ExoMars

Älteres ExoMars-Modell auf der ILA 2006 (Berlin)

Version von 2010

ExoMars ist ein geplantes europäisch-amerikanisches Raumsondenprojekt, das in den Jahren 2016 und 2018 im Rahmen einer gemeinsamen Mission der Weltraumbehörden der USA (NASA) und Europas (ESA) gestartet werden soll. Über eine Beteiligung der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos wird verhandelt.

Geschichte

ExoMars begann als europäisches Projekt. Während erste Planungen von einem Start im Jahr 2009 ausgingen, erwog man über einen längeren Zeitraum den Rover 2011 mit einer Sojus-2-Rakete von Kourou aus zu starten. Die Landung sollte zwei Jahre später (2013) erfolgen. Im November 2006 verschob die ESA den Starttermin auf 2013, um mehr Zeit zur Entwicklung von Schlüsseltechnologien zu haben. Die Reise zum Mars sollte nun lediglich ein Jahr dauern und die Landung schon 2014 erfolgen. Im Herbst 2008 wurde eine erneute Startverschiebung auf Anfang 2016 von der ESA angekündigt. Die Kosten der Mission sollten ursprünglich etwa 650 Millionen Euro betragen.

Die Startmasse der Raumsonde, bestehend aus einer Vorbeiflugsonde und einer Landesonde, sollte 1.500 kg betragen, wovon circa 850 kg auf das Landemodul entfallen. Der sechsrädrige Rover selbst sollte etwa 1,6 m lang, 1,2 m breit und 250 kg schwer sein, dies ist etwa die Größenordnung eines MER-Rovers. Er sollte mit insgesamt 18 mit Solarstrom betriebenen Motoren und 27 Sensoren ausgerüstet und in der Lage sein, weitgehend autonom mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 m pro Stunde über die Marsoberfläche zu fahren und dabei über mehrere Monate die Marsoberfläche inspizieren. An unterschiedlichen Punkten sollten mit Hilfe eines Bohrers aus bis zu 2 m Tiefe Bodenproben entnommen werden. Die Raumsonde sollte bei Alcatel Alenia Space gebaut werden. Beim Treffen des Europäischen Weltraumrates im Dezember 2005 wurde die Finanzierung der Sonde beschlossen, an der sich Deutschland mit 86 Millionen Euro beteiligen wird. In diesem Rahmen werden seit Januar 2006 die Räder des Rovers vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln-Porz entwickelt.

2006 wurde darüber nachgedacht, statt der Vorbeiflugsonde einen Orbiter zu starten: Dies würde eine von den NASA-Raumsonden (speziell MRO) unabhängige Kommunikation mit der Erde sowie die Mitnahme eines Nutzlastpakets von etwa 30 kg Masse in den Marsorbit erlauben. Der Ausfall des US-Orbiters Mars Global Surveyor im November 2006 bekräftigte diese Gedanken zusätzlich. Um aber einen zusätzlichen Orbiter starten zu können, muss der Start mit einer Ariane 5 erfolgen. Dafür waren zusätzliche 175 Millionen Euro für die Entwicklung des Orbiters und die stärkere Trägerrakete nötig.

ExoMars Trace Gas Orbiter mit Entry, Descent and Landing Demonstrator Module

Die von den Mitgliedsstaaten der ESA festgelegte Obergrenze von 1 Milliarde Euro für den Orbiter und den Rover war nicht einzuhalten, weshalb über eine Kooperation zwischen NASA und ESA verhandelt wurde. Das Konzept aus dem Jahr 2009 umfasste einen NASA-Orbiter, der die Atmosphäre des Mars untersuchen sollte, sowie zwei Rover: den NASA-Rover MAX-C (Mars Astrobiology Explorer-Cacher) und den ExoMars-Rover. Der Trace Gas Orbiter sollte zusammen mit einem kleinen Lander (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM)) 2016 und die beiden Rover 2018 mit einer Atlas V von Florida starten. Der vom Orbiter mitgeführte kleine Lander, obwohl kaum mit wissenschaftlichen Instrumenten bestückt, sollte die Fähigkeit der ESA demonstrieren, weich auf einem anderen Planeten zu landen. Die beiden Rover sollten ähnlich wie der Rover Curiosity an einem Sky Crane landen und dann unabhängig voneinander ihre Missionen erfüllen.

Ein Bericht (Planetary Science Decadal Survey 2013–2022) der National Academy of Sciences Anfang 2011 und die Kostenschätzung machten größere Sparmaßnahmen nötig. Der MAX-C Rover muss danach zwingend innerhalb eines Budgets von 2,5 Milliarden Dollar bleiben. Dies ist aber nur möglich, wenn das Landesystem von Curiosity fast identisch übernommen werden kann. Diese Einschränkung macht eine Landung von zwei Rovern unmöglich. Ein kombiniertes MAX-C Exomars Rover Konzept soll nun bis Ende 2012 ausgearbeitet werden. Die Übernahme von möglichst vielen schon geplanten Komponenten soll die Kosten niedrig halten.

Im September 2011 kündigte die NASA an, dass sie nicht über die finanziellen Mittel für den Start 2016 verfügt. Dies führte dazu, dass die ESA mit Roskosmos Verhandlungen aufnahm, um Russland als Projektteilnehmer zu gewinnen. Diskutiert wird darüber, den Start 2016 mit einer Proton-Rakete erfolgen zu lassen, für den im Gegenzug Russland Nutzlasten zur Verfügung stellt und Zugang zu wissenschaftlichen Daten erhält.

Missionsziele

Die Hauptziele der ExoMars-Mission sind:

• die biologische Umwelt des Marsbodens studieren und dort nach früherem oder gegenwärtigem Leben suchen
• das Erkennen von Gefahren, die bei einer bemannten Marslandung von Bedeutung sein könnten
• die allgemeinen Erkenntnisse über den Mars steigern

Des Weiteren sollen für ExoMars unterschiedliche Technologien entwickelt werden. Diese Technologien sind ebenfalls für spätere unbemannte und bemannte Missionen von Bedeutung. Diese sind:

• Landung von schweren Nutzlasten auf dem Mars
• Stromversorgung durch Solarzellen auf der Marsoberfläche
• Mobilität auf der Marsoberfläche

Wissenschaftliche Nutzlast

Konzept von 2004

Die wissenschaftliche Nutzlast, ursprünglich Pasteur genannt, sollte mehrere Instrumente enthalten, um die verschiedenen Aspekte der Marsumwelt zu studieren. Im Folgenden wird die Liste der Instrumente gemäß dem Pasteur Progress Letter 4 von 2004 wiedergegeben. Da sich seitdem mehrere Änderungen ergeben haben und die Definition der Nutzlast nicht abgeschlossen ist, muss diese Liste als veraltet gelten.

Panoramische Instrumente

Instrumente, die eine Rundum- und eine Langstreckenuntersuchung ermöglichen, einige davon in die Gesteinsschichten gerichtet.

• PanCam ein panoramisches Kamerasystem
• WISDOM ein Bodenradar

Kontakt-Instrumente

Diese Instrumente werden zum Studium der Oberfläche und des Gesteins mittels eines direkten Kontakts eingesetzt.

• Ma-MISS IR-Spektroskop am Bohrer
• CLUPI eine Mikroskop

Analytische Labor-Instrumente

Diese Instrumente befinden sich im Inneren des Rovers und werden zum Studium eingesammelter Proben eingesetzt.

• RLS ein Raman-Spektroskop
• MicrOmega ein IR-Spektroskop
• MOMA ein Laserdesorptions-MS mit einem GC-MS
• Mars-XRD Röntgen-Spektroskop
• LMC Life Marker Chip – Erkennen von Spuren möglichen früheren oder heutigen Lebens

Weblinks

 Commons: ExoMars – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• ExoMars Main Site
• EADS Astrium – ExoMars
• Interview mit einem Projektwissenschaftler von ExoMars im Astrobiology Magazine Teil 1 und Teil 2

Siehe auch: Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen

Marssonden

„Mars“-Raumsonden (1960–1973) | Mariner 3,4,6–9 (1964–1971) | Zond 2 (1964) | Viking (1975) | Fobos (1988) | Mars Observer (1993) | Mars Global Surveyor (1996) | Mars 96 (1996) | Mars Pathfinder (1996) | Nozomi (1998) | Mars Climate Orbiter (1998) | Mars Polar Lander mit Deep Space 2 (1999) | 2001 Mars Odyssey (2001) | Mars Express mit Beagle 2 (2003) | Mars Exploration Rover (2003) mit Spirit (2003) und Opportunity (2003) | Mars Reconnaissance Orbiter (2005) | Phoenix (2007) | Fobos-Grunt (2011) | Yinghuo-1 (2011) | Curiosity Rover (2011) | MAVEN (2013) | ExoMars Trace Gas Orbiter (2016) | ExoMars Rover (2018) | Mars Sample Return (nicht vor 2018)

Kursiv geschriebene Missionen sind aktiv.

Gestrichene Missionen: Mars Surveyor 2001 | Mars Telecommunications Orbiter | Mars Science and Telecommunications Orbiter

(Siehe auch: Mars | Liste der künstlichen Objekte auf dem Mars | Chronologie der Mars-Missionen | Bemannter Marsflug | Aurora-Programm)

Raumsonden und Satelliten mit Beteiligung der ESA

COS-B (1975–1982) · GEOS 1 und 2 (1977, 1978) · ISEE 2 (1977) · Meteosat (1977–1997) · IUE (1978) · EXOSAT (1983) · ECS (1983–1988) · Giotto (1985) · Olympus (1989) · Hipparcos (1989) · Hubble (1990) · Ulysses (1990–2009) · ERS 1 und 2 (1991, 1995) · EURECA (1992) · ISO (1995) · SOHO (1995) · Huygens (1997) · XMM-Newton (1999) · Cluster (2000) · Artemis (2001) · Proba (2001) · Envisat (2002) · MSG 1 und 2 (2002, 2005) · Integral (2002) · Mars Express (2003) · SMART-1 (2003) · Double Star (2003) · Rosetta (2004) · SSETI Express (2005) · CryoSat (2005) · Venus Express (2005) · Galileo (2005–2008) · METOP-A (2006) · COROT (2006) · GOCE (2009) · Herschel (2009) · Planck (2009) · Proba-2 (2009) · SMOS (2009) · CryoSat-2 (2010) · HYLAS (2010) · SWARM (2012) · ADM-Aeolus (2013) · LISA Pathfinder (2013) · Gaia (2013) · Sentinel 1-3 (2013) · BepiColombo (2014) · ESMO (2014) · EarthCARE (2016) · ExoMars (2016/2018) · Solar Orbiter (2017) · JWST (2018) · Euclid (2019) · LISA (2019) · Mars Sample Return (frühestens 2020er) · Don Quijote

Nicht weiter verfolgte Konzeptstudien: Darwin