Die chinesische Sonde Tianwen-1 hat das schwierige Einschwenken in die Marsumlaufbahn gemeistert. Mit komplett eigener Technik hat China einen Orbiter und einen Rover erfolgreich in die Marsumlaufbahn gebracht. Der Orbiter soll aus einer Marsumlaufbahn die Gesteine auf der Marsoberfläche kartieren, nach Wassereisvorkommen suchen und das Marsmagnetfeld vermessen. Die Reise der Sonde startete sieben Monate zuvor mit einem erfolgreichen Start.
Erste Mars-Mission der Chinesen scheiterte
Dass der Flug zum Mars nicht einfach ist, mussten die chinesischen Ingenieurinnen und Ingenieure bereits bitter erfahren. Tianwen-1 ist der zweite Versuch Chinas, eine Sonde zum Mars zu bringen. Der erste Versuch schlug 2011 fehl, als ein Huckepack auf der russischen Fobos-Grunt-Sonde mitfliegendes chinesisches Raumfahrtgerät mitsamt der Rakete nicht über die Erdumlaufbahn hinauskam.
Start beim zweiten Mal geglückt
Die Trägerrakete vom neuen, leistungsstarken Typ „Langer Marsch 5“ hob am 23. Juli 2020 vom Raumfahrtbahnhof in Wenchang auf der südchinesischen Insel Hainan ab. Das fünf Tonnen schwere Raumschiff besteht aus einem Orbiter, einem Landegerät und einem Gefährt von der Größe eines Kleinwagens.
Landung auf dem Mars ist schwierig
Der Rover wird über die Marsoberfläche rollen und die Oberfläche aus der Nähe erkunden. Auf dem Mond hat China bereits zwei Rover erfolgreich abgesetzt. Aber die Landung auf dem Mars wird ungleich schwieriger. Die USA sind die einzige Nation, denen bislang mehrere weiche Landungen auf dem Mars geglückt sind.
Marsmission als Prestigeprojekt
Das sowjetische Raumfahrtprogramm brachte wenigstens eine Sonde auf den Marsboden, die aber schon nach 20 Sekunden verstummte. China will zeigen, dass es die für eine Marslandung notwendigen Techniktricks ebenfalls beherrscht. Die Mission ist also – wie jedes interplanetare Raumfahrtprojekt – auch eine Prestigeangelegenheit.
Fragen an den Himmel
Der Name der Sonde, "Tianwen", heißt übersetzt in etwa „Fragen an den Himmel“. An deren Beantwortung sind im Fall der Marsmission aber nicht nur chinesische Wissenschaftler beteiligt. Das Institut für Weltraumforschung in Graz kooperiert schon seit längerer Zeit mit chinesischen Instituten.
Magnetfeld des Mars soll vermessen werden
Werner Magnes vom Grazer Institut für Weltraumforschung versucht schon seit Jahrzehnten, die Magnetfelder des Mars zu verstehen. Im Gegensatz zur Erde verfügt unser Nachbarplanet über kein globales Magnetfeld. Es sind eher vereinzelte Reste, die Wissenschaftler gerne gemessen hätten - und gerne erklären würden.
Grazer Institut für Weltraumforschung beteiligt
Das Magnetometer selbst wird von einer Universität in China, der University of Science and Technology of China in Hefei, gebaut. Mitarbeiter des Institutes für Weltraumforschung haben die chinesischen Forscher bei der Konzeption des Gerätes unterstützt und z.B. auch bei der Kalibrierung des Gerätes einen wichtigen Beitrag geleistet.
Tianwen-1 soll sich den Magnetfeldern in der Ionosphäre widmen, ab einer Höhe von 100 Kilometern aufwärts. Sie entstehen, wenn der Sonnenwind aus dem Weltraum auf die Marsatmosphäre trifft. Mit diesen Untersuchungen will Chinas Sonde an frühere Messungen US-amerikanischer Missionen anknüpfen.
„Es ist einerseits eine Ergänzung, und andererseits muss man auch – wenn man das von der Magnetometrie aus betrachtet – sagen, dass das wirklich das erste Mal ist, dass eine Mission mit einer Zweipunktmessung hinfliegt, d.h. die Chinesen haben ein Magnetfeld-Messpaket auf dem Rover und auch auf dem Orbiter.“
Andere Messgeräte helfen bei der Messung der Mars-Magnetfelder
Zeitgleich sollen diese sogenannten sekundären Magnetfelder aus zwei unterschiedlichen Entfernungen aufgenommen werden – aus der Umlaufbahn heraus und auf der Oberfläche. Aber vier Augen sehen mehr als zwei: Gemeinsam mit anderen Magnetometern, die schon vor Ort sind –die MAVEN-Mission der NASA und auch einem kleinen Magnetometer, das auf dem InSight-Lander der NASA mit drauf ist –soll es erstmals zu einer Multipunktmessung auf dem Mars kommen.
Tianwen-1 ist vollgepackt mit insgesamt 13 wisssenschaftlichen Experimenten – die eine Hälfte auf dem Rover, die andere auf dem Orbiter. Auch wenn China ein großes Geheimnis um seine erste Marsmission macht: Das Land kooperiert durchaus mit westlichen Partnern. Das beträfe nicht Magnetometer, ergänzt Roberto Orosei vom Nationalen Institut für Astrophysik im italienischen Bologna.
"Europas Sonde MarsExpress hat starke Hinweise auf einen flüssigen Wasserozean unter dem Marssüdpol geliefert. Die Mission wird jedoch in Kürze auslaufen und diese Messungen bis dahin wohl nicht bestätigen können. Die Chinesen haben nun ein ähnliches Radar an Bord. Wir gehen davon aus, dass sie da weitermachen werden, wo wir Europäer aufgehört haben. Wir hoffen, so am Ende eine globale Karte der Wasservorkommen unter den Eiskappen des Mars zu erhalten."
Suche nach Wasser auf dem Mars
Wasser auf der Marsoberfläche kann sich dort aufgrund des geringen Atmosphärendrucks nicht halten. An den Marspolen kommt Wasser als Eis vor, so wie am Nord- und am Südpol der Erde. Spannend jedoch wäre Wasser in flüssiger Form.
"Je tiefer Sie in den Boden eindringen, desto wärmer wird es. Denn es steigt Hitze aus dem geschmolzenen Innern auf. Ab einer bestimmten Tiefe wird deswegen Eis im Boden flüssig. Suchen wir also nach unterirdischem Wasser, halten wir damit gleichzeitig Ausschau nach früherem oder sogar heutigem Leben. Das ist das Aufregende bei der Suche nach Wasser auf dem Mars! "
Gut möglich also, dass ein Teil der chinesischen „Fragen an den Himmel“ in ein paar Jahren beantwortet sein werden. Wahrscheinlich Mitte Mai soll Chinas Tianwen-1 eine Landegerät abwerfen, das den Rover auf die Marsoberfläche bringt.