Warum ist die Landung auf dem Mars so schwierig?

So überraschend es auch erscheinen mag, die Landung auf dem Planeten Mars ist sehr kompliziert! So bleibt Europa auf zwei aufeinander folgenden Misserfolgen sitzen. Beagle 2, im Dezember 2003 und in jüngerer Zeit der Lander Schiaparelli, im Oktober 2006, der die Ankunft von ExoMars 2020 vorbereiten sollte. Warum also ist es mehr als 60 Jahre nach Beginn der Eroberung des Weltraums trotz der Beherrschung der Weltraumtechnologien immer noch so schwierig, diesen Planeten zu erreichen? Wie landet man auf dem Mars?

Während die ersten bemannten Missionen zum Mars vorbereitet werden und die robotergestützte Erkundung des Planeten mit der Rückkehr von Marsproben in einigen Jahren fortgesetzt wird, bleibt die sichere Landung auf dem Mars eine Herausforderung, auch mehr als 42 Jahre nach Viking 1, dem ersten Landefahrzeug, das erfolgreich auf der Marsoberfläche landete.

Die Wahl des Landeplatzes bereitet dem wissenschaftlichen Team einer jeden Mission immer wieder Kopfzerbrechen. Der Ort muss nicht nur für die Forscher, sondern vor allem für die Ingenieure und Controller, die für den landenden Roboter verantwortlich sind, geeignet sein. Entgegen der landläufigen Meinung ist es nicht immer möglich, dort zu landen, wo das wissenschaftliche Interesse am größten ist. In der Tat müssen im Falle eines Rovers viele Parameter beachtet werden. Sie hängen größtenteils mit der Technik des Fahrzeugs und seiner Mobilität zusammen, mit der Oberfläche, auf der es sich bewegt, wie Breitengrad, Neigung, Rauheit des Geländes und schließlich mit der Höhe.

Die verschiedenen Etappen sahen eine sichere Landung des Schiaparelli-Landers der ExoMars-Mission 2016 vor, jedoch verzerrten zu starke Schwingungen nach dem Auslösen des Fallschirms die Berechnungen zur Höhenbestimmung. Dies führte dazu, dass der Bordcomputer die Bremsmotoren abschaltete, während sich die Maschine noch weit über dem Boden befand. Und so bei der Landung zerschlagen zu werden.

Viele Einschränkungen begrenzen die Möglichkeiten einer sicheren Landung auf dem Mars

Die Höhenlage ist ein wichtiger Parameter. Aufgrund der geringen Dichte der Marsatmosphäre muss der Landeplatz niedrig genug sein, um dem Lander vor der Landung Zeit zum Abbremsen zu geben. Damit die Instrumente funktionieren, muss der Standort in der Nähe des Äquators liegen, wo die Temperaturen milder sind (die Durchschnittstemperatur auf dem Mars beträgt -70 °C). Außerdem muss eine hohe Sonneneinstrahlung zur Versorgung der Photovoltaikanlagen gewährleistet sein. Mit anderen Worten: Ein Standort, der aus wissenschaftlicher Sicht interessant ist, ist möglicherweise nicht mit den technischen Gegebenheiten vereinbar. Und die Ingenieure des Rovers werden immer das letzte Wort haben.

Im Falle einer bemannten Mission gibt es neben den Parametern, die sich auf die Tiefe der Atmosphäre, die Nähe des Äquators und eine hohe Sonneneinstrahlung beziehen, zwei weitere Einschränkungen. Es wird notwendig sein, einen Landeplatz in noch geringerer Höhe zu finden, wie z.B. am Boden eines riesigen Kraters (sehr präsent im Süden des Planeten) oder innerhalb der Valles Marineris. Nicht zuletzt muss das Fahrzeug in der Nähe leicht zugänglicher und ausbeutbarer Eisvorkommen landen.

Urhebender Autor: Remy Decourt