwund, hormonelle Störungen) während des Fluges lassen sich sicher in den Griff bekommen. Notwendig wäre aber auf alle Fälle ein besserer Schutz gegen die harte Sonnen- beziehungsweise kosmische Strahlung im interplanetaren Raum.

Neben der körperlichen und geistigen Belastung durch den langen Flug sind die Bedingungen auf dem Mars selbst extrem: Staubstürme, hohe Minusgrade, nahezu ungefilterte UV-Strahlung, dazu das Problem der Wasser- und Energieversorgung.

Brennstoffzellenkonzepte liegen bereits in der Schublade, die gefundenen Wasservorkommen auf dem Mars könnten für eine erfolgreiche Mission immens wichtig werden.

Mitglieder der "Mars Society" versuchen in einer Marsstation, die in der Wüste Utahs und im kanadischen Eismeer erprobt wird, schon auf der Erde nachzuempfinden, wie die bemannte Marsmission vor sich gehen könnte.

In Abschnitten von mehreren Wochen sammeln Freiwillige in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern und Psychologen Erfahrungen mit dem Leben auf engstem Raum. Sie forschen unter eingeschränkten Bedingungen und absolvieren Ausflüge in nachgebauten Raumanzügen.