Das Mars-Methan ist schwer aufzuspüren, aber eine Lösung könnte auf dem Weg sein.
Ein Flugzeugkonzept im Frühstadium namens MAGGIE wird bald eine neunmonatige, von der NASA finanzierte Studie starten, um seine Machbarkeit für einen Flug über dem Mars zu untersuchen. Es wird zwar nicht so schnell zum Roten Planeten fliegen, wenn überhaupt, aber es besteht ein klarer wissenschaftlicher Bedarf an mehr Flugfahrzeugen auf dem Mars.
Der Ingenuity-Hubschrauber der NASA, das erste Fluggerät, das schwerer als Luft ist und auf dem Mars landete, absolvierte 72 Flüge, nachdem er im Februar 2021 mit dem Perseverance-Rover angekommen war. Während Ingenuity im Januar 2024 eine harte Landung hatte, die ihn endgültig am Boden ließ, gibt es noch jede Menge Platz dafür Weitere fliegende Fahrzeuge in der Zukunft.
MAGGIE – kurz für „Mars Aerial and Ground Intelligent Explorer“ – ist für den Einsatz für ein Marsjahr (fast zwei Erdenjahre) überall auf dem Roten Planeten ausgelegt. Eine seiner ersten Missionen, die 3.300 Fuß (1.000 Meter) über der Oberfläche fliegt, könnte die Suche nach Methan sein. Dieses schwer fassbare Molekül könnte ein Lebenszeichen sein, aber Wissenschaftler hatten nach jahrzehntelanger Suche kaum Glück, seine Präsenz in der Marsatmosphäre herauszufinden.
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Methan, ein mögliches Biosignaturgas, war auf dem Mars bisher schwer zu finden. Hin und wieder taucht es in der Atmosphäre auf und kann von Raumfahrzeugen auf oder um den Roten Planeten oder von leistungsstarken Teleskopen hier auf der Erde nachgewiesen werden. Die langjährige NASA-Rover-Mission Curiosity (Vorläufer von Perseverance) beispielsweise hat seit 2012 wiederholt Methan entdeckt, aber die Werte schwanken und fallen – ein Hintergrundwert von weniger als 0,5 Teilen pro Milliarde (ppb) Luftmolekülen, manchmal mit Spitzenwerten bis zu 20 ppb.
Der nächste logische Schritt könnte ein fliegendes Fahrzeug wie MAGGIE sein, sagte der leitende Forscher Gecheng Zha gegenüber Space.com. Zha ist CEO von Coflow Jet und Professor an der University of Miami, der neun Monate lang im Rahmen des NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)-Programms gefördert wurde, um dieses Konzept weiter zu erforschen.
MAGGIE könnte, wie sein Design vermuten lässt, mit einer einzigen Ladung seiner Solarpaneele über eine Distanz von 111 Meilen (179 km) in der Luft bleiben. Laut Zha könnten hochauflösende Instrumente an Bord Spuren von Methan in der Atmosphäre oder andere potenzielle vorübergehende Phänomene wie flüssiges Wasser auf dem Mars erkennen. Besser noch: „Wir können auch an jedem Ort landen, an dem wir Proben erhalten möchten“, sagte er gegenüber Space.com.
Die vermutete Reichweite von MAGGIE ist einer patentierten Technologie zu verdanken, die Luftkompressoren nutzt, um das Flugzeug in der Luft zu halten. Die Luftkompressoren bewegen kleine Mengen Atmosphäre von der Rückseite der Flügel nach vorne, wodurch sowohl der Auftrieb erhöht als auch der Luftwiderstand verringert wird.
Dieser Prozess würde es MAGGIE ermöglichen, flexibel auf unterschiedliche Temperaturen und Drücke in der Atmosphäre zu reagieren und so die dünne Luft des Mars zu verschiedenen Jahreszeiten und auf unterschiedlichen Breitengraden zu navigieren, insbesondere in schwierigen Jahreszeiten wie dem Winter. Laut NASA beträgt der Druck in der Marsatmosphäre normalerweise zwischen 6 und 10 Millibar, also nur ein Hundertstel des Erdoberflächendrucks. Und während der kalten Jahreszeit kondensieren etwa 25 % der Atmosphäre an den Polkappen, was zu einem weiteren Absinken des Drucks auf dem Roten Planeten führt.
Bevor MAGGIE den Mars erreicht, muss es das Hauptziel seiner NIAC-Phase-1-Studie erreichen, nämlich festzustellen, ob das Flugzeug tatsächlich in der dünnen Atmosphäre des Mars funktionieren könnte. „Wir werden mehr Fahrzeugdesign und eine Machbarkeitsstudie durchführen und auch die wissenschaftliche Mission durchführen“, sagte Zha und betonte, dass auch Partner wie das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien auf wissenschaftlicher Seite beteiligt sein werden.
Wenn die erste MAGGIE-Studie gut verläuft, wird sie als nächstes in die zweijährige Phase 2 von NIAC aufgenommen, um die ingenieurwissenschaftliche Arbeit zu vertiefen. Je nach Priorität könnten im Rahmen der Mission verschiedene Untersuchungen durchgeführt werden, beispielsweise die Untersuchung des seltsamen Magnetfelds des Mars oder das Fotografieren von Oberflächenmerkmalen in hoher Auflösung.
Zha arbeitet seit mehr als 20 Jahren an der Idee hinter MAGGIE, hauptsächlich auf technischer Seite. Auch zuvor erhielt er mehrere Zuschüsse, darunter NASA-Mittel für eine Art Jet-Flow-Kontrolle und den Preis der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) für Luftfahrttransporte.
Er freute sich, dass Ingenuity zwischenzeitlich fliegen konnte: „Als wir den Ingenuity-Helikopter fliegen sahen, war das sehr, sehr aufregend und inspirierend.“ Und er freut sich darauf, dass baldmöglichst andere Marsforscher in die Lüfte aufbrechen.
Das könnte relativ schnell passieren, da es weiterhin Probleme mit der Finanzierung des Mars Sample Return-Programms der NASA gibt. Das aktuelle Konzept sieht vor, dass in den 2030er Jahren zwei Helikopter-Abholer bei der Rückführungsmission mitfliegen könnten, um von Perseverance eingesammelte Caches von der Oberfläche zurückzuholen.
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