Jungfernflug auf dem Roten Planeten: Im Juli 2020 wird der erste Helicopter zum Mars starten. Als Teil der NASA-Mission „Mars 2020“ soll der kleine Hubschrauber halbautonom die Gegend im Umfeld des Marsrovers erkunden. Spezielle Technik und besonders schnelle Rotoren sorgen dafür, dass der Helicopter in der extrem dünnen Atmosphäre des Mars aufsteigen kann. Er wird das erste Fluggerät auf einem fremden Planeten sein.
Obwohl der Mars schon seit Jahren intensiv durch Orbiter, Landesonden und Rover erkundet wird, ist unser Nachbarplant noch immer nicht vollständig erforscht. Erst jetzt beispielsweiseweise ist mit der Marssonde InSight erstmals eine Sonde zum Roten Planeten unterwegs, die sein bisher geheimnisvolles Inneres erkunden wird. Und auch auf der Oberfläche sind längst nicht alle Phänomene enträtselt.
„Fliegendes Auge“ als Erkundungshelfer
Hilfe der bei der Marserkundung soll nun ein fliegender Assistent leisten: ein Mars-Helicopter. Die NASA wird das knapp zwei Kilogramm schwere Fluggerät im Jahr 2020 zum Roten Planeten schicken. Der etwa fußballgroße Rumpf des Hubschraubers wird mit zusammengeklappten Rotoren an der Unterseite der Sonde Mars 2020 befestigt zum Planeten fliegen. „Die Vorstellung, dass ein Helicopter den Himmel eines fremden Planeten durchfliegt, ist aufregend“, sagt NASA-Administrator Jim Bridenstine.
Als „fliegendes Auge“ kann der Mars-Helicopter die Umgebung von Rovern erkunden, aber soll auch späteren Mars-Astronauten bei ihrer Arbeit helfen. „Die Fähigkeit, zu sehen was hinter dem nächsten Hügel liegt, ist für künftige Marsforscher entscheidend“, sagt Thomas Zurbuchen von der NASA. „Wir haben schon gute Ansichten des Mars von der Oberfläche und aus dem Orbit. Die zusätzliche Vogelperspektive eines Marscopters wird künftigen Missionen viel bringen.“
Flug in extrem dünner Atmosphäre
Damit der kleine Helicopter auf dem Mars überhaupt abheben kann, war einiges an technischer Finesse gefragt. „Die Marsatmosphäre ist nur ein Prozent so dicht wie die Erdatmosphäre, sie entspricht daher einem Flug in rund 30 Kilometern Höhe bei uns“, erklärt Mimi Aung, Heli-Projektmanagerin am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA. „Um den Helicopter in dieser geringen Dichte fliegen zu lassen, mussten wir ihn so leicht und stark wie möglich machen.“
Der Mars-Hubschrauber besitzt gegenläufig rotierende Rotoren, die fast 3.000 Umdrehungen pro Minute schaffen. Das entspricht dem Zehnfachen der Rotationsgeschwindigkeit normaler Helicopter auf der Erde, wie die NASA-Forscher erklären. Durch diese Leistung kann sich der Hubschrauber trotz geringer Dachte der Gashülle in der Luft halten. Strom bekommt das Fluggerät durch eine Kombination aus Lithiumionen-Akkus und Solarzellen.
Marscopter fliegt halbautonom
Wenn der Rover 2020 im März 2021 auf dem Mars gelandet ist, wird der Helicopter zunächst an geeigneter Stelle auf den Marsgrund gestellt. Dann wird der Rover sich ein Stück von ihm entfernen und ihm das Kommando für den Start übermitteln. „Wir haben keinen Piloten und die Erde ist mehrere Lichtminuten vom Mars entfernt, daher können wir die Mission nicht in Echtzeit steuern“, erklärt Aung. „Stattdessen wird der Hubschrauber Befehle von der Erde bekommen und dann auf deren Basis den Flug autonom absolvieren.“
30 Tage lang soll der Marscopter Flugtests auf dem Roten Planeten durchführen. Den Anfang macht dabei ein kurzer Aufstieg in drei Meter Höhe gefolgt von einer kurzen Schwebephase. Nach und nach soll er dann immer längere und weitere Flüge unternehmen. Der Marsrover wird währenddessen erstmals Proben der Marsoberfläche sammeln und in versiegelten Behältern deponieren. Sie sollen dann bei einer künftigen Mission zur Erde zurückgebracht werden.
(NASA/JPL, 14.05.2018 – NPO)
