Mars-Rover gab und gibt es so einige, doch ein Mars-Hubschrauber - das ist neu. Der kleine, nur 18 Kilogramm schwere Helikopter Ingenuity soll für eine Premiere in der Raumfahrt sorgen: den ersten gezielten Flug eines Fluggerätes über die Oberfläche eines anderen Planeten.
Heute erster Flug von Ingenuity
Der Jungfernflug von Ingenuity (engl. für "Scharfsinn") sollte eigentlich bereits am 11. April stattfinden. Und zwar dann, wenn der Helikopter genug Energie zum Abheben getankt hat und das Mars-Wetter passt. Sein Kollege, der Mars-Rover Perseverance ("Ausdauer"), prüft daher beständig die aktuellen Flug-Bedingungen. Erste Rotorentests waren im Vorfeld erfolgreich verlaufen.
Allerdings musste die NASA den ersten Hubschrauberflug über einem anderen Planeten wegen technischer Probleme dann doch noch einmal verschieben. Ein Rotorentest des Mars-Hubschraubers bei hoher Geschwindigkeit sei wegen Hinweisen auf mögliche Probleme vorzeitig abgebrochen worden, erklärte die Nasa am Samstag (Ortszeit). Die Wissenschaftler seien dabei, die Daten auszuwerten, anschließend solle der Test wiederholt werden. Neuer avisierter Termin für den Jungfernflug der Ingenuity war zunächst der 14. April. Nun entschied die NASA den Mars-Hubschrauber heute um 12:15 Uhr zu starten.
Eine halbe Minute Weltraumgeschichte
Nur gut eine halbe Minute wird der Erstflug Ingenuitys dauern: Der Mini-Hubschrauber soll in drei Sekunden drei Meter in die Höhe steigen, dort dreißig Sekunden verharren und wieder landen. Nur ein kurzes Schweben also, aber eine Sensation in der Raumfahrt.
Das Problem bei einem Flug über den Mars
Einen Flug über den Mars gab es bislang noch nie, denn das ist gar nicht so einfach: Auf dem Mars herrscht so dünne Luft, dass es buchstäblich schwer ist, in die Luft zu gehen. Ein Vogel, der dort fliegen wollte, würde sich zwar im ersten Moment sehr darüber freuen, dass er sich viel leichter fühlt als bei uns: Die Anziehungskraft auf dem Mars beträgt nur ein Drittel der Erdanziehungskraft.
Dünne Luft auf dem Mars erschwert das Abheben
Doch jeder Flügelschlag des Vogels ginge weitestgehend ins Leere: Der Luftwiderstand auf dem Mars ist hundertmal geringer als auf der Erde, denn die Dichte der Mars-Atmosphäre beträgt nur ein Prozent der Erdatmosphäre. Die große Herausforderung für die Raumfahrttechnik war es daher, ein besonders leichtes Fluggerät mit sehr starken Rotoren zu entwickeln.
Mars-Hubschrauber Ingenuity hat sehr schnelle Rotoren
Für Ingenuity wurden spezielle, große Rotorblätter aus Karbonfaser angefertigt, die in zwei übereinanderliegenden Rotoren in gegenläufiger Richtung kreisen, und das sehr schnell: Sie drehen sich mit mehr als 2.500 rpm (Umdrehungen pro Minute) - etwa zehnmal schneller als bei normalen Hubschraubern.
Auf dem Mars ist autonomes Handeln gefragt
Eine weitere Schwierigkeit ist, dass sich der Mars-Hubschrauber ja nicht einfach mit einer Fernbedienung steuern lässt: Der Planet Mars ist so weit von der Erde entfernt, dass alle Befehle des Kontrollzentrums der US-Raumfahrtbehörde NASA viele Stunden vorab zum Mars losgeschickt werden. Dort nimmt sie dann der Rover Perseverance in Empfang, der sie dann an Ingenuity weitergibt. Ingenuity muss daher sehr autonom agieren und vor und während des Fluges "eigene Entscheidungen treffen".
Perseverance wird den Erstflug auf dem Mars genau beobachten und auch filmen. Und das so konzentriert, dass der Rover erst etliche Stunden nach dem Flug seine und die von Ingenuity gesammelten Daten zur Erde zurückschickt. Erst am Tag nach dem Jungfernflug kommen sie im Kontrollzentrum an.
Befehle erhält der Mars-Hubschrauber Ingenuity nicht direkt, sondern über den Rover Perseverance.
Test-Projekt Ingenuity für zukünftige Flüge über Planeten
Wenn der erste Testflug erfolgreich ist, soll Ingenuity noch viermal abheben und dann auch kleine Strecken über den Mars fliegen. Der Hubschrauber ist allerdings nicht Teil eines Forschungsprojektes, sondern einer reinen Machbarkeitsstudie: ein erster Schritt auf dem Weg zu einer neuen Technologie in der Planeten-Erforschung. Denn mit einem Fluggerät ließen sich auch unzugängliche Gegenden auf dem Mars oder anderen Planeten erkunden. Allerdings müsste so ein Fluggerät - mit wissenschaftlichen Geräten an Bord - ein deutlich höheres Gewicht in die dünne Mars-Luft hieven können.
Erste Hürde für Ingenuity: nicht einfrieren!
Ingenuity hat kaum Geräte an Bord, damit er so leicht wie möglich ist. Mit einer kleinen Bordkamera kann der Helikopter Fotos machen, doch Hauptaugenmerk liegt bei Ingenuity darauf, ob er mit seinem Solarpanel genügend Energie aufnehmen und speichern kann, um abzuheben. Und ob sich das kleine Gerät in den bis zu minus neunzig Grad kalten Mars-Nächten mit seiner eingebauten Heizung genügend warm halten kann.
Von Perseverance an den Startplatz gebracht
Der kleine Mars-Helikopter ist nicht selbst zum Mars gereist: Ingenuity war sicher am Rover Perseverance verstaut, als die Mission am 18. Februar 2021 im Mars-Krater Jerezo landete. Um den Hubschrauber auszupacken, auf eigene Energieversorung umzustellen, alle Kabel zu Perseverance zu kappen und ihn am Ende sicher auf seinen eigenen vier Beinen auf ein günstiges Stück Marsboden ohne Hindernisse zu stellen, brauchte der Rover mehrere Tage.
Dieses Foto des Mars-Hubschraubers Ingenuity machte der Mars-Rover Perseverance am 5. April 2021, nachdem er ihn erfolgreich abgesetzt hatte.
Die Entwicklung von Ingenuity kostete etwa 72 Millionen Euro. Die gesamte Mars-Mission mit Perseverance wird von der NASA mit 2,2 Milliarden Euro beziffert. Hauptaufgabe der Mission ist dabei nicht der Flug von Ingenuity, sondern das Einsammeln von Mars-Proben, die in einer zukünftigen Mission des Mars Sample Return Programms zur Erde zurückgebracht werden können.
Kleines Andenken an großes Ereignis
Ach ja, ein kleines zusätzliches Gepäckstück hat die NASA Ingenuity mitgegeben: ein Fitzelchen der Segeltuchplane der Kitty Hawk. Mit diesem Flugzeug absolvierten die Brüder Wright 1903 den ersten Motorflug der Geschichte. Und Stoffstücke haben ja in der Geschichte der Raumfahrt immer eine Rolle gespielt - man denke nur an die Flaggen auf dem Mond.
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