Die künstlerische Darstellung des Mars Aerial and Ground Global Intelligent Explorer (MAGGIE) (Bildnachweis: Ge-Cheng Zha)
Mars-Methan ist schwer aufzuspüren, aber eine Lösung könnte in Sicht sein.
Ein Frühphasen-Flugzeugkonzept mit dem Namen MAGGIE wird in Kürze eine neunmonatige, von der NASA finanzierte Studie starten, um seine Machbarkeit für den Schwebeflug über dem Mars zu untersuchen. Es wird nicht so bald zum Roten Planeten fliegen, wenn überhaupt, aber es gibt einen klaren wissenschaftlichen Bedarf an mehr fliegenden Fahrzeugen auf dem Mars.
Der Ingenuity-Hubschrauber der NASA, das erste Schwereluftfahrzeug, das auf dem Mars schwebt, absolvierte 72 Flüge, nachdem er im Februar 2021 mit dem Perseverance-Rover angekommen war. Obwohl Ingenuity im Januar 2024 eine harte Landung hinnehmen musste, die es für immer am Boden hielt, gibt es noch viel Platz für weitere fliegende Fahrzeuge in der Zukunft.
MAGGIE – die Abkürzung steht für „Mars Aerial and Ground Intelligent Explorer“ – ist so konzipiert, dass es ein Marsjahr lang (fast zwei Erdenjahre) überall um den Roten Planeten herum operieren kann. In einer Höhe von 1.000 Metern (3.300 Fuß) über der Oberfläche könnte eine seiner Hauptaufgaben die Suche nach Methan sein. Dieses schwer fassbare Molekül könnte ein Anzeichen für Leben sein, aber die Wissenschaftler hatten auch nach jahrzehntelanger Suche wenig Glück, sein Vorhandensein in der Marsatmosphäre herauszufinden.
Methan, ein mögliches Biosignaturgas, ist auf dem Mars schwer zu finden. Es taucht hin und wieder in der Atmosphäre auf und kann von Raumfahrzeugen, die den Roten Planeten umkreisen, oder von leistungsstarken Teleskopen auf der Erde entdeckt werden. Die langjährige NASA-Rover-Mission Curiosity (der Vorgänger von Perseverance) hat beispielsweise seit 2012 wiederholt Methan nachgewiesen, aber die Werte schwanken – von einem Hintergrundwert von weniger als 0,5 Teilen pro Milliarde (ppb) Luftmolekülen bis hin zu Spitzenwerten von bis zu 20 ppb.
Der nächste logische Schritt könnte ein fliegendes Fahrzeug wie MAGGIE sein, so der Hauptforscher Gecheng Zha gegenüber kosmischeweiten.de. Zha ist CEO von Coflow Jet und Professor an der Universität von Miami, der im Rahmen des NIAC-Programms (NASA Innovative Advanced Concepts) neun Monate lang gefördert wurde, um dieses Konzept weiter zu erforschen.
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MAGGIE könnte mit einer einzigen Ladung seiner Solarpaneele eine Strecke von 179 km (111 Meilen) in der Luft bleiben, wie sein Design nahelegt. Laut Zha könnten die hochauflösenden Instrumente an Bord Spuren von Methan in der Atmosphäre oder andere potenzielle vorübergehende Phänomene wie flüssiges Wasser auf dem Mars aufspüren. Noch besser: „Wir können auch an jedem beliebigen Ort landen, um Proben zu nehmen“, sagte er gegenüber kosmischeweiten.de.
Ein Bild des NASA-Rovers Curiosity auf dem Mars, zusammengesetzt aus 57 Einzelaufnahmen, die der Rover am 12. Mai 2019 gemacht hat. Curiosity hat auf dem Mars vorübergehende Signale von Methan gefunden. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Die mutmaßliche Reichweite von
MAGGIE wird durch eine patentierte Technologie ermöglicht, bei der Luftkompressoren eingesetzt werden, um das Flugzeug in der Luft zu halten. Die Luftkompressoren befördern kleine Mengen an Atmosphäre von der Rückseite der Flügel zur Vorderseite, was sowohl den Auftrieb erhöht als auch den Luftwiderstand verringert.
Dieser Prozess würde es MAGGIE ermöglichen, flexibel auf unterschiedliche Temperaturen und Atmosphärendrücke zu reagieren, so dass es in der dünnen Luft des Mars zu verschiedenen Jahreszeiten und in verschiedenen Breitengraden navigieren könnte, insbesondere in schwierigen Jahreszeiten wie dem Winter. Nach Angaben der NASA liegt der Druck in der Marsatmosphäre normalerweise zwischen 6 und 10 Millibar, was nur einem Hundertstel des Drucks auf der Erdoberfläche entspricht. Und während der kalten Jahreszeit kondensieren etwa 25 % der Atmosphäre an den Polkappen, was zu einem weiteren Druckabfall auf dem Roten Planeten führt.
Bevor MAGGIE den Mars erreicht, muss das Hauptziel der NIAC-Phase-1-Studie erreicht werden, nämlich festzustellen, ob das Flugzeug tatsächlich in der dünnen Marsatmosphäre funktionieren könnte. „Wir werden mehr Fahrzeugdesign und eine Machbarkeitsstudie durchführen, und wir werden auch die wissenschaftliche Mission durchführen“, sagte Zha und betonte, dass Partner wie das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien auch auf der wissenschaftlichen Seite beteiligt sein werden.
Wenn die erste MAGGIE-Studie gut verläuft, wird als Nächstes die zweijährige Phase 2 von NIAC eingeleitet, um die technischen und wissenschaftlichen Arbeiten zu vertiefen. Im Rahmen der Mission könnte eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt werden, z. B. die Untersuchung des seltsamen Magnetfelds des Mars oder die Aufnahme von Oberflächenmerkmalen in hoher Auflösung, je nach Priorität.
Zha arbeitet seit mehr als 20 Jahren an der Idee hinter MAGGIE, hauptsächlich auf der technischen Seite. Zuvor hatte er bereits mehrere Zuschüsse erhalten, u. a. von der NASA für eine Art von Strahlsteuerung und von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) für Lufttransporte.
Er war froh, dass Ingenuity in der Zwischenzeit die Flucht ergriffen hat: „Als wir den Ingenuity-Hubschrauber fliegen sahen, war das sehr, sehr aufregend und inspirierend.“ Und er freut sich darauf, dass andere Marsforscher so bald wie möglich in die Lüfte steigen werden.
Das könnte relativ schnell geschehen, solange die Finanzierung des NASA-Programms zur Rückführung von Mars-Proben nicht geklärt ist. Das derzeitige Konzept sieht vor, dass zwei Hubschrauber bei der Rückführungsmission in den 2030er Jahren mitfliegen könnten, die die von Perseverance gesammelten Proben von der Oberfläche zurückbringen würden.
