Ein Rover für den Marsmond Phobos

Die Herkunft der Marsmonde Phobos und Deimos ist ein ungelöstes Rätsel der Planeten­forschung. Beide Monde sind das Ziel der japanischen Mission „Martian Moons Exploration“ MMX. Auf Phobos soll im Rahmen der Mission ein deutsch-französischer Rover landen und diesen – trotz geringer Schwerkraft – rollend erkunden. Die japanische Raumfahrt­agentur JAXA hat jetzt mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und der französischen Raumfahrt­agentur CNES ein Abkommen über die trilaterale Zusammenarbeit im Rahmen der Mission MMX unterzeichnet. Derweil ist die Fertig­stellung des Rovers samt Instrumenten und Systemen in Richtung Sommer 2023 auf der Zielgeraden. Parallel zur Unterzeichnung erhielt der Rover den Namen „Idefix“.

Mit dem Kooperations­abkommen schaffen JAXA, CNES und DLR einen gemeinsamen Rahmen für die Integration des Rovers in die japanische MMX-Mission für eine gemeinsame Landung auf Phobos in der zweiten Hälfte der 2020er Jahre. MMX ist dabei eine Mission an der Grenze des technisch Machbaren. Erstmals sollen mittels der Sonde Proben vom Marsmond Phobos zur Erde gebracht werden. Der Rover wird zuvor bei geringer Schwerkraft über die Phobos-Oberfläche rollen, um diese zu erkunden.

Aktuell laufen die letzten Arbeiten für die Fertig­stellung des Rovers am CNES-Standort in Toulouse. In den letzten Monaten erfolgte dort die finale Integration aller Instrumente und Subsysteme, darunter die Solarpaneele, Energiesystem, Bordcomputer und Funksystem für den Kontakt zum MMX-Mutterschiff. Zuvor hatte das DLR bereits die Carbonstruktur des Rovers samt Aufricht- und Fortbewegungs­system am Standort Bremen integriert und im November 2022 zur CNES nach Toulouse geliefert, ebenso wie das Radiometer miniRAD sowie das Spektrometer RAX vom DLR-Standort Berlin. Neben den beiden DLR-Instrumenten zur Analyse von thermischen Eigenschaften und mineralogischer Zusammensetzung der Oberfläche hat CNES zwei Radkameras montiert, die Räder und Untergrund im Blick behalten sowie zwei Navigations­kameras integriert.

Mittlerweile hat der komplette Rover fast vollständig die finalen Tests zur Weltraum­qualifi­kation bei CNES in Toulouse durchlaufen, unter anderem hinsichtlich seiner Funktionen und Beständigkeit gegenüber den Vibrationen des Raketenstarts sowie hinsichtlich der extremen Temperatur­schwankungen von mehr als zweihundert Grad Celsius auf Phobos. Die Qualifikationstests des Rovers finden bereits zusammen mit dem Verbindungs- und Separations­system zum Mutterschiff statt. Dieser Adapter wurde ebenfalls vom DLR bereitgestellt. Auch das von CNES entwickelte Kommunikations­system, das Befehle und Telemetrie überträgt, wird während der Qualifikations­kampagne geprüft. Die Rover-Testkampagne befindet sich nun auf der Zielgeraden. Vor der Auslieferung im Sommer müssen noch der Test für elektro­magnetische Verträglichkeit und einige abschließende Checks durch­geführt werden.

Für Mitte der 2020er Jahre ist der Start der Mission geplant. Nach rund einjähriger Flugzeit wird MMX den Mars erreichen und in seine Umlaufbahn einschwenken. Dann beginnen die acht wissen­schaft­lichen Instrumente des Explorations­moduls mit der Kartierung und Charakterisierung der Oberflächen von Phobos und Deimos. Im Laufe der Mission ist die Landung des Rovers auf Phobos vorgesehen. Hierbei wird der Rover aus einer Höhe von vierzig bis hundert Metern über der Oberfläche abgesetzt. Nach der Landung richtet er sich selbständig auf, um sich einsatzbereit zu machen. Anschließend beginnt die rund dreimonatige Messphase, innerhalb derer der Rover verschiedene Ziele anfährt, die interessant für die wissen­schaft­liche Analyse sind. Zum Abschluss der Mission werden durch die Muttersonde, unter Berück­sichtigung der auch durch den Rover gewonnenen Erkenntnisse, Bodenproben gesammelt. Diese werden mit dem Rückkehrmodul für genauere Analysen zur Erde geschickt.

Aufgrund ihrer geringen Größe sind Phobos und Deimos unregelmäßig geformt und erinnern mit ihrer Gestalt eher an Asteroiden. So besagt eine Theorie, dass der Mars die beiden, womöglich im Asteroiden­gürtel entstandenen Körper in der Vergangenheit einfing. Allerdings sind damit die sehr engen und fast kreisrunden Bahnen beider Monde in der Äquatorebene des Planeten nur schwer zu erklären. Diese wären besser nachvollziehbar, wenn Phobos und Deimos Überbleibsel eines riesigen Meteoriten­einschlags auf dem Mars wären.

MMX soll das schon lang diskutierte Rätsel der Planeten­forschung lösen. Die Entstehung des Marssystems ist zudem ein Schlüssel, um die Prozesse der Planetenbildung im Sonnensystem insgesamt besser zu verstehen. In jedem Fall dürften Spuren von Gesteinen des Mars auf der Oberfläche von Phobos zu finden sein, die als Auswurf­material späterer Asteroiden­einschläge auf Phobos landeten. Damit könnte dann mit den Proben von Phobos auch Material vom Mars in der Rückkehrkapsel zur Erde und damit in irdische Labore gelangen.

DLR / RK

Weitere Infos

• MMX – Martian Moons Exploration, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Köln