scinexx.de - Das Wissensmagazin

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2 01 Über uns scinexx.de - Das Wissensmagazin scinexx - sprich ['saineks], eine Kombination aus science und next generation - bietet als Onlinemagazin seit 1998 einen umfassenden Einblick in die Welt des Wissens und der Wissenschaft. Mit einem breiten Mix aus News, Trends, Ergebnissen und Entwicklungen präsentiert scinexx.de anschaulich Informationen aus Forschung und Wissenschaft. Die Schwerpunktthemen liegen in den Bereichen Geowissenschaften, Biologie und Biotechnologie, Medizin, Astronomie, Physik, Technik sowie Energie- und Umweltforschung. Das Internetmagazin spricht alle wissbegierigen User an - ob in Beruf, Studium oder Freizeit. scinexx wurde 1998 als Gemeinschaftsprojekt der MMCD NEW MEDIA GmbH in Düsseldorf und des Heidelberger Springer Verlags gegründet und ist heute Teil der Konradin Mediengruppe mit dem bekannten Magazin Bild der Wissenschaft sowie den

3 Wissensangeboten: wissen.de, wissenschaft.de, scienceblogs.de, natur.de und damals.de.

4 02 Inhalt ÜBER UNS INHALT 03 MARS Die aktuellen Mars-Missionen und ihre Ergebnisse 04 IMPRESSUM

5 03 Mars Die aktuellen Mars- Missionen und ihre Ergebnisse VON NADJA PODBREGAR Seit drei Jahren beobachten und erkunden sie den Mars: drei Sonden im Orbit und zwei Roboterfahrzeuge auf seiner Oberfläche. Was haben sie herausgefunden? Gibt es Wasser, gibt es Leben auf dem Roten Planeten?

6 UNTER BEOBACHTUNG Enunmehr hinter sich und liefert damit bis heute immer wieder in irdisches Auge in der Umlaufbahn Eine der bisher erfolgreichsten Mars-Missionen ist die ESA-Sonde Mars Express. Mehr als Marsumrundungen hat der Orbiter mit seiner High Resolution Stereo Camera (HRSC) an Bord überraschende und faszinierende Einblicke in die Geheimnisse des Roten Planeten. Auch heute, im Routinebetrieb, entdecken wir in den neuen Bildern immer wieder phantastische, vor allem wissenschaftlich hoch interessante Details, freut sich Gerhard Neukum, Leiter des HRSC- Kamera- Auswertungsteams von der Freien Universität Berlin. So konnte das 45-köpfige Wissenschaftlerteam auch einige Klarheit in die Diskussion bringen, wann und wie Wasser und Eis in der Vegangenheit die Marsoberfläche gestalteten. Hinweise darauf gaben ihnen dabei die

7 Spuren, die Gletscher, Wasserläufe und stehende Gewässer vor Millionen oder Milliarden von Jahren auf der heute trockenen Oberfläche hinterlassen haben. Insgesamt hat die HRSC inzwischen 45 Millionen Quadratkilometer in einer Auflösung zwischen zehn und zwanzig Metern pro Pixel aufgenommen. Eine Fläche größer als Nord- und Südamerika zusammen und insgesamt rund 31 Prozent der 145 Millionen Quadratkilometer messenden Marsoberfläche, die in etwa so groß ist wie alle Kontinente auf der Erde zusammengenommen. Wanderkarten vom Mars Inzwischen haben die Bildauswerter mithilfe der HRSC-Aufnahmen sogar schon die ersten Wanderkarten vom Mars produziert. Sie zeigen detailliert die Höhenlinien und Strukturen in der Region Iani Gletscherspuren in der Marsregion Deuteronilus Mensae ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum) Chaos. Diess Gebiet wurde ausgewählt, da sie besonders vielfältige und auch für die Forschung spannende Landschaftsformen aufweist. Das kartierte Terrain ist über und über mit einzelnen Gesteinsblöcken und Hügeln bedeckt. Diese Inseln gelten als Überreste einer vorherigen, älteren Marslandschaft. Sie blieben stehen, während die dazwischen liegenden Gebiete abgesenkt wurden, als Höhlen unter der Oberfläche einbrachen. Möglicherweise waren diese Höhlen ursprünglich mit Eis ausgefüllt, das aber durch die vulkanische Aktivität erwärmt und geschmolzen wurde. Das Schmelzwasser floss ab und strömte in Richtung Ares Vallis, den nördlichen Ebenen des Mars. Topographische Karten wie diese dienen auf der Erde als klassische Wanderkarten, werden aber auch für die Feldforschung und Planungsarbeiten von Behörden und Institutionen eingesetzt. Die

8 HRSC-Kamera an Bord der Mars Express Sonde soll nun nach und nach die Datengrundlage für topographische Karten der gesamten Marsoberfläche sammeln. Ergebnis wären dann Kartenblätter im Maßstab 1: Topographische Karte der Planetenoberfläche TU Berlin, Image Data: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)

9 ALIEN -STEIN UND SCHWEFELSAND NUmlaufbahn aktiv erstere seit nunmehr fast sechs Jahren, letztere seit ASA-Rover entdecken Überraschendes Mars Express ist jedoch nicht die einzige Sonde auf oder am Roten Planeten: Neben ihr sind auch die beiden NASA-Sonden Mars Odyssey und Mars Reconnaissance Orbiter in der gut einem Jahr. Erst kürzlich verlor die NASA den Kontakt zum Orbiter Mars Global Surveyor, einem zehn Jahre alten, ausgesprochen erfolgreichen Marsveteranen. Fast genauso lang wie Mars Express, nämlich seit Januar 2004, sind mit Spirit und Opportunity zwei Roboterfahrzeuge der NASA im Dienst. Und auch diese Rover haben bereits zahlreiche Aufsehen erregende Neuigkeiten übermittelt. Opportunity: Fremdkörper im Marsgestein So sorgte Ende 2005 der Fund eines rätselhaften Gesteinsbrockens auf dem Mars für Aufregung: Ich habe niemals gedacht, dass wir unsere

10 Instrumente an einem Gestein einsetzen, das von woanders als vom Mars kommt, erläutert Steve Squyres von der Cornell Universität in New York seine Überraschung, als der Mars Rover Opportunity vor einigen Monaten auf einen ungewöhnlichen rund 30 Zentimeter großen Gesteinsbrocken stieß. Eisenmeteorit auf dem Mars NASA/JPL Mars Exploration Rover NASA/JPL Dieser unterschied sich von allen bisherigen Funden und zeigte keinerlei Ähnlichkeit zu bekannten Marsgesteinen. Bereits die ersten Untersuchungen an dem basketballgroßen und von Dellen übersäten Brocken deuteten auf eine ungewöhnlich hohe metallische Konzentration hin vielleicht ein Meteorit? Die Wissenschaftler unterbrachen daraufhin die geplante Fahrtroute des Rovers und lotsten ihn näher an den Fund heran. Mithilfe der so genannten Mössbauer- und Alphateilchen-Röntgen-Spektrometer (APXS) führten sie während der folgenden Tage genaue Messungen über die Zusammensetzung des Gesteinsklumpens durch. Schon nach nach kurzer Zeit ließ die mineralogisch-chemische Auswertung keine Zweifel mehr aufkommen: Opportunity hatte den Rest eines Kleinplaneten gefunden. Denn was aussah wie ein Gesteinsbrocken, war in Wirklichkeit ein Stück Metall aus einer Eisen-Nickel-Legierung ein Eisenmeteorit von einem anderen Planeten. Denken Sie nur mal daran, woher ein solcher Eisenmeteorit stammt: Von einem zerstörten

11 Planeten oder einem Planetesimal, das groß genug war, um einen metallischen Kern und einen steinigen Mantel auszubilden, erläutert Squyres die Bedeutung des Fundes. Spirit: Leuchtender Boden Auch Spirit, Schwester-Rover von Opportunity, war in den letzen drei Jahren nicht untätig. Im Frühjahr 2007 entdeckte er durch Zufall einen ungewöhnlichen Bodentyp an den Hängen eines kleinen Tyrone getauften Hügels. Seine Räder wühlten beim Erklimmen des Nordhangs den oberflächlichen Staub auf und darunter trat ein hell leuchtendes weißlich-gelbes Material zum Vorschein. Analysen des Materials zeigten, dass es aus Sulfatverbindungen bestand und damit nicht nur ungewöhnlich schwefelhaltig war, sondern auch Spuren von Wasser enthielt. Dieses Material könnte von Wasser hinterlassen worden sein, das diese Mineralien im Untergrund Leuchtender Untergrund, aufgewühlt in den Fahrspuren des Rover NASA/JPL gelöst hat, sie mit an die Oberfläche transportiert hat und dann verdunstet ist, erklärt Ray Arvidson von der Washington Universität in St. Louis. Es könnte sich aber auch um vulkanische Ablagerungen handeln, die sich um alte Gasschlote gebildet haben. Welche der beiden Möglichkeiten zutrifft, soll nun eine gezielte Suche nach weiteren hellen Bodenstellen klären. Wenn wir sie entlang von Verwerfungen finden, deutet dies darauf hin, dass sie durch alte Gasschlote abgelagert wurden, so Arvidson. Liegen sie aber eher in Sätteln zwischen den Hügeln, dann weist dies eher auf durch Grundwasser entstandene Ablagerungen hin. Auch hier hoffen die Wissenschaftler auf weitere Daten vom Nachbarplaneten.

12 WASSER IM ÜBERFLUSS ABER ALS EIS GEBUNDEN Dnoch welches? Die Antwort auf diese Fragen ist bisher noch er heute trockene und kalte Mars hatte eine feuchte und wahrscheinlich auch wärmere Vergangenheit darüber sind sich die Wissenschaftler mittlerweile weitgehend einig. Wie viel Wasser aber gab es einstmals? Und existiert heute weitestgehend offen, denn die Daten vom Mars liefern hier bisher bestenfalls indirekte Hinweise. Die Sonden, die den Mars umkreisen, zeigen uns Bilder von Canyons und Gräben, die durch Wasserfluten oder starke Auswaschungen entstanden zu sein scheinen, erklärt Ron Peterson, Geologe an der Queens Universität. Die Exploration Rover, die die Marsoberfläche untersuchten, enthüllten, dass es kein sichtbares Wasser an der Oberfläche gibt, dass solches wohl aber in der Vergangenheit existiert haben kann. Aber waren es wirklich reißende Flüsse oder sogar ganze

13 Meere? Ausreichend für ein ganzes Meer Im März 2007 haben neue Radarmessungen der ESA-Sonde Mars Express hier erstmals einen entscheidenden Durchbruch geliefert: Denn sie enthüllten, dass im Eis des marsianischen Südpols genügend Wassereis gebunden ist, um in flüssiger Form den Planeten mit einer elf Eiskappe am Südpol des Mars NASA 90 Prozent Wassereis Meter dicken Wasserschicht zu bedecken. In mehr als 300 Einzelschnitten und bis zu einer Tiefe von 3,7 Kilometern durchleuchtete die Sonde dafür die polare Eiskappe. Die in den Fotos der Sonden hellweiß leuchtende Polkappe besteht aus einer Mischung von Kohlendioxid- und Wassereis untermischt mit Staubschichten. Bisher war jedoch unklar, in welchem Verhältnis diese Schichten zueinander stehen. Das Echo, das der MARSIS-Radar jetzt vom steinigen Untergrund unter der geschichteten Eisdecke empfing, deutet darauf hin, dass mindestens 90 Prozent des dortigen Eises aus gefrorenem Wasser bestehen. Die geschichteten Ablagerungen am Südpol des Mars bedecken ein Gebiet fast so groß wie Europa, erklärt Jeffrey Plaut vom Jet Propulsion Laboratory, einer der an der Mission beteiligten Forscher. Die Menge des dort enthaltenen Wassers wurde zwar schon zuvor geschätzt, aber noch nie mit der jetzt dank der Radarmessungen erreichten Verlässlichkeit. Reflektionen fördern Erstaunliches zutage Eine Region der Eiskappe verblüffte sogar die Forscher: Die starken Reflektionen ähnelten denen, die normalerweise durch eine dünne

14 Schicht flüssigen Wasser hervorgerufen werden. Aber die Bedingungen am Südpol sind so kalt, dass die Existenz von Schmelzwasser hier extrem unwahrscheinlich ist. Die Radarmessungen enthüllten auch erstmals genau die Form der Bodenoberfläche unter dem Eis. Wir wussten nicht genau, wo die Basis der Ablagerungen war, so Plaut. Jetzt können wir sehen, dass die Kruste durch das Gewicht des Eises nicht heruntergedrückt wurde, wie Karte der Wassereisdicke am marsianischen Südpol MARSIS/ESA das auf der Erde der Fall wäre. Kruste und oberer Mantel sind auf dem Mars fester als auf der Erde, wahrscheinlich weil das Innere des Planeten deutlich kälter ist. Diese Ergebnisse geben wertvolle Hinweise auf die Bedingungen, die in der Vergangenheit auf dem Roten Planeten herrschten und auch auf die Frage, ob es jemals ausreichend flüssiges Wasser gab, um die Entstehung von Leben zu ermöglichen. MARSIS liefert uns nicht nur die ersten Einblicke in den Untergrund des Mars in diesen Tiefen, die Details, die wir erkennen sind auch absolut erstaunlich, erklärt Giovanni Picardi von der Universität Rom, Forschungsleiter für die Radarmessung.

15 FLÜSSIGES WASSER VIELLEICHT NOCH HEUTE? NSenken. Denn sie stehen bereits seit geraumer Zeit im Verdacht, eue Rinnen könnten durch Wasser entstanden sein Seit mehreren Jahren beobachten die Kameras an Bord der Raumsonde Mars Global Surveyor gezielt zehntausende von Rinnen in den Innenflächen von Kratern und anderen möglicherweise durch austretendes Wasser entstanden zu sein. Die Frage war jedoch, ob sie Relikte einer fernen Vergangenheit sind oder aber vielleicht doch auch heute noch neu entstehen können. Schon einmal, im Jahr 2002 entdeckte die Sonde tatsächlich eine neu entstandene Rinne. Doch da sich diese in einer Sanddüne befand, hielten die Forscher damals Sandrinnsale für die treibende Kraft hinter der Schluchtenentstehung. Es fehlte der direkte Hinweis auf Wasser. Im Dezember 2006 sorgten neue Aufnahmen der NASA-Sonde Mars Global Surveyor für eine kleine Sensation: Denn sie deuteten erstmals auf die zumindest temporäre Existenz von flüssigem Wasser auf

16 dem heutigen Mars hin. Entscheidendes Indiz dafür: Frische, erst in den letzen sieben Jahren entstandene Sediment-Ablagerungen in einer Kraterwand. Rinnen und Canyons in einer Kraterwand im Newton-Becken NASA/ JPL/ Malin Space Science Systems Innerhalb weniger Jahre entstanden Dass tatsächlich eine Flüssigkeit hinter der Rinnenbildung stehen könnte, belegten erst die neuen Aufnahmen. Gleich an zwei Stellen, in Kratern der Terra Sirenum und der Centauri Montes Region, zeigten die neuen Aufnahmen im Vergleich zu früheren Bildern der gleichen Regionen frische, nur wenige Jahre alte Einsenkungen und Ablagerungen. Die beiden frischen Ablagerungen sind jeweils mehrere hundert Meter lang und hell gefärbt. Genau dies ist nach Ansicht der Wissenschaftler ein weiterer Hinweis auf flüssiges Wasser: Würde es sich hier nur um Abrutschungen von trockenem Staub handeln, wären die Ablagerungen vermutlich eher dunkel ähnlich wie der durch Staubstürme oder die beiden Marsfahrzeuge aufgewühlte Untergrund. Die helle Färbung dagegen weist auf Eisbildung hin. Eis, das möglicherweise sogar immer wieder durch nachströmendes Wasser ergänzt wird. Denn die Atmosphäre des Mars ist so dünn und kalt, dass flüssiges Wasser an der Oberfläche nicht lange überdauern kann. Es verdampft entweder sofort oder gefriert. Zumindest zeitweise flüssig? Die NASA-Wissenschaftler vermuten nun jedoch, dass das Wasser in flüssiger Form zumindest lange genug überlebt, um Geröll und Sediment hangabwärts zu transportieren und dabei solche Rinnen wie die beiden jetzt entdeckten entstehen zu lassen. Diese Beobachtungen sind der stärkste Beweis bisher, dass Wasser noch immer zeitweise auf

17 der Marsoberfläche fließt, erklärt Michael Meyer, Leitender Wissenschaftler des Marserkundungsprogramms der NASA. Die Formen dieser Ablagerungen sind genau die, die man erwarten würde, wenn Material durch fließendes Wasser transportiert wird. Sie haben hangabwärts fingerähnliche Verzweigungen und werden durch kleinere Hindernisse abgelenkt, erklärt Michael Malin, dessen Firma Malin Space Science Systems für die Kameratechnik der Sonde verantwortlich ist. Die Möglichkeit weckt natürlich Fragen darüber, wie das Wasser im Untergrund flüssig bleiben kann, wie ausgedehnt diese Reservoirs sein mögen und ob es ein feuchtes Habitat unter der Oberfläche gibt, das Leben ermöglichen könnte. Zukünftige Missionen könnten die Antworten zu diesen Fragen liefern. Vergleich zweier Aufnahmen der Kraterwand von 2001 und 2005 NASA/ JPL/ Malin Space Science Systems

18 LEBEN JA ODER NEIN? over-ergebnisse deuten auf eher lebensfeindliche Bedingungen hin Nach wie vor ist ungeklärt, ob es jemals Leben auf dem Roten Planeten gegeben hat und ob es vielleicht sogar heute noch irgendwo existiert. Gefunden hat man jedenfalls bisher auch in den aktuellen Missionen trotz aller Hoffungen nichts dergleichen. Die Sonden und Rover haben inzwischen allenfalls Hinweise darauf erbracht, dass das Leben auf dem Mars sogar noch härteren Bedingungen getrotzt haben müsste, als bisher angenommen. Das zumindest zeigt eine umfassende Analyse der Daten des Mars Rovers Neue Rinne in einer Kraterwand der Centauri Montes Region NASA/ JPL / Malin Space Science Systems Opportunity aus seinem Untersuchungsgebiet des Meridiani Planum. Entstanden, so die Schlussfolgerungen der Forscher, kann Leben an dieser Stelle wohl nicht sein. 59 Wissenschaftler der Mission unter Leitung von Steve Squyres von der Cornell University in Ithaca, New York veröffentlichten im November 2005 ihre gesammelten Erkenntnisse in gleich neun Artikeln in der Fachzeitschrift Earth and Planetary Science Letters. Sie verglichen darin unter anderem die Marsbedingungen mit einigen eher lebensfeindlichen Regionen auf der Erde und untersuchten

19 Rdie Konsequenzen für die mögliche Entstehung von Leben auf dem Mars. Anpassung Entstehung eher nicht möglich, Die Bedingungen in der Meridiani Planum Region, waren, das zeigen die Daten, nicht gerade optimal für werdendes Leben: Extrem sauer, stark oxidierend und zeitweilig nass. Leben, das in Felsbrocken in Meridiani Planum NASA / JPL früheren Zeiten oder an anderen Stellen des Mars entstanden ist, könnte sich an die Bedingungen in Meridiani angepasst haben, aber die chemischen Reaktionen, die für die Entstehung des Lebens auf der Erde verantwortlich waren, können hier nicht abgelaufen sein, erklärt Andrew Knoll von der Harvard Universität in Cambridge Massachusetts. Die Wissenschaftler analysierten insbesondere die Daten über die sieben Meter hohen, geschichteten Sedimentgesteine im Inneren des so

20 genannten Endurance Kraters. Die Schichten des Kraters entstanden wahrscheinlich in einer sehr veränderlichen Umwelt vor rund 3,5 bis vier An einer Abbruchkante in Meridiani Planum tritt die Schichtung des Sediments zutage. NASA / JPL Milliarden Jahren. Die Region könnte danach aus ausgedehnten Salzseen umgeben von Dünen bestanden haben und ähnelte damit dem heutigen Gebiet der White Sands in New Mexico auf der Erde. Chemisch und mineralogisch dagegen ließe sich das Meridiani der damaligen Zeit eher mit dem Rio Tinto in Spanien vergleichen, einem extrem sauren, giftigen Habitat, in dem nur speziell angepasste Mikroben überdauern. Die Mikroben des Rio Tinto stammen jedoch alle von Arten ab, die sich unter weit weniger extremen Bedingungen entwickelt haben. Wenn es in Meridiani in der Vergangenheit überhaupt Leben gab, dann muss es sich zunächst woanders auf dem Mars entwickelt haben und dann eingewandert sein, so die Schlussfolgerung der Forscher. Frage noch nicht abschließend beantwortet Man muss sehr vorsichtig sein, wenn man über die Möglichkeit von Leben auf dem Mars spricht, so Knoll. Wir haben uns bisher nur einen winzigen Teil marsianischer Oberfläche näher angeschaut. Die geologischen Aufzeichnungen, die Opportunity geliefert hat, stammen nur aus einer relativ kurzen Periode der langen marsianischen Geschichte.

21 VERSTECK UNTER DER OBERFLÄCHE? Fdieses verbirgt. Nach Ansicht einiger Forscher könnte sich ein solches rage nach Leben in der Vergangenheit oder heute noch immer unbeantwortet Nach wie vor schließen Wissenschaftler nicht aus, dass es sogar heute noch Leben auf dem Mars geben könnte die Frage ist nur, wo sich Refugium tief unter der Oberfläche, außerhalb der Reichweite der zurzeit eingesetzten Probebohrer, befinden. Denn erst in mehreren Metern Tiefe ist die kosmische Strahlung soweit abgedämpft, dass Mikroorganismen überhaupt längere Zeit überleben könnten. Das zeigte eine im März 2007 in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie. Im Gegensatz zur Erde ist der Mars nicht durch ein globales Magnetfeld oder eine dichte Atmosphäre geschützt. Seit Milliarden von Jahren ist seine Oberfläche daher der lebensfeindlichen Strahlung aus dem All

22 nahezu schutzlos ausgesetzt. Forscher um Lewis Dartnell vom University College London analysierten jetzt, wie die solare und galaktische Strahlung verändert wird, wenn sie durch die dünne Marsatmosphäre und die ersten Bodenschichten fällt. Die Wissenschaftler verglichen zudem die Wirkung auf drei unterschiedliche Oberflächen: trockenen Regolith, Wassereis und Regolith mit Permafrostschichten. Energieraten Die und Strahlendosen wurden an der Marsoberfläche sowie in regelmäßigen Tiefenabständen unter der Oberfläche gemessen. Ruhende Zellen besonders anfällig Blick auf den Victoria Krater in Meridiani Planum NASA / JPL Mithilfe eines neu entwickelten Strahlendosis-Modells verrechneten die Forscher zudem die Strahlenresistenz und Überlebensdauer von verschiedenen terrestrischen Mikroben mit der ermittelten durchschnittlichen Strahlenbelastung der Marshabitate. Auch die Überlebensdauer von Zellen im Ruhezustand wurde kalkuliert. Normalerweise wird die Resistenz gegenüber Strahlung durch besonders aktive und effektive DNA-Reparaturmechanismen erreicht. Bei Zellen im Ruhezustand jedoch, wie sie für die gefrorenen Bodenschichten des Mars als typisch gelten, sind diese Mechanismen deaktiviert. Als Folge summieren sich die durch die Strahlung verursachten DNA-Schäden bis zu dem Punkt, an dem die Zelle schließlich dauerhaft funktionsuntüchtig wird.

23 Für die Zukunft geplant: Landesonde mit Tiefbohrfähigkeiten NASA / JPL Die kalkulierten Überlebenszeiten lagen bei nur wenigen Millionen Jahren. Das klingt zwar lang, ist aber angesichts der Zeit, die seit der feuchten Periode des Mars vergangen ist, sehr kurz zu kurz für Leben. Die Chance, lebendes Material in den bereits gesammelten und in unmittelbarer Zukunft entnommenen Proben zu finden, sind daher mehr als dürftig. Es ist einfach nicht plausibel, dass ruhendes Leben innerhalb der ersten paar Meter unter der Oberfläche überlebt angesichts der ionisierenden Strahlung, erklärt Dartnell. Selbst die abgehärtesten Zellen, die wir kennen könnten die kosmische Strahlung in der Nähe der Marsoberfläche nicht lange aushalten. Erfolg versprechend, so die Wissenschaftler, wäre es höchstens, ganz spezielle, schwer zu erreichende Gebiete zu wählen, wie beispielsweise junge Krater oder Bereiche, an denen Wasser erst vor relativ kurzer Zeit an die Oberfläche trat. Außerhalb der Reichweite heutiger Bohrer Die Forscher stellten fest, dass einer der besten Plätze, um nach lebenden Zellen zu suchen im Wassereis des Elysium Gebiets sein könnte. Denn dieses gefrorene Meer gilt mit fünf Millionen Jahren als sehr jung und war daher nur kurze Zeit der Strahlung ausgesetzt. Zudem wirkt auch die Eisschicht als Schutz. Allerdings müsste selbst hier weitaus tiefer gebohrt werden als mit den bisherigen Instrumenten möglich. Mit diesem Model der Strahlungsintensität unter der Oberfläche und seinen Auswirkungen auf Zellen im Ruhezustand können wir relativ genau die benötigte Bohrtiefe für die Suche nach lebenden Zellen ermitteln, so Dartnell. Schon der Fund von Hinweisen darauf, dass Leben hier einst existierte Proteine, DNA-Fragmente oder

24 Fossilien wäre eine große Entdeckung. Aber der heilige Gral für Astrobiologen wäre es, eine lebende Zelle zu finden, die wir aufwärmen, mit Nährstoffen füttern und dann für Studien aufwecken könnten. Ob dies allerdings jemals der Fall sein wird, ist nach wie vor offen.

25 WIE GEHT ES WEITER? DEiskappen des Roten Planeten erkunden. Ab dem 25. Mai 2008, nach ie nächsten Marsmissionen 2007: Phönix (USA) Im August 2007 startet die NASA erneut Mission mit einer Landesonde zum Mars. Phönix, so der beziehungsreiche Name des Raumgefährts, soll vor allem die polaren seiner Landung zwischen dem 65. und 75. nördlichen Breitengrad, wird sich ein Roboterarm der Phönix in den Marsuntergrund graben können und so in Eisschichten vorstoßen, in denen möglicherweise organische Verbindungen enthalten sind. Mithilfe eines tragbaren Labors kann die Sonde die Proben direkt analysieren und sowohl von Feststoffen als auch von Gasen die chemische Zusammensetzung erkunden. Die Wissenschaftler erhoffen sich von der Sonde zudem hochauflösende Panoramaaufnahmen des Landegebiets, die eine gezielte Auswahl vielverprechender Grabungsorte erlauben. Dazu

26 beitragen soll eine Kameratechnik, die sich bereits bei den beiden NASA-Rovern Spirit und Opportunity bewährt hat. Doch das Paket an wissenschaftlichen Instrumenten ermöglicht auch Messungen von atmosphärischen Prozessen wie der Bildung von Wolken, Nebel und Staubplumes. 2009: Mars Science Laboratory (USA) Ermutigt durch den Erfolg der beiden Marsrover plant die NASA im Herbst 2009 erneut den Start einer Rover-Mission. Zweimal so lang und dreimal so schwer wie Spirit und Opportunity wird das rollende NASA-Landesonde Phönix NASA Labor zunächst Boden- und Gesteinsproben sammeln. Dann soll es sie auf organische Bestandteile und Umweltbedingungen hin analysieren, die möglicherweise mikrobielles Leben heute oder in der Vergangenheit ermöglicht haben könnten. Zwei Besonderheiten zeichnen die Mission zudem aus: Zum einen stammen Komponenten des Labors aus Russland, Spanien und Kanada und machen sie damit zu einer mehr oder weniger internationalen Angelegenheit. Zum anderen ist diese Sonde der erste Lander, der Präzisionslandetechnologie nutzt ähnlich den automatisierten Systemen, die den Atmosphäreneintritt der Spaceshuttles steuern. Vorteil dieser Technik: Die Sonde kann ihren Landeplatz weitaus gezielter anfliegen als bisher. 2013: ExoMars (ESA) Die Europäische Raumfahrtagentur ESA plant ihren nächsten Marsausflug für 2013: Dann sollen ein Rover und ein kleine stationäre Einheit zum Roten Planeten starten. Während letztere geophysikalische

27 Messungen anstellen wird, die wichtig sind, um die Entstehungsgeschichte des Mars zu verstehen und Möglichkeiten der Besiedelung auszuloten, wird sich der Rover auf die Suche nach den sprichwörtlichen Marsmännchen begeben. Dabei untersucht er nicht nur die Mars-Oberfläche, sondern bohrt sich mithilfe seines Analyse- und Probenpakets Pasteur bis zu zwei Meter tief in den Planetenboden. Damit dringt er in Schichten vor, in denen sich Spuren von Leben möglicherweise bis heute erhalten haben. Die nächste Dekade: Sample Return Die NASA plant noch mehrere Scout - ESA-Fahrzeug ExoMars ESA Missionen nach dem Modell des Phönix- Landers. Die nächste könnte bereits 2011 zum Roten Planeten starten. Die Missionen sollen, so die Vorstellung der NASA, zukünftig nicht nur Rover, sondern auch Ballons und sogar Roboterflugzeuge umfassen. Sie dienen unter anderem der Vorbereitung einer ersten Sample Return Mission. Dabei könnte eine unbemannte Sonde mittels Roboterarmen Proben von der Marsoberfläche sammeln und diese dann zurück zur Erde bringen. Dadurch könnten Forscher weitaus detailliertere chemische und physikalische Untersuchungen durchführen als mit den bisher eingesetzten Bordlaboren der Sonden. Ob und wann eine solche Mission starten könnte, ist jedoch noch ungeklärt. und die Suche nach Leben Eine weitere diskutierte Mission ist eine spezielle astrobiologische Sonde, die noch gezielter als bisherige nach Leben suchen soll. Dies wäre seit den Viking-Sonden der 1970er Jahre die erste ausschließlich diesem Zweck gewidmete Marsmission. Das Raumlabor würde dafür

28 Instrumente beinhalten, die vor allem die potenziellen Bausteine des Lebens identifizieren können. Untersucht werden dann vor allem die Regionen des Mars, die in Vorbereitungsmissionen wie dem Science Laboratory als viel versprechend eingestuft wurden. Dazu könnten zum Beispiel bestimmte Sedimente, Ablagerungen von heißen Quellen, das geschichtete Poleis oder die Wasser-Austrittsrinnen an Kraterwänden gehören. Sample-Return-Mission beim Wiederaufstieg der Sonde NASA

29 CHRONIK V on Mars 1 bis Mars Reconnaissance Orbiter 1962: Mars 1 (UDSSR) Die sowjetische Sonde Mars 1 soll am Mars vorbeifliegen, die Kommunikation mit der Bodenstation bricht jedoch ab. 1963: Mariner 3 (USA) Der Vorbeiflug der Mariner 3 scheitert an den nicht entfalteten Sonnensegeln. Die Sonde befindet sich jetzt in einer Umlaufbahn um die Sonne. 1964: Mariner 4 (USA) Mariner 4erreicht den Mars und passiert ihn in einer Entfernung von Kilometern. Sie liefert 22 Nahaufnahmen der Oberfläche, weist die Kohlendioxidatmosphäre nach und misst ein schwaches Magnetfeld.

30 1969 Mariner 6 und 7 (USA) Mariner 6 überfliegt im März den Marsäquator in einer Entfernung von Kilometern, Mariner 7 passiert den Südpol des Planeten im August. Beide messen die Oberflächen- und Lufttemperaturen, die molekulare Zusammensetzung der Marsoberfläche und den atmosphärischen Druck. Sie liefern insgesamt 200 Bilder. 1971: Mariner 9 (NASA) und Mars 3 (UDSSR) Mariner 9 ist die erste Sonde, die erfolgreich in eine Umlaufbahn um einen fremden Planeten einschwenkt. Innerhalb eines knappen Jahres liefert sie insgesamt Bilder, die 80 Prozent der Marsoberfläche abdecken. Sie liefert auch erste hochauflösende Bilder der Marsmonde Phobos und Deimos und entdeckt fluss- und kanalähnliche Strukturen auf der Marsoberfläche. Der Grand Canyon des Mars. Valles Marineris, ist zu Ehren dieser Sonde benannt. Die nur rund einen Monat später eintreffende russische Mission besteht aus einem Orbiter und einer Landesonde. Der Orbiter liefert acht Monate lang Daten aus der Umlaufbahn, der Lander schafft zwar die Landung, versagt aber 20 Sekunden später. Ihre Reste sind das erste menschliche Wrack auf dem Mars. 1973: Mars 7 (UDSSR) Verfehlt den Marsorbit. Die Sonde kreist bis heute in einer Umlaufbahn um die Sonne. 1975: Mars 5 (UDSSR) Dieser Orbiter bleibt nur neun Tage aktiv, dann unterbricht ein Druckverlust die Datenverbindung. Er sendet in dieser Zeit rund 60 Bilder aus insgesamt 22 Umläufen an die Erde. 1975: Viking 1 und Viking 2 (USA) Die beiden Viking-Missionen sind die ersten Mars-Landemissionen der NASA und bestehen jeweils aus einem Orbiter und einem Landemodul.

31 Die jeweiligen Orbiter bleiben in der Umlaufbahn und dienen als Kommunikationssatelliten, die Landefähren sammeln Wetterdaten, kartieren die Oberfläche und liefern detaillierte Aufnahmen des Terrains. Zum ersten Mal haben die Lander biologische Experimente an Bord, die zeigen sollen, ob auf dem Roten Planeten Leben existiert. Die Ergebnisse sind jedoch nicht eindeutig, wenn auch die Mehrheit der Forscher eher chemische als biologische Ursachen für die Resultate sieht. 1988: Phobos 1 und 2 (UDSSR) Fehlschlag, Phobos 1 fiel beim Hinflug, Phobos 2 nahe des Marsmonds Phobos aus. 1996: Mars 96 (Russland) Die Mission Mars 96 bestehend aus einem Orbiter, zwei Landefähren und zwei Bodenanalysegeräten startet zwar erfolgreich, die vierte Brennstufe der Trägerrakete versagt aber und die gesamte Sonde stürzt in den Pazifik. 1996/97: Mars Global Surveyor und Mars Pathfinder (USA) Die Landesonde Mars Pathfinder landet erfolgreich im Juli Der von ihr abgesetzte sechsrädrige Sojourner analysiert Gesteinsproben und liefert mit Hilfe einer neuentwickelten Kamera brillante Nahaufnahmen der Oberflächenstrukturen. Insgesamt werden über Bilder und zahlreiche Wetterdaten zur Erde übertragen. 1998: Nozomi (Japan), Mars Climate Orbiter (USA) Nozomi startet im Juli 1998 und verpasst die Marsumlaufbahn durch Triebwerksprobleme. Die Sonde sollte ursprünglich die Struktur und Dynamik der Marsatmosphäre und -ionosphäre und deren Interaktion mit dem Sonnenwind untersuchen. Mit den beiden Sonden der Reihe Mars Surveyor '98 starten die USA eine neue Marsmission. Der Mars Climate Orbiter startet im Dezember Er soll in einer polaren

32 Umlaufbahn Daten sammeln und die Landung des 1999 startenden Mars Polar Lander unterstützen. 1999: Mars Polar Lander (USA) Die amerikanische Raumsonde Mars Polar Lander startet im Januar. Im September verstummt die Schwestersonde Mars Climate Orbiter nach dem letzten Steuermanöver. Die eigentlich als Kommunikationsrelais für den Lander gedachte Orbitsonde ist vermutlich wegen eines Berechnungsfehlers auf dem Mars abgestürzt. Am 3. Dezember verstummt auch der Polar Lander nach seinem Landemanöver, auch er gilt als abgestürzt. 2001: Mars Odyssey (USA) Im April 2001 startet Mars Odyssey und erreicht im Oktober mit Erfolg ihre Umlaufbahn um den Roten Planeten. Ursprünglich nur bis August 2004 geplant, liefert die Sonde bis heute wertvolle Daten aus dem Marsorbit. Darunter Strahlenwerte für die untere Marsatmosphäre, Temperaturmessungen und Daten über die chemische und mineralogische Zusammensetzung des Marsbodens. Zurzeit ist sie an der Erkundung eines geeigneten Landeplatzes für die im August 2007 startende Landemission Phoenix Scout beteiligt. 2003: Mars Express / Beagle-2 Lander (ESA) und Mars Exploration Rover Spririt und Opportunity (USA) Fast zeitgleich starten im Sommer gleich drei Missionen zum Roten Planeten: Am 2. Juni macht sich die europäische Sonde Mars Express von Baikonur aus auf den Weg zum Marsorbit. Mit an Bord ist die Landesonde Beagle. Am 30. Mai und 25. Juni startet die NASA ihre beiden Landesonden Mars Explorer 1 und 2 vom Cap Canavaral. Während die Landesonde Beagle nach der Landung verstummt, sind sowohl der Mars Express als auch die beiden Roboterfahrzeuge bis heut aktiv und haben bisher bereits weitaus mehr Daten geliefert als geplant.

33 2005: Mars Reconnaissance Orbiter (USA) Seit Viking ist der MRO mit fast zwei Tonnen Gewicht die bisher schwerste Mars-Sonde. ihr Hauptzweck ist die detaillierte Kartierung der Marsoberfläche mithilfe der bisher hochauflösendsten Kamera in der Umlaufbahn des Roten Planeten. Sie kann einen Meter pro Pixel abbilden. Nach 2008, wenn die Kartierung abgeschlossen ist, soll die Sonde noch für mindestens zwei weitere Jahre als Kommunikationssatellit für Landemissionen dienen.

34 04 Impressum scinexx.de - Das Wissensmagazin MMCD NEW MEDIA GmbH Elisabethstraße Düsseldorf Tel Fax info@mmcd.de Geschäftsführer: Harald Frater, frater@mmcd.de Chefredakteurin: Nadja Podbregar, redaktion@scinexx.de Handelsregister: Düsseldorf, HRB 56568; USt.-ID.: DE ; Finanzamt Düsseldorf-Mitte Konzeption/ Programmierung YOUPUBLISH GmbH Werastrasse Stuttgart M: info(at)you-publish.com Geschäftsführer: Andreas Dollmayer 2016 by Konradin Medien GmbH, Leinfelden-Echterdingen