Vor dem Raumfahrtzeitalter

Der Mars wird schon seit dem Altertum gründlich beobachtet. Im folgenden Text erfährst du, wann die wichtigsten Fakten zum Mars entdeckt wurden:

Tycho Brahe (1546-1601) vermaß die Planetenpositionen sehr genau, so dass Johannes Kepler (1571-1630) erkannte, dass die Bahn des Mars nicht kreisförmig, sondern elliptisch ist. Die drei Keplerschen Gesetze, die du spätestens in der Oberstufe auswendig lernen musst, hast du also der genauen Beobachtung der Marsbahn zu verdanken. Sowohl Brahe als auch Kepler haben in Prag gearbeitet. Auf dem Bild siehst du ein Denkmal der beiden Wissenschaftler in Prag.

Christiaan Huygens entdeckte 1659 eine dunkle Zone auf der Marsoberfläche. Durch die Bewegung der dunklen Zone konnte er berechnen, dass ein Tag auf dem Mars, wie du schon weißt, ca. 24,5 Stunden dauert.

Giovanni Domenico Cassini beschrieb 1666 die weißen Polkappen des Mars.

Wilhelm Herschel bestimmte 1784 die Neigung der Rotationsachse gegenüber der Umlaufbahn mit 25°.

1869 wurde schon eine erstaunlich genaue Marskarte angelegt.

Die von Giovanni Schiaparelli 1877 entdeckten "Canali" kennst du schon vom letzten Reiter.

Asaph Hall entdeckte auch 1877 die dir schon bekannten Marsmonde Phobos und Deimos.

Gerard Peter Kuiper wies in den 1950er Jahren Kohlendioxid in der Marsatmosphäre nach.

Im Raumfahrtzeitalter

Von Beginn des Raumfahrtzeitalters im Jahr 1960 bis 2020 waren mehr als 50 Raumsonden zum Mars unterwegs. Fast die Hälfte der Mars-Raumsonden wurden von den Amerikanern gebaut, den zweiten Platz nehmen die sowjetischen Sonden ein, aber auch die Europäer, die Chinesen, die Japaner, die Inder und auch die Vereinigte Arabische Emirate haben ihre Raumsonden in Richtung Mars geschickt. Anfänglich sind viele Marsmissionen gescheitert, im Laufe der Zeit mit Fortschreiten der Technik wurden die Fehlschläge weniger.

Die Mars-Raumsonden kann man in vier Kategorien unterteilen:

• Vorbeifliegende Raumsonden: Die ersten Mars-Raumsonden sind nur am Mars vorbei geflogen. Mariner 4 fotografierte im Vorbeiflug die Oberfläche und die Atmosphäre.
• Orbiter: Die Orbiter-Raumsonden umkreisen den Mars mehrere Monate oder Jahre lang. Ein Beispiel ist Mars Express, der seit 2003 den Mars umkreist.
• Landesonden: Wenn die Orbiter genügend Informationen über mögliche Landeplätze gesammelt haben, kann eine Landesonde auf dem Mars landen, um dort an einem festen Ort die Bodenbeschaffenheit und die Wetterbedingungen zu untersuchen. Die Landungen sind natürlich viel schwerer und riskanter als die Umkreisungen. Eine sehr erfolgreiche Landemission war Viking 1, die 1976 auf dem Mars landete.
• Rover: Die kompliziertesten Misionen sind die Rover, die wie kleine Autos auf dem Mars fahren können. Sie fahren sehr langsam, damit sie von herumliegenden Steinen nicht beschädigt werden. Rover können die Bodenmerkmale aus der Nähe vermessen und für einen besseren Überblick auf Hügel fahren. Erfolgreiche Rover-Missionen waren der Rover Opportunity (siehe Bild), der 2003 gestartet wurde, und der Rover Curiosity, der 2011 gestartet wurde. Curiosity ist immer noch aktiv.

Du kannst dir sicher gut vorstellen, wie schwierig die Landungen auf der Marsoberfläche sind: Die Landesonden nähern sich dem Mars mit einigen Tausend Kilometern pro Stunde und müssen bis zur Landung auf fast 0 km/h herunterbremsen. Diese Verlangsamung muss innerhalb von nur sechs Minuten erfolgen, denn so lange dauert es ungefähr, bis die Landesonde die dünne Atmosphäre durchquert hat. Im Folgenden wird ein bewährtes Bremsmanöver in 6 Schritten vorgestellt, dabei steuert sich die Landesonde selbst und landet ohne menschlichen Eingriff, weil die Signale zwischen Erde und Mars zu lange unterwegs sind:

1. Eintritt: Die Landesonde tritt in ihrer Hülle in die Atmosphäre ein. Das heiße Gas erhitzt die Außenhülle auf Temperaturen wie auf der Sonnenoberfläche, die Sonde ist deshalb gut durch ihre Hülle geschützt.
2. Fallschirm: Sobald die Atmosphäre die Hülle auf ca. 1 600 km/h abgebremst hat, öffnet sich ein speziell konstruierter großer Fallschirm (siehe Bild), der den Fall sehr stark abbremst. Die Hülle befindet sich nun ca. 10 km über der Marsoberfläche.
3. Kabel: Ca. 35 Sekunden später ist dann die Hülle nur noch ca. 320 km/h schnell. Jetzt wird die Landesonde freigesetzt. Sie hängt an einem starken und dünnen Kabel, ca. 20 m unter der Hülle.
4. Airbags und Raketen: Fünf Sekunden vor dem Aufschlagen der Landesonde werden rund um sie herum Airbags aufgeblasen. Auch Raketen in der Hülle werden gezündet, um den Fall fast auf Null abzubremsen.
5. Abgefederte Landung: 20 m über der Marsoberfläche wird das Kabel gelöst. Die von Airbags umgebene Sonde schlägt auf den Boden auf. Sie hüpft zunächst erneut ca. 20 m hoch in die Atmosphäre und springt dann noch etwa 30-mal auf der Oberfläche umher, wobei die Sonde jedesmal etwas weniger hochfedert.
6. Öffnung: Am Boden endgültig angelangt prüfen Sensoren, wo oben und unten ist. Die Luft wird in einer bestimmten Reihenfolge aus den Airbags entlassen, sodass die Sonde am Ende aufrecht steht. Sie entfaltet sich und beginnt ihre Arbeit oder setzt einen Rover ab.