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Curiosity ist auf dem Mars gelandet

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Curiosity ist auf dem Mars gelandet

Am 6. August 2012 landete die Curiosity-Sonde der NASA mit einem gewagten Manöver auf dem Mars. Es ist der bislang leistungsfähigste und schwerste Roboter, der auf dem Roten Planeten gelandet ist. Hier erfahrt ihr mehr über die spektakuläre Mission

 
Eine Grafik der NASA, wie Curiosity den Mars erkundet.

Große Erleichterung brach am 6. August 2012 um 7.31 Uhr unserer Zeit bei der NASA aus. Nach über acht Monaten Flugdauer und 567 Millionen Kilometern landete der Roboter Curiosity (Neugier) sicher im Gale-Krater am Fuße des Mount Sharp auf dem Mars. Auf dem Mars war es drei Uhr Nachmittags Ortszeit.


Vorausgegangen waren neun Jahre der Planung und Konstruktion des Mars Science Laboratory. Es bestand aus dem sogenannten Marschflugmodul, einer Schutzkapsel, der erstmals eingesetzten Abstiegsstufe, dem Roboter Curiosity und einem Hitzeschild.


Ein erstes Bild von der Landestelle Curiositys. Im Hintergrund das Gale-Kraters ist Mount Sharp zu erkennen.



Nach dem Start am 26. November 2011 um 16.02 Uhr unserer Zeit ging die mit etwa 900 kg bislang größte und komplexeste Marsmission antriebslos auf Kurs Richtung Roter Planet. Das Projekt hat 2,5 Milliarden US-Dollar gekostet, etwa 2 Milliarden Euro.


Das Marschflugmodul


Nach dem Start übernahm das Marschflugmodul die Steuerung des Mars Science Laboratory. Es hatte acht Schubdüsen zur Lagekorrektur, einen Sternsensor und zwei Sonnensensoren. Mit Hilfe bestimmter Sterne konnte so die Lage im Raum bestimmt werden.


Von oben nach unten sind hier die Einzelteile des "Mars Scienec Laboratory" dargestellt: Ganz oben das Marschflugmodul, gefolgt von der Schutzkapsel, der Abstiegseinheit, dem Roboter Curiosity und schließlich der Hitzeschild.

Außerdem war eine Antenne verbaut, mit der während der Reise und der ersten Landephase die Kommunikation mit der Erde aufrechterhalten wurde. Ebenso wurde die Temperatur durch das Modul geregelt. Denn die im Roboter verbauten Atombatterien produzierten ständig Wärme, die abgeführt werden musste, damit nichts kaputt ging.


Vor dem Eintritt in die Marsatmosphäre wurde das nicht mehr benötigte Marschflugmodul durch zehn Sprengladungen abgetrennt.


Die Schutzkapsel und das Hitzeschild


Während des 245-tägigen Fluges zum Mars schützte die Kapsel die Abstiegsstufe und den Roboter. 131 Kilometer über der Marsoberfläche begann die kritische Phase der Landung. Das NASA-Team nannte die nun folgende Phase Sieben Minuten des Terrors.


Die 20.000 km/h schnelle Sonde trat in die Atmosphäre ein und nach gut einer Minute hatte sich der Hitzeschild auf 2.100 °C aufgeheizt. Eine gute halbe Minute später hatte die Kapsel in einer Höhe von 11 Kilometern immer noch eine Geschwindigkeit von etwa 1.600 km/h.


Eine schier unglaubliche Aufnahme: Der "Mars Reconaissance Orbiter" kreist um den Mars und konnte ein Bild von Curiosity am Fallschirm schießen! Rechts ist ein vergrößerter Ausschnitt eingeblendet.



Durch eine weitere Sprengladung wurde nun der bislang größte je verwendete Überschallfallschirm geöffnet. Er musste kurzzeitig einer Last von 30 Tonnen standhalten. Eine halbe Minute nach Öffnung des Schirms wurde der nun überflüssige Hitzeschild abgesprengt und ermöglichte einen ersten Blick mit der speziellen Landungskamera.


Die Abstiegsstufe


Nachdem Hitzeschild und Kapsel abgesprengt wurden, begann die Abstiegsstufe in etwa eineinhalb Kilometern Höhe bei einer Geschwindigkeit von 290 km/h zu arbeiten. Zunächst zündeten acht Bremsraketen und verlangsamten den Fall auf nur noch knapp 3 km/h.


Wäre man alleine mit den Bremsraketen gelandet, wäre Staub aufgewirbelt worden. Der hätte die empfindlichen Messinstrumente von Curiosity beeinträchtigt. Darum wurden in 20 Metern Höhe vier der acht Raketen abgeschaltet. Die vier übrigen Bremsdüsen hielten die Abstiegsstufe in der Schwebe.


Eine Grafik der NASA, wie die Abstiegsstufe arbeitet.

Nun wurde der Roboter Curiosity langsam mit einem Seil auf der Marsoberfläche abgesetzt. Beim Bodenkontakt von Curiosity wurden die Verbindungs- und Versorgungsschläuche abgesprengt und die Abstiegsstufe ging gute hundert Meter weiter, in sicherer Entfernung vom Roboter, zu Boden.


Der Roboter Curiosity


Curiosity wiegt etwa 900 Kilogramm und ist etwa drei Mal drei Meter groß. Er hat zehn wissenschaftliche Instrumente an Bord, darunter verschiedene Kamerasystem. Außerdem hat er einen über zwei Meter langen Greifarm, mit dem Proben genommen werden können. So kann mit Hilfe von Lasern und Kamerasystemen herausgefunden werden, aus welchen Elementen Gesteine bestehen. Überragt wird der Roboter noch von einem Kameramast.


Die Steuerung von Curiosity übernehmen aus Sicherheitsgründen zwei Computer, die viel leistungsfähiger sind, als die Computer bei früheren Missionen. Sollte einer ausfallen, kann der andere komplett die Steuerung übernehmen. Ausgestattet sind die Rechner je mit 250 MB Arbeitsspeicher und einer zwei Gigabyte großen Flashfestplatte.


Die Rechner müssen dabei extremen Temperaturunterschieden standhalten: während es Nachts auf minus 128 °C abkühlen kann, werden in der Mittagszeit bis zu 27 °C erreicht. Außerdem gilt es, auch die holprige Fahrt des Roboters auf steinigem Grund schadlos zu überstehen.


Sechs Räder mit je eigenem Motor bringen Curiosity bis zu 90 Meter pro Stunde voran. Die geschickte Konstruktion ermöglicht auch die Überwindung von Hindernissen, die bis zu 75 Zentimeter hoch sind. Werden die Räder schräggestellt, können sie auch kleine Löcher in die Marsoberfläche graben.


Jeden Morgen bekommt Curiosity sein Tagesprogramm übermittelt. Wenn alle Aufgaben erfüllt sind, werden die Daten Nachmittags an die Sonden in der Umlaufbahn von Mars gesendet. Von dort gelangen sie dann zu den Wissenschaftlern auf der Erde. Dann entscheiden sie, welche Aufgaben am nächsten Tag ausgeführt werden sollen.


Angetrieben wird Curiosity von einer sogenannten Radionuklidbatterie. Sie bringt deutlich mehr Leistung als Solarzellen. Dabei wird die beim radioaktiven Zerfall entstehende Hitze über ein spezielles Bauteil in Strom umgewandelt.


Die Missionsziele


Die Missionsdauer ist auf ein Marsjahr ausgelegt, das entspricht 98 irdischen Wochen. Curiosity soll herausfinden, ob es auf dem Mars jemals Gebiete gegeben hat, in denen Leben hätte existieren können, oder in denen heute Leben existieren kann. Die direkte Suche nach früherem oder aktuellem Leben gehört nicht dazu. Dafür ist Curiosity auch nicht ausgestattet. Aber die gewonnenen Daten liefern wichtige Erkenntnisse für folgende Missionen.


Außerdem soll gezeigt werden, dass es für Roboter möglich ist, sich in einem großen Umfeld auf dem Mars zu bewegen. Ebenso wichtig war es auch zu zeigen, dass punktgenau mit schwerem Gerät auf dem Mars gelandet werden kann.


Wir wünschen Curiosity alles Gute und sind selbst ganz neugierig und gespannt auf die Daten und Bilder, die uns in den nächstne Wochen und Monaten erreichen werden. Natürlich erfahrt ihr auf wasistwas.de, wenn etwas spannendes passiert!

Mehr über frühere Marsmissionen erfährst du in den angehängten Artikeln.


Hier findet ihr die Curiosity-Missionsseite der NASA (Englisch).


Hier gibt es eine Mischung aus Animation und Film über die Landung von Curiosity auf dem Mars.

Wenn dich der Weltraum und fremde Planeten interessieren, dann wirf doch auch einen Blick in unseren WAS IST WAS Band 16: Planeten und Raumfahrt.


Text: -jj- 9.8.2012 // Bilder: NASA/JPL-Caltech

Hinweis: Im Archiv wurden alle Bilder und Links entfernt