Mars Sample Return

Künstlerische Darstellung des Rückstarts des Mars Ascent Vehicle, im Vordergrund der Fetch Rover. (NASA)

Mars Sample Return (MSR) ist die englische Bezeichnung für eine Rückführung von Proben vom Mars zur Erde. Die Konzepte stehen teilweise in Konkurrenz zu bemannten Marsmissionen, sind aber oft auch als Vorbereitung für bemannte Missionen angedacht. Die auf die Erde gebrachten Proben könnten das Verständnis über die Verhältnisse aus dem Mars besser voranbringen, als die auf Spezialgebiete eingeschränkten Rover und Orbiter es derzeit machen.

Sowjetunion

In der Sowjetunion gab es in den 1970er Jahren das Projekt Mars 5NM. Es sah vor, dass eine sehr große Raumsonde mit einer Masse von 20 t mit der Trägerrakete N1 zum Mars startet, dort landet, Bodenproben sammelt, eine Rückkehrstufe startet und eine 13 kg schwere Rückkehrkapsel mit den Proben wieder zur Erde zurückkehrt. Der Start sollte im Jahr 1973 stattfinden, die Mission insgesamt 970 Tage dauern und die Landung der Rückkehrkapsel war für September 1975 vorgesehen. Da alle vier Testflüge der Trägerrakete N1 noch vor dem Zünden der zweiten Stufe mit Abstürzen endeten, wurde das Projekt Mars 5NM 1974 aufgegeben.^[1]

Roskosmos

Heute gibt es in Russland für eine Rückführung von Proben vom Mars das Projekt Mars-Grunt. Dabei soll eine über 6 t schwere Marssonde, bestehend aus Marsorbiter und Marslander, zusammen auf einer Angara 5 zum Mars starten. Der Lander würde etwa 200 g Proben sammeln, eine Rückstartstufe mit den Proben würde in die Marsumlaufbahn starten, mit dem Orbiter koppeln und dieser mit den Proben zur Erde zurückkehren.^[2] Nachdem die Fobos-Grunt-Raumsonde, die Proben vom Marsmond Phobos zur Erde zurückbringen sollte, Ende 2011 schon in der Erdumlaufbahn gescheitert ist und wegen der chronischen Unterfinanzierung der russischen Raumfahrt ist mit einer Verwirklichung in nächster Zeit nicht zu rechnen.

ESA

Eine Mars Sample Return Mission war Teil des Aurora-Programms der Europäischen Weltraumorganisation, ist wegen fehlender Finanzierung aber nicht durchgeführt worden.^[3] Für die Zukunft wird eine solche Mission in Zusammenarbeit mit der NASA jedoch weiterhin befürwortet.^[4]

Die Landeplattform, 1. Roboterarm, 2. MAV, 3. Rampe, 4. Fetch Rover

Der Fetch Rover

Der Mars Sample Return Orbiter

Landekapsel (EEV)

Ein Probensammelmagazin wie es der Mars Rover 2020 verwenden könnte

NASA

Ein Konzept der NASA aus dem Jahr 2001 sah drei Sonden für eine Mars Sample Return Mission vor, die alle an Bord je einer Atlas V (551) von der Erde abheben sollten. Zuerst würde ein Rover starten, um Bodenproben einzusammeln. Vorgesehen waren etwa 20 Bohrproben von 5 cm Länge, 4 Proben von eingesammeltem Regolith (Lockermaterial), sowie je eine Staubprobe und eine Gasprobe aus der Marsatmosphäre. Für diese Aufgabe war der Max-C-Rover (Mars Astrobiology Explorer-Cacher) vorgesehen, ein NASA-Beitrag zum ursprünglich europäisch-amerikanischen ExoMars-Programm. Für die eigentliche Probenrückführung sollten zwei separate Raumsonden entwickelt werden, ein Orbiter, der später die Proben zur Erde zurückbringen sollte und ein Landemodul. Nach Ankunft am Mars würde der Orbiter, der eine Masse von etwa 1000 kg haben sollte und etwa 2000 kg Treibstoff mit sich führen sollte, gebremst durch ein Aerobrakingmanöver, in eine Marsumlaufbahn eintreten. Der Lander sollte mit Hilfe der schon bei Curiosity erprobten Skycrane-Technik landen. Der eine Tonne schwere Lander sollte als Nutzlast einen kleinen, 150 kg schweren Fetch Rover, der ähnlich der Mars Exploration Rover aufgebaut werden soll, tragen. Er sollte die Proben von dem Mars Rover abholen und zu einer zweistufigen, etwa 2,5 Meter hohen, 300 kg schweren Feststoffrakete (Mars Ascent Vehicle MAV) bringen. Die Nutzlast von etwa 5 kg sollte dann in eine zwischen 100 und 500 km hohe Marsumlaufbahn gebracht werden. Der Fetch Rover sollte etwa 150 Meter an einem Marstag zurücklegen können. Das Mars Ascent Vehicle sollte mit den Proben den Marsorbit erreichen, wo diese vom Orbiter eingefangen werden sollten. Der Orbiter sollte dann die Proben zurück zur Erde bringen.^[5]

Der MAX-C-Rover wurde jedoch nicht gebaut und die NASA stieg aus dem ExoMars-Projekt aus. Inzwischen wird vorgeschlagen, dass der für das Jahr 2020 vorgesehene Mars Rover 2020 Proben auf dem Mars sammeln soll.^[6] Diese könnten dann von einer zukünftigen Mars Sample Return Mission, die ähnlich des oben vorgestellten Konzeptes ablaufen könnte zur Erde gebracht werden. Die Landeplattform und der Orbiter könnten auch zusammen mit dem Space Launch System starten.^[7][8] Einen konkreten Beschluss über die Durchführung einer solchen Mission und eine Finanzierung gibt es bisher jedoch nicht.

Kritik

Die Proben könnten für die Erde gefährlich sein, da diese eventuell Mikroben enthalten könnten, auf die sich das Leben auf der Erde nicht einstellen kann. Es besteht somit die potentielle Gefahr der Rückwärts-Kontamination der Biosphäre der Erde.

Filmische Umsetzung

Der US-amerikanische Science-Fiction-Horrorfilm „Life“ aus dem Jahr 2017 handelt von einem fiktiven Mars Sample Return-Projekt namens Mars Pilgrim 7 Mission. Die Bodenproben werden dort aus Sicherheitsgründen nur bis zur Internationale Raumstation ISS im Erdorbit zurückgebracht und dort untersucht. In den Proben werden unbeschädigte Einzeller vorgefunden, aus denen im Stationslabor durch die Zufuhr von Sauerstoff und Nährstoffen ein intelligentes Lebewesen heranwächst. Durch seine Widerstandsfähigkeit und seinen Überlebenswillen stellt sich dieses Wesen sehr schnell als eine tödliche Bedrohung für die Besatzung dar und gelangt auf die Erde.

Siehe auch

• Luna 16, 20 und 24
• Hayabusa und Hayabusa 2
• OSIRIS-REx

Einzelnachweise

Weblinks

Commons: Mars sample return – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien