Die Marsmonde Phobos und Deimos („Furcht“ und „Schrecken“) geben Planetenforschern Rätsel auf. Denn diese unregelmäßig geformten Brocken sind mit weniger als 30 Kilometer Durchmesser ungewöhnlich klein. Phobos umkreist dem Mars zudem in nur 6000 Kilometern Abstand und verliert jedes Jahr zwei Meter an Höhe. Der ohnehin nur lose zusammengehaltene Mond ist dem Planeten damit so nah, dass er in mehreren Millionen Jahren unausweichlich zerstört wird: Entweder er stürzt ab oder er wird von der Schwerkraft des Mars zerrissen.
Das wirft die Frage auf, wie diese Marsmonde überhaupt entstanden sind. Handelt es sich um eingefangene Asteroiden, wie für einige kleine Monde im äußeren Sonnensystem vermutet? Wurden sie bei einem gewaltigen Einschlag aus dm Mars herausgeschleudert? Oder sind Phobos und Deimos vielleicht Trümmer eines früheren, größeren Marsmonds, der zerstört wurde?
Erster Besuch beim Marsmond Phobos
Antworten darauf soll nun die japanische Mission MMX (Martian Moons eXploration) liefern. „Die MMX-Mission wird sich auf Phobos konzentrieren – einen noch nie erkundeten Mond“, erklärt die japanische Raumfahrtbehörde JAXA. „Die Mission wird erstmals die Topografie, innere Struktur, Zusammensetzung und Schwerkraft des Marsmondes untersuchen und Proben seines Regoliths zurückbringen – das ist eine Weltpremiere.“
Der Start der MMX-Mission ist für heute Abend, den 19. Oktober, gegen 21:41 Uhr unserer Zeit vom japanischen Weltraumbahnhof Tanegashima geplant. Das Startfenster reicht aber noch bis zum 7. November. Klappt der Start, wird die Mission in rund einem Jahr den Mars erreichen und dort zunächst die Marsmonde vom Orbit aus untersuchen. Anfang 2029 ist die Landung auf dem Marsmond Phobos geplant, anschließend folgen mehrere Monate der Erkundung vor Ort. 2031 sollen dann Proben von Phobos zur Erde gebracht werden.
Eine Mission aus drei Teilen
Für diese anspruchsvollen Aufgaben hat die japanische Raumfahrtbehörde eine Kombilösung entwickelt: Die MMX-Mission besteht aus drei Modulen, die jeweils bestimmte Teile der Mission übernehmen. Das Antriebsmodul liefert den Schub für den Flug zum Mars und übernimmt Navigation und Bremsmanöver im Orbit um Mars und Phobos. Huckepack auf dieser Einheit sitzt das Erkundungs- und Landemodul, das die acht wissenschaftlichen Instrumente trägt.
Eine der großen Herausforderungen wird die Landung auf Phobos sein. Weil der kleine Mond weniger als ein Tausendstel der Erdschwerkraft besitzt, darf die Raumsonde nicht mit zu viel Schwung aufsetzen – sie würde abprallen und direkt wieder ins All geschleudert werden. „MMX ist daher mit flexibel ein- und ausfahrbaren Landebeinen ausgerüstet, die den Impuls der Landung abfangen können und auch mehrere Landeversuche erlauben“, erklärt die JAXA. Vorbild für diese Technik ist unter anderem die Sonde Hayabusa-2, die auf dem Asteroiden Ryugu landete und von dort Proben zur Erde zurückbrachte.
Ein deutsch-französischer Rover namens Idefix
Mit an Bord der MMX-Mission ist auch der deutsch-französische Rover Idefix. Entwickelt und gebaut wurde das nur rund 25 Kilogramm schwere Fahrzeug vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und der französischen Raumfahrtbehörde CNES. Bevor die Erkundungs- und Landesonde MMX auf Phobos aufsetzt, wird sie zunächst den zwischen ihren Beinen hängenden Rover abwerfen. Dieser stürzt aus rund 40 Metern Höhe in freiem Fall auf die Mondoberfläche – dank der geringen Schwerkraft und eingezogenen Rädern hoffentlich ohne schwerwiegende Folgen.
Auf dem Marsmond angekommen, soll der Rover drei Monate lang die Oberfläche von Phobos erkunden und dabei unter anderem einen guten Probennahmeort und damit auch den günstigsten Landeplatz für die MMX-Hauptsonde suchen. „Idefix wird Geschichte schreiben – als erster Rover, der jemals Spuren auf einem Marsmond hinterlässt“, sagt DLR-Projektleiter Markus Grebenstein. Der Rover ist der erste, der auf einem Himmelskörper mit einer so geringen Schwerkraft landen und umherfahren wird.
Der deutsch-französische MMX-Rover wird drei Monate lang die Oberfläche des Marsmonds Phobos erkunden. — © DLR /CC-by-nc-nd 3.0
Die Probennahme und der Rücktransport
Wenn die MMX-Raumsonde – voraussichtlich im Jahr 2029 - auf Phobos landet, ist ihr Hauptziel die Probennahme. Dafür wird die Sonde zweimal aufsetzen und unterschiedliche Materialproben nehmen: Ihr an einem Roboterarm sitzender Kernbohrer kann Proben aus bis zu zwei Zentimeter Tiefe sammeln und in einem Probenröhrchen verstauen. Zusätzlich wirbelt ein pneumatischer Gasstoß loses Material von der Oberfläche des Marsmonds auf, das von einem weiteren Probenbehälter eingefangen wird.
Alle Proben – insgesamt nur rund zehn Gramm Material – werden in der Probenrückkehrkapsel verstaut. Ähnlich wie schon bei den Asteroidenproben von Hayabusa-2 wird die MMX-Sonde die Kapsel bis zur Erde zurückbringen und abwerfen. Die Probenkapsel durchquert dann allein die Erdatmosphäre und landet. Die Rückkehr der Marsmond-Proben ist für das Jahr 2031 geplant.
„Der Marsmond Phobos ist ein noch unerforschter Ort. Indem wir Proben von ihm zurückbringen, werden wir klären, wie die Marsmonde entstanden sind, wie sich das Marssystem entwickelt hat und auch, woher Wasser und organisches Material auf den Gesteinsplaneten unseres Sonnensystems kommen“, sagt Yasuhiro Kawakatsu, MMX-Projektleiter bei der JAXA.
Quelle: Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
