Max-Planck auf dem Mars

Die NASA-Sonde Phoenix soll in der Nacht zum Montag auf dem Mars landen. Als einzige deutsche Einrichtung nimmt das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung im niedersächsischen Katlenburg-Lindau an der Mission teil. Die Wissenschaftler haben eine Weltraum-Kamera entwickelt, die zusammen mit der Landeeinheit auf dem roten Planeten aufsetzt. Die Kamera spielt eine entscheidende Rolle bei der Suche nach gefrorenem Wasser im Marsboden und soll klären helfen, ob es auf dem Erdnachbarn jemals Leben gegeben hat.

Wasser ist die wichtigste Voraussetzung für das Entstehen von Leben. Zwar sind sich die Experten einig, dass es derzeit kein flüssiges Wasser auf dem Mars gibt. Doch geologische Formationen deuten darauf hin, dass einst mächtige Flüsse die Marslandschaft durchzogen. Als mögliches Überbleibsel dieser Wassermassen findet sich heute noch Eis auf dem kalten Planeten: Es lagert in kleinen Mengen an den Polen, die hauptsächlich von gefrorenem Kohlendioxid (Trockeneis) bedeckt sind. „Zudem gibt es Hinweise darauf, dass Eis in den polaren Regionen einige Zentimeter unter der Oberfläche existiert, ähnlich wie in der irdischen Tundra“, sagt Walter Goetz vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

In drei Monaten kommt der Winter

Um herauszufinden, ob dieses Eis organische Verbindungen enthält, landet mit Phoenix erstmals eine Mission in der nördlichen Polarregion des Planeten. Viel Zeit haben die Forscher für ihre Arbeit allerdings nicht: Bereits nach drei Monaten versinkt die Landestelle in der Dunkelheit und Kälte des Marswinters.

Bis der herannahende Winter die Solarzellen der Landeeinheit lahmlegt, ist der 2,35 Meter lange Roboterarm mit der deutschen Kamera in Aktion. Während sich die Schaufel des Gelenkarms bis zu einen Meter tief in den Marsboden gräbt, liefert die nur 415 Gramm schwere Kamera Farbbilder der Bodenproben und der Ablagerungen in den Seitenwänden der Grube.

Um diesen Aufgaben gerecht zu werden, ist die Weltraum-Kamera ein echter Alleskönner. Das Präzisionsinstrument, das die Forscher des Katlenburger Max-Planck-Instituts zusammen mit Kollegen von der University of Arizona in den USA entwickelt haben, muss nicht nur die heftigen Erschütterungen des Raketenstarts wegstecken. Sie ist auch bei minus 120 Grad Celsius noch funktionstüchtig und kommt mit winzigen Strommengen aus.

Den Boden im Fokus

„Unsere Kamera ist die erste im All, deren Fokus sich verstellen lässt“, sagt Horst Uwe Keller, unter dessen Leitung das Instrument entstanden ist. Auf diese Weise gelingen nicht nur Makroaufnahmen von Bodenproben mit einer Auflösung von nur 50 Mikrometern, dem Viertel der Dicke eines menschlichen Haares. Auch Bilder der Umgebung sind möglich. „Im Notfall“, so Keller, „kann unsere Kamera sogar die Stereokamera ersetzen, die von der Landeeinheit aus großflächige Aufnahmen der Marslandschaft gewinnen soll.“

Ein weiterer Beitrag des Max-Planck-Instituts in Katlenburg-Lindau sind Bauteile eines optischen Mikroskops, das die Bodenproben weiter analysiert. Zu diesem Instrument steuern die deutschen Wissenschaftler einen Detektor samt Elektronik bei. Die Geräteeinheit enthält zudem ein Rasterkraftmikroskop sowie Instrumente, die den pH-Wert und die Leitfähigkeit des Marsbodens untersuchen.