Rover Perseverance Deutsche Kameraobjektive auf dem Mars: Die wichtigsten Durchbrüche der neuen Nasa-Mission
Am Donnerstagabend deutscher Zeit landet das Gefährt auf dem Mars.
Düsseldorf Der Countdown läuft: Am Donnerstagabend landet der Rover Perseverance auf dem Mars. Die Mission „Durchhaltevermögen“ ist die fünfte der US-Raumfahrtbehörde Nasa – die einige spektakuläre Neuerungen und Technologien bietet.
Die Landung wird in Jena mit Spannung verfolgt werden. Denn der dort heimische Optikspezialist Jenoptik lieferte wichtige optische Systeme.
„Unsere Beteiligung an der Mars-Mission ist eine schöne Bestätigung unserer technologischen Kompetenz“, sagt Vorstandschef Stefan Traeger dem Handelsblatt. „Manche bezeichnen den Mars-Rover als ‚autonomstes Fahrzeug unseres Sonnensystems‘.“
Das sind die wichtigsten Fakten zur Mission Perseverance:
1. Erstmals ist der Mars zu hören
Im Bauch des Perseverance-Rovers ist der „Mars Helicopter“ untergebracht.
Die ersten Bilder vom Mars von der Sonde Viking 1 erstaunten 1976 die Weltöffentlichkeit. Aber trotz mehrerer Mars-Missionen gibt es bislang noch keine Tonaufnahmen vom roten Planeten. Der Mars Polar Lander hatte ein Mikrofon an Bord, zerschellte aber 1999 bei der Landung. Auch die Kamera des Phoenix Lander hatte 2008 ein Mikrofon, das nach der erfolgreichen Landung aber nicht anging.
Die Perseverance verfügt über zwei Mikrofonsysteme. Mit den sogenannten „EDL Mikrofonen“ werden die Geräusche während der „sieben Minuten des Schreckens“ aufgenommen: der Landung des Rovers. Die ist mit Abstand der schwierigste Teil, vor allem weil die Atmosphäre des Mars viel dünner ist als die der Erde – und deswegen das Abbremsen des Rovers aufgrund des geringen Luftwiderstands entsprechend schwierig ist.
Die EDL-Mikrofone sind laut Nasa „optimierte handelsübliche Mikrofone“. Sie werden aller Voraussicht nach nicht mehr nach der Landung funktionsfähig sein. Zuvor werden sie aber „den Sound des Abstiegs, der Friktion von der Atmosphäre und den vom Rover bei der Landung aufgewirbelten Staub“ übertragen.
Auf der Marsoberfläche kommen die Mikrofone der „Super Cam“ zum Einsatz. Mit der Kamera werden Steine und Mineralien in einer Entfernung von bis zu sieben Metern identifiziert, die sie mit einem Laser in kleinste Brocken „zappen“ kann, wie die Nasa es beschreibt.
Die Proben werden mit einem Spektrometer, der Kameralinse und dem Mikrofon analysiert. Die 30 Gramm leichten Mikrofone nehmen von wenigen Millisekunden bis zu 3,5 Minuten die Geräusche auf, vor allem das „abgehackte Knallen“ des Lasers auf dem Gestein. Aber auch der Wind und das Fahrgeräusch des Rovers werden zu hören sein.
2. Erster Drohnenflug auf dem Mars
Die 1,2 Meter langen Rotorblätter aus Kohlefaser drehen sich fünfmal schneller als bei einem Hubschrauber.
Im Bauch des Perseverance-Rovers ist der „Mars Helicopter“ untergebracht. Der Hubschrauber gleicht eher einer Drohne, klappt sich nach der Landung aus und unternimmt Streifzüge von bis zu 300 Metern Entfernung vom Rover.
Gesteuert wird die „Ingenuity“ (Einfallsreichtum) nicht, sie fliegt automatisch. Es wäre eine historische Leistung: der erste motorengetriebene Flug außerhalb der Erde.
Die technischen Herausforderungen sind nicht gering. Die Atmosphäre auf dem Mars ist sehr dünn – sie kommt nur auf ein Prozent der Dichte im Vergleich zur Erde.
Die Drohne ist 1,8 Kilogramm schwer – auf der Erde. Auf dem Mars wiegt sie aufgrund der geringeren Anziehungskraft nur 680 Gramm. Die 1,2 Meter langen Rotorblätter aus Kohlefaser drehen sich fünfmal schneller als bei einem Hubschrauber. Mit ihren solarbetriebenen Lithium-Ionen-Batterien kann sie jeden Tag bis zu 90 Sekunden durch die Luft fliegen, in einer Höhe von maximal fünf Metern.
3. Die Augen des Rovers kommen aus Jena
Erstmals soll es Livebilder vom Mars geben.
Insgesamt 28 Objektive von Jenoptik hat die Nasa in dem Rover verbaut, die am Standort in Florida und speziell für die Mars-Mission entwickelt wurden. Die Objektive sind rundherum am Mars Rover verteilt und werden die ersten Livebilder der Mission aufnehmen, die zur Erde geschickt werden. Dabei war wichtig, dass sie möglichst wenig wiegen, den extremen Temperaturbedingungen im All standhalten – und unter sehr hohen Reinheitsbedingungen produziert werden.
Im Kern sollen die bereits 2019 verbauten Objektive drei Aufgaben der Mission erfüllen: Erstens sollen sie dabei helfen, das Fahrzeug über die Marsoberfläche zu navigieren. Zweitens müssen sie Hindernisse erkennen können, um zu verhindern, dass sich der Rover festfährt. Und zu guter Letzt sollen sie die Entnahme der Bodenproben überwachen – weshalb Jenoptik die Objektive in einem Reinraum der Klasse 5 produziert hat.
Das bedeutet: Es dürfen bei der Fertigung pro Kubikfuß maximal 100 Partikel mit einem Durchmesser von 0,5 millionstel Meter in der Atmosphäre gemessen werden. Damit wird sichergestellt, dass bei der Probenentnahme möglichst keine Kontaminierungen stattfinden, die zu Messfehlern führen.
Jenoptik liefert damit praktisch die „Augen“ des Mars-Rovers. „Das ist für uns eine gute Gelegenheit, in der Spitzentechnologie Präsenz zu zeigen“, so Vorstandschef Traeger, „auch wenn die Auftragssumme im Vergleich zu anderen Projekten eher einen kleineren Umfang hat.“ Rund 20 Ingenieure begleiteten nach Angaben des Unternehmens die Entwicklung vom Anfang bis hin zur Auslieferung. Insgesamt wirkten über 100 Mitarbeiter an dem Projekt mit.
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