ExoMars: Auf der Suche nach Leben und Methan

Morgen, am 14. März 2016 wird das Projekt ExoMars mit dem Start der Raumsonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) beginnen. Die Europäische Weltraumagentur ESA macht sich, gemeinsam mit Russland, auf den Weg zu unserem Nachbarplaneten. „Trace Gas Orbiter“ klingt jetzt fürs Erste nicht sonderlich beeindruckend. Die Mission selbst ist es aber! Europa hat sich, nach Mars Express im Jahr 2003 endlich wieder auf den Weg zum Mars gemacht. Und probiert diesmal sogar, auf dem Planeten zu landen. Das ist bis jetzt nur den amerikanischen und (damals noch) sowjetischen Raumfahragenturen gelungen (sieht man von der nicht planmäßig verlaufenden britischen Beagle-2-Mission ab).

ExoMars ist außerdem eine Mission, die sich speziell mit der Frage beschäftigt, die beim Thema Mars ganz oben auf der Liste steht: Gibt oder gab es Leben auf dem Planeten? Und genau deswegen trägt der erste Teil des Projekts auch den Namen „Trace Gas Orbiter“. Es geht um die Suche nach Gasen; speziell nach Methan.

Der Start ist für den 14. März 2016, 10:31 MEZ geplant. Um 22:29 MEZ erwartet man die ersten Signale die zeigen, das alles nach Plan läuft. Am 19. Oktober 2016 wird TGO dann in eine Umlaufbahn um den Mars einschwenken. Anfang 2017 wird man sich dem Mars auf 400 Kilometer nähern und in dieser tiefen Bahn bleiben um Ende 2017 mit der wissenschaftlichen Mission beginnen zu können.

Die Instrumente auf TGO werden die dünne Atmosphäre des Mars analysieren und vor allem nach Spuren von Methan suchen. Dass dieses Gas dort vorhanden ist, wissen wir schon aus früheren Missionen. Wir wissen allerdings nicht noch, woher es stammt. Methan, ein Molekül das aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht, wird durch den Einfluss der UV-Strahlung der Sonne in seine Bestandteile aufgespalten. Ein typisches Methan-Molekül auf dem Mars überlebt 300 bis 600 Jahre. Der Mars selbst existiert schon seit 4,5 Milliarden Jahren. Das Methan das es dort gibt, kann also nicht von Anfang an da gewesen sein, sondern muss regelmäßig neu produziert werden.

Auf der Erde stammt das Methan zu 90 Prozent von lebenden Organismen, zum Beispiel von Bakterien. Der Mars hat sich bis jetzt als ziemlich lebensfeindlicher Himmelskörper präsentiert. Was nicht heißt, dass es dort nicht doch irgendwo Leben geben könnte. Zum Beispiel ein paar Kilometer tief im Gestein des Bodens, unter der kalten Permafrostschicht. Das klingt nicht unbedingt nach einem guten Lebensraum, aber auf der Erde haben wir genau in solchen Umgebungen schon Bakterien entdeckt. Wenn so etwas auch auf dem Mars möglich ist, könnte das eine Quelle des Methans sein.

Es könnte aber auch sein, dass das mikrobielle Leben früher auf dem Mars existiert hat, als die Bedingungen dort noch angenehmer waren. Das von ihnen produzierte Methan könnte im Boden eingefroren sein und nun langsam freigesetzt werden, obwohl die Lebewesen selbst seit Milliarden Jahren ausgestorben sind.

Oder aber das Methan stammt aus geologischen Quellen. Wenn Eisen oxidiert, kann dabei Methan entstehen und mit Wassermolekülen zu sogenannten Clathrate-Hydraten gebunden werden. Es kann auch entstehen, wenn ein Mineral namens Olivin mit Wasser reagiert und dann das Mineral Serpentin bildet. Die Grundzutaten für diese chemischen Reaktionen hat man auf dem Mars schon nachgewiesen und wenn es dann auch noch größere Mengen an flüssigem Wasser gibt, kann das ebenfalls die Methanproduktion erklären.

Eine genau Untersuchung des Methans auf dem Mars kann uns also entweder zeigen, ob dort Leben existiert oder uns mehr über die unterirdische hydrothermale Aktivität verraten. Beides ist interessant; obwohl vermutlich die meisten die Entdeckung von Leben interessanter finden werden. Und tatsächlich gibt es sogar Möglichkeiten, zwischen einem biologischen und einem geologischen Ursprung zu unterscheiden. Dazu muss man sich die Isotope ansehen, aus denen das Methan besteht. Zumindest auf der Erde nutzt das Leben eher die leichteren Kohlenstoffisotope (für deren chemische Bindungen weniger Energie notwendig ist).

TGO wird das Methan auf dem Mars untersuchen und die Stellen identifizieren, an denen es besonders stark konzentriert ist. Aber TGO ist nur ein Teil des gesamten ExoMars-Projekts. Im Jahr 2018 soll der ExoMars Rover folgen, der dann genau die von TGO identifizierten interessanten Orte am Mars aus der Nähe untersucht. Der Rover wird bis zu zwei Meter tief in den Marsboden bohren können und so herausfinden, was dort vor sich geht.

Landungen auf dem Mars sind höchst komplex und gehen sehr oft schief. Auch eine große Organisation wie die ESA probiert so etwas nicht ohne Vorbereitung. Deswegen fliegt schon auf TGO das Landemodul Schiaparelli mit. Am 19. Oktober 2016 wird die nur 1,65 Meter durchmessende Sonde – hoffentlich – auf dem Marsboden landen. Ein paar wissenschaftliche Instrumente sind mit an Bord, aber eigentlich geht es nur darum, Erfahrungen zu sammeln und die Techniken zu testen, die dann später beim echten Rover zum Einsatz kommen.

Bis 2018 dauert es noch ein wenig. Aber morgen, am 14. März 2016, geht es los! Um 9.30 MEZ startet der Livestream mit der Übertragung des Starts und mehr Informationsquellen um sich live zu informieren gibt es hier. Hoffen wir, dass alles klappt und wir demnächst mehr über den Mars lernen können.

Don McCoy, der Projektmanager von ExoMars hat in einem Interview gesagt:

„I also think that Mars has a romantic side to it as well; it has long been embedded in human folklore, whether it was the ancients thinking of gods or more modern tales about the Martians visiting Earth. Somehow Mars is part of the human experience and we are bound to explore it.“

Ja, der Mars ist Teil unserer Kultur. Und wir können gar nicht anders, als ihn zu erforschen!