Mars: Sechs Jahrzehnte der robotischen Erkundung am Vorabend des bemannten Fluges

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Merkmale des Planeten Mars

Mars ist ein faszinierendes Erkundungsziel und eine Quelle des Interesses bei der Suche nach Leben jenseits der Erde. Mars wird oft als "Roter Planet" bezeichnet, wegen seiner charakteristischen Farbe. Die Oberfläche des Mars ist reich an Eisenoxid, was ihm diese charakteristische rötliche Färbung verleiht.

Die riesigen Vulkane des Mars

Der Planet Mars beherbergt den höchsten Vulkan des Sonnensystems, den Olympus Mons. Der Olympus Mons erhebt sich etwa 22 km über das durchschnittliche Niveau der Marsoberfläche. Er hat einen Durchmesser von etwa 600 km, was ihn auch zu einem der breitesten Vulkane macht.

Ascraeus Mons, Pavonis Mons und Arsia Mons: Diese drei Vulkane sind auch als Tharsis Montes bekannt und sind Teil der vulkanischen Tharsis-Region auf dem Mars. Ascraeus Mons erreicht eine Höhe von etwa 18 Kilometern, Pavonis Mons etwa 14 Kilometer, und Arsia Mons etwa 12 Kilometer.

Der gigantische Canyon Valles Marineris

Mars besitzt auch den größten Canyon unseres Sonnensystems, den Valles Marineris. Dieses Canyonsystem erstreckt sich über etwa 4.000 Kilometer, was etwa der vierfachen Länge des Grand Canyon auf der Erde entspricht.

Die Polkappen des Mars

Wie die Erde besitzt Mars Polkappen. Diese Polkappen bestehen hauptsächlich aus Wassereis, aber sie enthalten auch Schichten aus gefrorenem Kohlenstoffdioxid oder "Trockeneis", die saisonale Schwankungen durchlaufen.

Die dünne Atmosphäre des Mars

Die Atmosphäre des Mars ist viel dünner als die der Erde und besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid (CO₂, etwa 95 %), mit kleinen Mengen an Stickstoff und Argon. Der durchschnittliche atmosphärische Druck auf der Marsoberfläche beträgt etwa 600 Pa, also etwa 0,6 % des irdischen Drucks, und variiert stark mit der Höhe und der Jahreszeit (da CO₂ im Winter teilweise an den Polen kondensiert).

Extreme Temperaturen

Die Temperaturen auf der Marsoberfläche können stark variieren. Die Höchsttemperaturen können etwa 20 °C in äquatorialen Breitengraden während des Sommers erreichen, während die Tiefsttemperaturen auf etwa -140 °C fallen können.

Spuren von Wasser in der Vergangenheit des Mars

Robotermissionen und Beobachtungen aus der Marsumlaufbahn haben überzeugende Beweise für die Anwesenheit von flüssigem Wasser in der Vergangenheit des Mars geliefert. Geologische Formationen wie Täler, Flussbetten und Mineralablagerungen wurden als Indikatoren für eine feuchte Vergangenheit des Planeten interpretiert.

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Wie kommt man zum Mars?

Um zum Mars zu gelangen, muss man eine präzise Flugbahn im Weltraum verfolgen. Wissenschaftler verwenden "kraftstoffsparende" Pfade, die als Hohmann-Transfers bezeichnet werden und es ermöglichen, mit weniger Antrieb zu reisen. Die Menge an Treibstoff hängt von der Masse der Rakete und ihrer Startgeschwindigkeit ab.

Die verschiedenen Phasen der Reise

Eine Reise zum Mars ist in mehrere Phasen unterteilt: Start von der Erde, Einsetzen auf die richtige Flugbahn zum Mars, Kurskorrekturen unterwegs, Eintritt in die Umlaufbahn um den Mars oder direkter Abstieg zum Planeten und schließlich die Rückkehr. Jede Phase muss sorgfältig geplant und mit Backupsystemen für den Fall von Problemen ausgestattet sein.

Abstieg und Landung auf dem Mars

Die Landung auf dem Mars ist sehr kompliziert. Die Atmosphäre ist sehr dünn: Sie bremst die Rakete, reicht aber nicht aus, um sie nur mit Fallschirmen vollständig abzubremsen. Missionen verwenden daher eine Kombination: Hitzeschild, um der Hitze standzuhalten, Fallschirme zum Abbremsen und Triebwerke für eine sanfte Landung.

Leben auf dem Mars: eine echte Herausforderung

Astronauten müssen vor Strahlung geschützt werden, atembare Luft mit dem richtigen Druck und der richtigen Temperatur benötigen sowie über vor Ort produziertes Wasser und Sauerstoff verfügen. Die Habitate werden druckdicht und modular sein, und einige Missionen planen, lokale Ressourcen zu nutzen, um Treibstoff und Wasser herzustellen.

Die Kommunikation mit der Erde kann je nach Position des Mars auf seiner Umlaufbahn 4 bis 24 Minuten dauern. Daher müssen die Astronauten sehr autonom sein. Sie müssen ihr Überleben, ihre Fortbewegung und ihre wissenschaftlichen Experimente fast allein bewältigen. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) und andere Agenturen (Russland, China, Indien) planen Robotermissionen für die 2020er-2030er Jahre, aber bemannte Missionen zum Mars werden eher im Zeitraum 2040–2050 erwartet.

Tabelle der Weltraummissionen zum Planeten Mars

N.B.:
Diese Tabelle (nicht erschöpfend) umfasst die wichtigsten historischen Missionen, sowohl erfolgreiche als auch gescheiterte, sowie laufende oder geplante Missionen bis 2028. Sie enthält Startversuche, Orbiter, Lander, Rover und Missionen, die auf Phobos/Deimos abzielen. Das amerikanisch-europäische Programm zur Rückführung von Marsproben (Mars Sample Return), das die von Perseverance gesammelten Röhrchen hätte zurückbringen sollen, verlor Anfang 2026 den Großteil seiner Finanzierung und ist derzeit nicht mehr als geplante Mission aufgeführt.

Aktuelle Marsprogramme und kommende Missionen (2026–2031)

Die Landschaft der Marserkundung hat sich seit 2025 stark verändert, zwischen neuen erfolgreichen Starts und dem Stopp eines der Leitprojekte des Jahrzehnts.

ESCAPADE: Untersuchung des Atmosphärenverlusts des Mars

Die beiden kleinen Zwillingssonden der USA, ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers), die von Rocket Lab für die Universität von Kalifornien in Berkeley entworfen wurden, hoben am 13. November 2025 an Bord der zweiten New Glenn-Rakete von Blue Origin ab. Nach einer Verzögerung, die sie 2024 am Boden hielt, werden sie im September 2027 den Mars erreichen, um zu untersuchen, wie der Sonnenwind die Marsatmosphäre abstreift – ein Schlüsselfaktor, um zu verstehen, warum der Planet sein flüssiges Oberflächenwasser verloren hat.

Unsicherheit über die Rückführung von Marsproben (Mars Sample Return)

Das gemeinsame NASA/ESA-Programm zur Rückführung der vom Perseverance im Jezero-Krater gesammelten Proben, das auf 8 bis 11 Milliarden Dollar geschätzt wird und dessen Rückkehr sich bis 2040 verzögern könnte, wurde von der US-Administration als finanziell nicht tragbar eingestuft. Im Januar 2026 strich ein vom Repräsentantenhaus verabschiedetes Haushaltsgesetz den Großteil seiner Finanzierung, was das Projekt effektiv zugunsten zukünftiger bemannter Missionen aussetzte. Einige der entwickelten Technologien (Präzisionslandung, atmosphärischer Eintritt) werden in ein neues Programm namens "Mars Future Missions" umgelenkt. Dennoch setzt Perseverance die Sammlung und Lagerung seiner 28 verschlossenen Probenröhrchen fort, in der Hoffnung auf eine mögliche Bergungsmission.

China und Japan übernehmen die Führung

Angesichts dieses Rückzugs der USA treibt China sein eigenes Projekt zur Probenrückführung voran, Tianwen-3, dessen Start für etwa 2028 und die Rückführung der Proben zur Erde um 2031 geplant ist, mit einer einfacheren Architektur und einer einzigen Sammelstelle. Japan bereitet seinerseits den Start der MMX-Mission zum Mond Phobos für 2026 vor (siehe oben), während Europa und die USA die Vorbereitungen für den Rover Rosalind Franklin (ExoMars / Rosalind Franklin Mission, RFM) fortsetzen, dessen Start nun für Oktober 2028 geplant ist, mit einer Landung auf Oxia Planum für Ende 2030, wobei Trägerrakete und Landeelemente von der NASA bereitgestellt werden, nachdem die Zusammenarbeit mit Roscosmos 2022 abgebrochen wurde.

MAVEN: Der Verlust eines Veteran-Orbiters

Ein weiterer Schlag für die Marsflotte: Die US-Sonde MAVEN, die seit 2014 die obere Atmosphäre des Mars und deren Verlust untersuchte, sendete am 6. Dezember 2025 nach dem Passieren hinter dem Planeten keine Daten mehr. Trotz mehrfacher Versuche, den Kontakt wiederherzustellen – auch nach der Sonnenkonjunktion im Januar 2026 –, wurde die Mission Anfang Juni 2026 für beendet erklärt. Ihr Verlust entzieht den Oberflächen-Rovern (Perseverance, Curiosity) auch eines ihrer üblichen Kommunikationsrelais, eine Rolle, die nun vom Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey und dem europäischen Trace Gas Orbiter übernommen wird.