Am 15. Mai landete Chinas erste Marssonde „Tianwen-1“ erfolgreich auf dem Mars! Die geplante Landezone liegt im südlichen Teil der riesigen Tiefebene Utopia Planitia. Damit hat China zum ersten Mal seine Spur auf dem Roten Planeten hinterlassen und einen wichtigen Schritt zur  interplanetaren Erkundungsreise getan. 

Technisches Personal im Beijing Aerospace Control Center (BACC) feiert am 15. Mai 2021 die Landung von Chinas erster Marssonde „Tianwen-1“. (Foto: Xinhua) 

Landung auf dem Mars

Der gesamte Landevorgang der Marssonde ist grob in drei Schritte unterteilt, nämlich Annäherung an eine Umlaufbahn, Abstieg zur Oberfläche des Planeten und weiche Landung auf ihr. Dabei reduzierte Tianwen-1 innerhalb von neun Minuten ihre Geschwindigkeit von etwa 20.000 km/h auf 0 m/h. 

Obwohl China bereits Erfahrungen mit der Landung auf der Mondoberfläche gesammelt hatte, stand die Landung der Sonde Tianwen-1 auf dem Mars vor vielen Herausforderungen. Auf der Marsoberfläche herrscht eine dünne Atmosphäre (ihre Dichte beträgt nur ca. ein Prozent der Dichte der Erdatmosphäre), daher sind die Umweltbedingungen auf dem Mars komplizierter als auf dem Mond. Außerdem ist der Mars viel weiter von der Erde entfernt, so dass die Kommunikationsverzögerung etwa 20 Minuten beträgt. Daher musste Tianwen-1 „unbekannte neun Minuten“ in Kauf nehmen und den gesamten Landevorgang selbständig abschließen. 

Fünf Missionen der Tianwen-1

Die Zielvorgabe der Marssonde besteht darin, die drei Schritte „Orbiting, Landing and Roving“ (in die Umlaufbahn gelangen, auf dem Mars landen, den Mars erkunden) im Rahmen einer einzigen Marsmission abzuschließen. Nach der erfolgreichen Landung ist Tianwen-1 nun in die finale Erkundungsphase eingetreten. 

Die Erforschung des Mars ist ein großer Durchbruch nicht nur bei technischen Missionen, sondern auch auf dem Gebiet der Planetenforschung. Zusätzlich zu den herkömmlichen Bestandteilen für Kommunikation, Energie, Unterstützungsstrukturen und Stromversorgungssysteme trägt Tianwen-1 insgesamt dreizehn wissenschaftliche Nutzlasten, von denen sich sieben auf dem Orbiter befinden - darunter zwei Kameras, ein Radar, ein Spektrometer, ein Magnetometer und zwei Detektoren. Auf dem Rover „Zhurong“, der über den Mars rollen soll, wurden sechs weitere Nutzlasten installiert - darunter ebenfalls zwei Kameras, ein Radar, zwei Detektoren und ein meteorologisches Messgerät. Sie umfassen fünf Missionen, die hauptsächlich die Erforschung der Weltraumumgebung, der Oberflächentopographie und der Bodenstruktur auf dem Mars dienen. Unter anderem werden im Rahmen meteorologischer Forschungsprojekte Daten über Temperatur, Druck, Windgeschwindigkeit und Windrichtung gesammelt und die Magnet- und Gravitationsfelder des Mars untersucht. 

Überleben auf dem Roten Planeten

Die Umgebung auf dem Mars ist außerordentlich rau. Um seine Mission zu erfüllen, muss der Rover zunächst einmal überleben. Dies erfordert, dass der „Zhurong“ besonders robust gebaut werden musste. 

Auf den Bildern scheint die Marslandschaft der Wüste auf der Erde sehr ähnlich zu sein. Allerdings kann die Windgeschwindigkeit auf dem Mars 180 Meter pro Sekunde erreichen, was mehr als dem Dreifachen der Windgeschwindigkeit eines Supertaifuns auf der Erde entspricht. Dieser heftige Wind kann viel Staub und Steine aufwirbeln und einen riesigen Sandsturm verursachen. Angesichts dieser klimatischen Bedingungen haben die Konstrukteure ein neuartiges Material verwendet, das staubabweisende Eigenschaften aufweist und beispielsweise durch Vibrationen Staub abschütteln kann. 

Darüber hinaus ist die Marsoberfläche dicht mit Felsen und Steinen übersät, weshalb sich der Rover sehr vorsichtig bewegen muss, um nicht an Hindernissen hängen zu bleiben und somit Verzögerungen im Betrieb zu verursachen. Aus diesem Grund befindet sich ein identischer Marsrover im Labor im Raumzentrum auf der Erde. Bei komplizierten Bodenverhältnissen auf dem Mars wird der Rover auf der Erde eine simulierte Fahrt durchführen und dann „Zhurong“ exakte Anweisungen erteilen. 

Gemäß dem Plan soll der Rover innerhalb von 90 Marstagen (entspricht etwa 92 Tagen auf der Erde) seine Patrouillen- und Erkundungsaufgaben abschließen. Danach wird die Tätigkeit des Orbiters angepasst, damit er in der Umlaufbahn seine wissenschaftlichen Erkundungen durchführen kann.