AURORA: Europas Weg zum Mars Michael Khan European Space Operations Centre, Darmstadt Michael.Khan@esa.int

1. AURORA: Europas Weg zum Mars Michael Khan European Space Operations Centre, Darmstadt Michael.Khan@esa.int e

2. Mars, die Erde und der Mond • Mars ist der vierte Planet des Sonnensystems • Durchmesser: 6794 km (53% Erde, 2 * Mond) • Masse: 624*1024 kg (11% Erde, 8.7 * Mond) • Oberfläche: 145 Millionen km2 (28% Erde, 3.8 * Mond) • Gravitation: 0.371 m/s2 (38% Erde, 2.3 * Mond) • Atmosphärendichte: 0.01 kg/m3 (1% Erde)

3. Marsforschung mit Raumsonden • Seit 1960 wurden insgesamt 28 Orbiter und 11 Lander auf den Weg zum Mars geschickt. • Der aktuelle Tabellenstand in der Orbiterliga ist wie folgt: Mars – USA: 4 : 8 Mars – UdSSR/Russland 9 : 3 Mars – Europa 0 : 1 Mars – Japan 1 : 0 • Der aktuelle Tabellenstand in der Landerliga ist: Mars – USA: 1 : 5 Mars – UdSSR/Russland 1 : 1 Mars – Europa 1 : 0 (Lander, die nicht ausgesetzt wurden, sind von der Endrunde disqualifiziert)

4. Die Missionen VIKING 1 und 2 • Die erste wirklich erfolgreiche Landermission auf Mars • Zwei Orbiter und zwei Lander • Ankunft 1976, letzte Daten empfangen: 1982 • Startmasse je 2325 kg, Landermasse je 576 kg • Viking 1 Lander: Chryse, Viking 2 Lander: Utopia

5. Viking-Ergebnisse • Orbiter: • Hochauflösende Marskarten • Atmosphärische und klimatische Informationen • Lander: • Farbbilder von der Oberfläche • Lokale Meteorologie • 3 exobiologische Experimente – Suche nach Lebensspuren • Gas Exchange experiment: Nein • Pyrolytic Release experiment: Nein • Labeled Release experiment: Ja, aber.... • Gaschromatograph/Massenspektrometer: Keine organischen Moleküle

6. Viking-Bilder

7. Viking-Bilder

8. Viking-Bilder

9. 2004 – Der große Sprung! • Jetzt erforschen 5 Raumfahrzeuge den Mars • Mars Global Surveyor (seit 1997): Kamera, thermisches Emis-sionsspektrometer, Laser-Altimeter, Magnetometer – die erste erfolgreiche Marssonde seit 20 Jahren! • Mars Odyssey (seit Oktober 2001): Untersuchung der Ober-fläche, Suche nach Wasser und Eis, Strahlungsmessung • MARS EXPRESS (seit Dezember 2003): Stereokamera, boden-penetrierendes Radar, Spektrometer in verschiedenen Wel-lenlängenbereichen, Radiowellenexperimente • 2 Mars Exploration Rover (seit Januar 2004)

10. MARS EXPRESS • Spektakuläre MARS EXPRESS-Ergebnisse nach 5 Monaten im Orbit: • Beginn der 3D-Kartierung der Oberfläche • Darstellung fluvialer und alluvialer Morphologie • Messung von Methan in der Atmosphäre? • Eindeutige Bestätigung großer Wassereisvorkommen am Südpol • Woher kommt das Methan? • Gibt es flüssiges Tiefenwasser?

11. MARS EXPRESS Quelle: DLR/FU Berlin

12. Spirit und Opportunity • Die MER-Rover: 2 identische, 180 kg schwere Rover • Jeder Rover hat 5 Experimente an Bord: • Stereo-Pancam (Cornell University) • Thermisches Emissions-Spektro-meter (Arizona State University) • Mössbauer-Spektrometer (Gutenberg-Universität Mainz) • APXS (MPI Chemie Mainz) • Mikroskop (USGS, Arizona) • (Schleifgerät) • (Zusätzliche Hazcams und Navcams)

13. Opportunity Spirit MER-Landeorte

14. Spirit-Ergebnisse • Erster Anschliff eines Mars-Felsens • Mössbauer-Spektrometer stellt Olivin fest: • Dies weist auf geringe Verwitterung hin • Die jetzige Oberfläche des Gusev-Kraters war nie mit Wasser in Kontakt • Lavabedeckung nach Verschwinden des Wassers? • Was wird man in den Columbiabergen finden?

15. Opportunity-Ergebnisse • Anstehendes Sedimentgestein • Landestelle wahrscheinlich früheres Küstengebiet eines salzigen Meeres • Verteilung und Hämatitgehalt der Spherulen • Auswaschungen im Gestein • Sulfatsalz- und Jarositablagerungen • Wellenförmige Schichtung des Sediments

16. Opportunity-Ergebnisse

17. Es verbleiben offene Fragen • Was ist mit dem Wasser passiert? • Was ist mit der Atmosphäre passiert? • Hatte Mars ein Magnetfeld? • Gab es Leben auf dem Mars? • Gibt es Leben auf dem Mars?

18. Wie geht es weiter? • Europa • Das Aurora-Programm • NASA: • Mars Reconnaissance Orbiter, 2005 • Polarer Lander Phoenix, 2007 • Mars Surface Laboratory, frühestens 2009 • Probenrückführung • Bemannte Erkundung des Mondes und Mars? • Russland • Japan • Lunar-A • Selene • China, Indien?

19. AURORA: Europas Langzeitplan

20. EXOMARS: Europas Rover • Vorgesehenes Startjahr: 2009 • Wissenschaftliche Missionsdauer: 6 Monate • Exobiologisches Experimentenpaket “Pasteur”

21. Vorschläge für Pasteur

22. MARS SAMPLE RETURN • Missionsziel: bis zu 500 Gramm Boden- und Atmosphären-proben in versiegeltem Container sicher zur Erde bringen • Getrennte Starts mit zwei Raketen • Orbiter und Rückführkapsel • Lander und Aufstiegseinheit • Rendezvous im Marsorbit • Start 2011 • Missionsdauer: ca. 3 Jahre

23. MARS SAMPLE RETURN

24. MARS SAMPLE RETURN

25. Globale Staubsturmsaison

26. Globale Staubsturmsaison

27. Technologische Herausforderung • Weiche Landung • Aufblasbarer Hitzeschild • Aerodynamischer Einfang • Aerodynamische Abbremsung • Start von einem anderen Planeten • Probenentnahme, sichere Versiegelung • Rendezvous im Orbit • Schwerlastträger • Zusammenbau im Orbit

28. 2033: Bemannter Marsflug?

29. 1. Starts aller Komponenten mit Schwerlastraketen 8. Rückkehr zur Erde, 8-10 Monate 2. Zusammenbau im Erdorbit 3. Transfer zum Mars, 6-10 Monate 4. Einschuss in Marsbahn, Mars-phase 500-600 d Bemannte Mission: Wie? 9. Eintritt der Landekapsel “1000-Tage-Mission” 5. Absetzen des Landers, Oberflächen-aufenthalt 1-18 Monate 7. Mars-flucht 6. Aufstieg des Landers, Rendezvous

30. Mögliches Raumschiff? Erd-Landekapsel Abwerfbare Stufen für Marseinschuss und Marsflucht Abwerfbare Stufen für Erdflucht Mars-Landeeinheit Habitat Solargeneratoren hier noch nicht ausgefahren

31. Staubstürme! 1000-Tage-Mission Direkte Transfers Langer Aufenthalt

32. Staubstürme! Abbruchmission – 2 Jahre Venus-Vorbeiflug Kurzer Aufenthalt

33. Machen wir den nächsten Schritt!