NASA enthüllt zwei Pläne für die Rückholung von Mars-Proben

Die NASA widmet die nächsten 18 Monate der Evaluierung zweier unterschiedlicher Strategien zur Rückholung von Proben vom Mars. Eine Strategie beruht auf bewährten Technologien aus vergangenen Missionen, während die andere neue kommerzielle Fahrzeuge integriert.

Am 7. Januar kündigte die NASA die Verfolgung zweier Architekturdesigns für ihr Mars Sample Return (MSR)-Unternehmen an. Diese Mission zielt darauf ab, Proben, die derzeit vom Perseverance-Rover gesammelt werden, einzusammeln und bis spätestens 2035 zur Erde zurückzubringen.

Der Hauptunterschied liegt in der Liefermethode für einen neu entwickelten Probenrückhol-Lander zum Mars. Dieser Lander wird Proben von Perseverance einsammeln und sie mit einer Rakete, dem Mars Ascent Vehicle (MAV), in die Umlaufbahn bringen. Ein europäisches Raumfahrzeug, der Earth Return Orbiter, wird dann die Proben bergen und zur Erde zurückbringen.

Option eins, die nach Angaben von NASA-Administrator Bill Nelson zwischen 6,6 Milliarden und 7,7 Milliarden Dollar kosten wird, nutzt die „Sky Crane“-Technologie, die zum Landen der Perseverance- und Curiosity-Rover verwendet wurde. Option zwei, die auf 5,8 Milliarden bis 7,1 Milliarden Dollar geschätzt wird, verwendet einen kommerziell bereitgestellten „Heavy Lander“.

Option eins ähnelt einem Vorschlag des JPL vom letzten Jahr, der nahelegt, dass der „Sky Crane“ einen kleineren Probenrückhol-Lander mit einem kleineren MAV landen könnte, wodurch die ursprünglichen Kosten von 11 Milliarden Dollar für MSR möglicherweise halbiert würden.

Die NASA hat nicht bekannt gegeben, welche kommerziellen Lander für die zweite Option in Betracht gezogen werden. Die stellvertretende NASA-Administratorin für Wissenschaft, Nicky Fox, nannte proprietäre Informationen, als sie nach beteiligten Unternehmen gefragt wurde. Sowohl Blue Origin als auch SpaceX erhielten jedoch im Juni 2024 Studienaufträge für Konzepte, die ihre Mondlander-Technologien (Blue Moon bzw. Starship) integrieren.

„Der Hauptunterschied liegt im Landemechanismus“, erklärte Fox im Vergleich der beiden Optionen.

Beide Systeme werden eine neu entwickelte Probenrückhol-Landefläche verwenden. Diese wird anstelle von Sonnenkollektoren einen Radioisotopengenerator (RTG) zur Stromversorgung verwenden, was den Betrieb vereinfacht und die Auswirkungen von Staubstürmen mindert. Es wird auch ein kleineres MAV verwendet, obwohl spezifische Designänderungen noch nicht veröffentlicht wurden.

Die Landefläche wird auch ein überarbeitetes System zum Beladen von Proben enthalten, um Proben von Perseverance zu übertragen und gleichzeitig den rückwärts gerichteten planetaren Schutz aufrechtzuerhalten. Dies soll das Einfang- und Eindämmungssystem des ESA Earth Return Orbiters vereinfachen.

Fox gab an, dass die NASA diese Architekturen bis Mitte 2026 verfeinern wird. Der vom JPL entwickelte Sky Crane muss einen um 20 % schwereren Lander als seine Vorgänger bewältigen, und es sind weitere Arbeiten am MAV-Design erforderlich. „Es ist fast das normale Engineering, das wir durchführen würden, um es auf das Niveau der Vorläufigen Designprüfung zu bringen“, sagte Fox.

Nelson erklärte, dass diese erste Phase mindestens 300 Millionen Dollar im Haushaltsjahr 2025 benötigt. Der ursprüngliche Haushaltsantrag der NASA für 2025 enthielt keine MSR-Mittel und forderte später 200 Millionen Dollar an. Ein Gesetzentwurf des Repräsentantenhauses schlug 650 Millionen Dollar vor, während ein Gesetzentwurf des Senats 200 Millionen Dollar anbot. Ein endgültiger Haushalt muss noch genehmigt werden.

Die überarbeiteten Pläne deuten auf einen möglichen Start des ESA-Orbiters im Jahr 2030 hin, gefolgt vom Probenrückhol-Lander im Jahr 2031, wobei die Probenrückkehr zwischen 2035 und 2039 erfolgen soll. Die Geschwindigkeit des Zeitplans hängt von der Finanzierung durch den Kongress ab.

„Ein Ergebnis von 300 Millionen Dollar sollte der Kongress in Betracht ziehen“, betonte Nelson. „Wenn sie dieses Projekt früher auf eine direkte Rückkehr bringen wollen, müssen sie mehr Geld investieren, sogar mehr als 300 Millionen Dollar.“

Nelson gab an, die MSR-Pläne noch nicht mit der kommenden Trump-Administration besprochen zu haben und verwies auf das Übergangsteam. Er verteidigte die Untersuchung zweier Optionen und die Verzögerung der endgültigen Entscheidung: „Ich denke, es war eine verantwortungsvolle Entscheidung, der neuen Regierung nicht nur eine Alternative zu übergeben, wenn sie Mars Sample Return wollen, was ich mir nicht vorstellen kann, dass sie nicht wollen.“

Dies lässt eine potenzielle Öffnung für Chinas schnellere „Grab and Go“-Mission, die möglicherweise bereits 2028 starten könnte. Nelson spielte dies jedoch herunter und hob die wissenschaftliche Überlegenheit des Ansatzes der NASA hervor.

„Sie werden nur eine Mission haben, um zu greifen und zu gehen“, sagte er. „Das gibt der Wissenschaftsgemeinschaft keinen umfassenden Überblick. Daher kann man die beiden Missionen nicht vergleichen.“

Auf dem AIAA SciTech Forum am 6. Januar betonte Laurie Leshin, Direktorin des JPL, den wissenschaftlichen Wert der Proben. Sie erwähnte eine Probe, die potenzielle alte Biosignaturen enthält. „Diese Probe befindet sich jetzt im Inneren von Perseverance und wartet darauf, nach Hause zu kommen, damit wir sie in unseren Laboren auseinandernehmen und diese Frage nach Leben auf dem Mars beantworten können“, sagte sie. „Unsere Aufgabe ist es, sie zu holen.“

Leshin skizzierte den Sky-Crane-Vorschlag des JPL, blieb aber offen für Alternativen. „Wenn wir Starships zum Mars schicken, großartig. Wir würden unseren Lander gerne in eines davon setzen.“