Wie stark strahlt’s auf dem Mars?

  • 03. August 2012

Wissenschaftler des DLR und der Universität Kiel werden die Strahlung auf dem Mars messen - erste Ergebnisse bereits auf dem Flug von der Erde zum Mars.

Sieben Minuten werden am 6. August 2012 darüber entscheiden, ob die Mission Mars Science Laboratory (MSL) erfolgreich sein wird. Dann soll der 900 Kilogramm schwere Rover „Curiosity“ in seiner Eindringkapsel 125 Kilometer über der Marsoberfläche abgebremst und anschließend an einem so genannten „Skycrane“, einem Himmelskran, sicher auf dem Roten Planeten aufsetzen. Für die Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Christian-Albrechts-Universität Kiel hingegen sind die ersten Erfolge schon jetzt sichtbar: Sie haben bereits während des Flugs zum Mars mit dem Strahlungsmessgerät RAD (Radiation Assessment Detector) die Strahlung im Weltraum gemessen. Nach der Landung des Rovers werden mit RAD dann zum ersten Mal Strahlungswerte direkt auf dem Mars selbst gemessen. „Mit den Ergebnissen können wir dann berechnen, wie sich zum Beispiel zukünftige Marsastronauten vor der Strahlung schützen müssen“, erläutert DLR-Wissenschaftler Günther Reitz.

Abb.: DLR-Wissenschaftler simulierten mit Stereo-Aufnahmen der vom DLR betriebenen Mars-Express-Kamera HRSC einen virtuellen 3D-Flug über das Landegebiet des „Mars Science Laboratory“ (MSL) auf dem Grund des 150 Kilometer großen Krater Gale. Hier ein Schnappschuss. (Bild: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum))

Abb.: DLR-Wissenschaftler simulierten mit Stereo-Aufnahmen der vom DLR betriebenen Mars-Express-Kamera HRSC einen virtuellen 3D-Flug über das Landegebiet des „Mars Science Laboratory“ (MSL) auf dem Grund des 150 Kilometer großen Krater Gale. Hier ein Schnappschuss. (Bild: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum))


Immer wieder wurde das Strahlungsmessgerät RAD nach dem Start am 26. November 2011 eingeschaltet, während die Raumsonde in Richtung Mars flog. „Drei Sonnenstürme - im Februar, März und Mai 2012 - haben wir dabei messen können“, sagt Reitz. Zum einen erhielten die Wissenschaftler mit ihren Messungen im Weltraum wertvolle Datensätze, die ihnen Aufschluss über das Strahlenfeld im Sonnensystem geben. Zum anderen können sie sich jetzt sicher sein: Das gerade einmal schuhkartongroße Gerät funktioniert zuverlässig. Insgesamt zehn Instrumente werden mit Curiosity ihre Arbeit auf dem Mars aufnehmen. Dazu gehören auch mehrere Kameras, Spektrometer und ein Mini-Labor für Untersuchungen von Bodenproben. Das Strahlungsmessgerät RAD wird durch das Raumfahrtmanagement des DLR aus dem nationalen Raumfahrtprogramm gefördert. Partner des DLR und der Universität Kiel ist das amerikanische Southwest Research Institut, in dessen Händen die Gesamtverantwortung für RAD liegt.

In den nächsten zwei Jahren wird das Strahlungsmessgerät die ersten Messungen durchführen, die jemals auf der Marsoberfläche selbst erfolgten. „Wir können viel berechnen, aber nur vor Ort die tatsächlichen Werte und somit das Strahlenklima messen“, betont der Astrobiologe. Die Erkenntnisse werden dann dazu dienen, die bisher berechneten Modelle zu korrigieren und zu verfeinern. Da der Mars kein Magnetfeld hat und nur durch eine sehr dünne Atmosphäre geschützt wird, sollte die Strahlung deutlich höher als auf der Erde sein. „Wir wollen herausfinden, wie viele Teilchen vorhanden sind und welche Energie sie haben.“

Läuft alles wie geplant ab, wird „Curiosity“ im Gale-Krater landen, einem Gelände in Äquatornähe des Mars. „Der Krater hat eine sehr abwechslungsreiche Topographie“, schwärmt Ernst Hauber vom DLR-Institut für Planetenforschung. „Der Landeplatz in der Kraterebene selbst besteht vermutlich aus sehr altem Gestein.“ Vielversprechend für die Wissenschaftler, denn „Curiosity“ soll sich auf die Suche nach Spuren der chemischen Bestandteile von Leben machen - und die Wahrscheinlichkeit, diese zu finden, ist bei altem Gestein am größten, weil der Mars in seiner Frühzeit eine dichtere Atmosphäre und ein wärmeres, feuchteres Klima hatte. Anschließend soll der Rover sich in Richtung eines Bergs in der Mitte des 150 Kilometer großen Kraters bewegen. „Dieser Berg besteht aus geschichteten Sedimenten, und wir hoffen, dort auf Mineralien zu stoßen, die im Zusammenhang mit flüssigem Wasser entstanden sind.“

Jetzt hoffen alle Wissenschaftler auf eine sanfte Landung des Rovers auf dem Sandboden des Roten Planeten. Die NASA-Raumsonden „Mars Odyssey“ und „Mars Reconnaissance Orbiter“ sowie die „Mars Express“-Raumsonde der europäischen Weltraumorganisation ESA werden während Anflug und Landung die Signale von „Curiosity“ empfangen und zur Erde senden. „Das werden bange Minuten“, sagt Robert Wimmer-Schweingruber von der Universität Kiel. Dr. Günther Reitz ergänzt: „Wir werden einmalige, spektakuläre Datensätze gewinnen.“ Etwa zwei Jahre wird die Datenauswertung dauern, schätzt er. Dann aber wird man auch besser abschätzen können, welche Vorkehrungen zum Schutz für zukünftige Astronauten getroffen werden müssen. „Wir sind sozusagen die Vorläufermission für die bemannte Mars-Raumfahrt.“

DLR / PH

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