ExoMars

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Älteres ExoMars-Modell auf der ILA 2006 (Berlin)
Version von 2010

ExoMars ist ein geplantes Raumsondenprojekt der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der russischen Roskosmos, das in den Jahren 2016 und 2018 gestartet werden soll.[1]

Geschichte[Bearbeiten]

ExoMars begann als rein 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.[2] Im Herbst 2008 wurde eine erneute Startverschiebung auf Anfang 2016 von der ESA angekündigt.[3] 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,[4] dies ist etwa die Größenordnung eines MER-Rovers. Das Fahrzeug 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.[5] 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.[6]

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.[7][8]

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.[9][10]

Im September 2011 kündigte die NASA an, dass sie nicht über die finanziellen Mittel für den Start 2016 verfügt.[11] Dies führte dazu, dass die ESA mit Roskosmos Verhandlungen aufnahm, um Russland als Projektteilnehmer zu gewinnen.[12] 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.

Anfang Februar 2012 wurde bekannt, dass die NASA eine Finanzierung der Mission für fast unmöglich hält. Eine enge Kooperation der ESA mit Roskosmos soll nun die beiden Missionen 2016 und 2018 doch noch ermöglichen.[13] In dem veröffentlichten Budget für 2013 wurde explizit die Beendigung jeglicher Beteiligung der NASA an den ExoMars Missionen 2016 und 2018 gefordert.[14]

Die ESA hat sich deshalb Russland als neuen Kooperationspartner gesucht. Um die bisher vorgesehene Missionsdauer der Landekapsel des ExoMars Trace Gas Orbiter nach der Landung von mehreren Tagen auf ein Jahr zu verlängern, möchte Russland ihn mit Radionuklidbatterien ausstatten.[15]

Die ESA hat am 14. März 2013 einen Vertrag mit Roskosmos über die Durchführung beider Missionen geschlossen. Die ESA-Staaten bauen den Lander EGM und den MGO Orbiter, der ihn trägt. Sie sollen gemeinsam 2016 an Bord einer Proton-Rakete starten. Russland baut das Abstiegsmodul mit Oberflächenplattform für den Exomars-Rover. Die ESA-Staaten bauen das Transportmodul und den ExoMars Rover. Der Start dieser Mission soll ca. zwei Jahre später mit einer weiteren Proton erfolgen.[16][17]

Missionsziele[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Konzept von 2004[Bearbeiten]

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.[18] 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.

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

Konzept 2012[Bearbeiten]

2012 wurde die Instrumentenauswahl nochmal verändert, um mit einem nach dem Ausstieg der NASA deutlich kleinerem Rover zurechtzukommen.[19]

Panoramische Instrumente

PanCam und WISDOM

Kontakt-Instrumente

Ma-MISS und CLUPI

Analytische Labor-Instrumente

RLS, MicrOmega und MOMA

Russische Instrumente
  • Infrared Spectrometer for ExoMars (ISEM)
  • Adron - Neutronenspektrometer

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: ExoMars – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Spiegel Online: Vertragsschluss: Europäer und Russen fliegen gemeinsam zum Mars. Abgerufen am 14. März 2013.
  2. BBC News: European Mars launch pushed back 10. November 2006
  3. Thorsten Dambeck: Europas Planetenforschung etabliert sich, Bericht von der EPSC-Konferenz in Münster, NZZ vom 29. Oktober 2008
  4. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-Format20minuten Online: Mission ExoMars: Die Schweizer sind dabei. 10. Dezember 2009, abgerufen am 21. April 2010.
  5. FliegerRevue September 2008, S.43–46, Der Mars rückt näher
  6. Flight International: UK announces £1.7 million Aurora spend for Exomars mission, 5. Juli 2006
  7. BBC News: Europe's Mars missions get final go-ahead, 20. Dezember 2009
  8. BBC News: Robot scientist's parliament trip , 5. March 2010
  9. ExoMars Rover and MAX-C, 7. December 2010
  10. Mars 2018 Joint Rover Mission: Report from Joint Engineering Working Group (JEWG) (PDF; 1,5 MB), 16. Juni 2011
  11. SpaceNews, 30. Sep. 2011: NASA Cannot Launch 2016 ExoMars Orbiter.
  12. SpaceNews, 8. Dez. 2011: Russia Expected To Join ExoMars as Full Partner
  13. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatJonathan Amos: ExoMars cooperation between Nasa and Esa near collapse. BBC News, 6. Februar 2012, abgerufen am 6. Februar 2012.
  14. NASA drops ExoMars missions in 2013 budget. Optics, 15. Februar 2012, abgerufen am 15. Februar 2012.
  15. Alexander Stirn: Marsforschung, Europas schwerer Weg zum Mars in Spektum.de, Datum: 22. Mai 2012, Abgerufen: 24. Mai 2012
  16. http://www.esa.int/ger/ESA_in_your_country/Germany/ExoMars_ESA_und_Roscosmos_bereit_fuer_die_Inangriffnahme_ihrer_Mars-Mission ExoMars: ESA und Roscosmos bereit für die Inangriffnahme ihrer Mars-Mission, in ESA Deutschland, Datum: 14. März 2013, Abgerufen: 15. März 2013
  17. Staff Writers: Europe, Russia ink deal on double mission to Mars, in marsdaily.com, Datum: 14. März 2013, Abgerufen: 15. März 2013
  18. http://esamultimedia.esa.int/docs/Aurora/Pasteur_Newsletter_4.pdf
  19. The ExoMars Newsletter August 2012