Interview zur US-Marsmission "Wir interessieren uns für Rost"

Wenige Tage nach dem Start der europäischen "Mars Express"-Sonde will die Nasa den ersten von zwei Rovern zum Roten Planeten schießen. SPIEGEL ONLINE sprach mit dem Mainzer Physiker Göstar Klingelhöfer über Rost, robotische Geologen und Tücken des Landeplatzes.




Mars-Rover (Zeichnung): "Wie echte Geologen"
JPL/ NASA

Mars-Rover (Zeichnung): "Wie echte Geologen"

SPIEGEL ONLINE:

Herr Klingelhöfer, Ihre Arbeitsgruppe an der Universität Mainz hat ein spezielles Spektrometer namens "Mimos II" entwickelt, das am Sonntag mit einem amerikanischen Rover zum Mars aufbrechen soll. Ein ebenfalls mit dem Gerät ausgerüstetes Zwillingsgefährt will die US-Raumfahrtbehörde Nasa am Monatsende hinterherschicken. Welche Aufgabe hat Ihr Mössbauer-Spektrometer?

Klingelhöfer: Wir interessieren uns besonders für eisenhaltige Mineralien auf der Marsoberfläche - also im Grunde für Rost. Diese Minerale sind dort häufig anzutreffen, sie geben ja dem Roten Planeten seine Farbe. Seit über acht Jahre haben wir an Mimos gearbeitet und es immer weiter verkleinert. Jetzt hat es nur noch das Volumen einer Getränkedose und verbraucht lediglich ein Watt an kostbarer Bordenergie. Die Messgenauigkeit des Instrumentes ist trotzdem sehr hoch. Das hat auch die Europäische Weltraumagentur überzeugt, es in den Greifarm des "Beagle 2"-Landers einzubauen.

SPIEGEL ONLINE: Wenn alles glatt geht, wird Mimos also gleich an drei Landestellen Mineralien untersuchen?

Klingelhöfer: Genau. Bei unserer Methode wird das Gerät durch einen Greifarm an die Steine herangeschwenkt, bis es direkten Oberflächenkontakt hat. Das Messprinzip kennen Physikstudenten aus dem Praktikum: Röntgenstrahlen regen Eisen-Atomkerne in den Mineralien an. In den gemessenen Reflexionen treten sehr kleine Energieveränderungen auf. Darin sind Informationen über die chemischen Umgebung des bestrahlten Eisens enthalten. Aus der Energieverteilung lässt sich also sehr genau folgern, in welche Mineralien das Eisen eingebettet ist.

SPIEGEL ONLINE: Die Nasa hat die beiden Rover als automatische Geologen bezeichnet. Wie wird die Feldarbeit vor Ort aussehen?

Klingelhöfer: Die Mineralien, um die es uns geht, befinden sich zum einen in der äußeren Verwitterungsschicht des Marsgesteins. Wie echte Geologen mit ihrem Hammer können die Rover aber auch das frische Material im Innern der Steine freilegen. Dazu benutzen die Robotvehikel einen Bohrer, mit dem sie fünf Millimeter tief in den Stein eindringen können. Mit Mimos können wir außerdem Sand und Staub zwischen dem Geröll untersuchen. Da dieser bei Marsstürmen über große Gebiete verteilt wird, lernen wir etwas über die Verwitterung aus Gebieten jenseits des engeren Landegebietes. Wir hoffen, mit der Analyse der Mineralien ermitteln zu können, unter welchen Bedingungen sich diese in der Marsgeschichte gebildet haben.

SPIEGEL ONLINE: Können Sie das einem Nicht-Mineralogen plausibel machen?

Gusev-Krater mit Landeellipse: "Ungünstige Winde"
NASA

Gusev-Krater mit Landeellipse: "Ungünstige Winde"

Klingelhöfer: Wie beim Auto geht es um Rost. Stellen Sie sich die Rostentwicklung an Karossen in verschiedenen irdischen Klimazonen vor. Wenn man diesen Rost mit wissenschaftlichen Methoden genau untersuchen würde, könnte man die Umstände seiner Entstehung zumindest eingrenzen. Beim Mars wollen wir wissen, ob sein Klima früher erdähnlicher war und wie viel Wasser es damals dort gab.

SPIEGEL ONLINE: Wenn das Marsklima früher unserem Wetter ähnlich gewesen sein sollte, was ist dann schief gegangen?

Klingelhöfer: Der Mars hat, verglichen mit der Erde, nur den halben Durchmesser und deshalb auch viel weniger Wärme in seinem Innern. Sein Vulkanismus schwächte sich schneller ab als bei uns. Vulkanische Gase lieferten zu wenig Nachschub für die dem Sonnenwind ausgesetzte Marsatmosphäre. Auch sein Magnetfeld war auf Dauer zu schwach, um die Atmosphäre vor der Sonneneinwirkung zu schützen. Im Ergebnis könnte das von einem warmen und feuchten Klima zu der kalten, trockenen und sehr dünnen Gashülle geführt haben, die dort heute existiert.

SPIEGEL ONLINE: An welchem Landeplatz könnten die Sonden am ehesten auf Spuren von Wasser treffen?

Klingelhöfer: Terra Meridiani, der Landeplatz des zweiten Nasa-Rovers, ist mein Favorit. Dort haben US-Orbiter Hämatit ausgemacht. Auf der Erde entsteht dieses Mineral am wahrscheinlichsten in Gegenwart von Wasser. Aber auch der Gusev-Krater, zu dem der erste Rover am Sonntag startet, ist interessant: Dort könnte ein See das Kraterinnere überflutet haben. Gusev gilt allerdings wegen ungünstigerer Winde als das gefährlichere Ziel.

SPIEGEL ONLINE: Die Auswahl der Landestellen wurde durch Sicherheitserwägungen stark eingeengt. Wenn eine gute Fee Ihr Spektrometer an einen beliebigen Ort der Marsoberfläche zaubern könnte, wo würden Sie es hin wünschen?

Klingelhöfer: Das riesige Canyon-System Valles Marineris wäre eine gute Adresse. Wenn man an den Rand der Abhänge ginge, müsste man dort in Schichtungen die Historie der Marsgeologie finden. Das wäre ein guter Ort für künftige Astronauten.

Das Interview führte Thorsten Dambeck.

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