Berliner Luft

Von Berlin auf den Mars - zumindest mit der Kamera

In Adlershof geht es ganz weit hoch in die Luft – ins All. Forscher entwickeln dort hochauflösende Kameras.

Foto: Reto Klar

Seit er die Planeten erforscht, weiß Ralf Jaumann die Luft auf unserer Erde erst so richtig zu schätzen. Ein meist angenehmes Gemisch aus Stickstoff (rund 78 Prozent) und Sauerstoff (21 Prozent), gewürzt mit einer Prise Argon und ein paar Spurenelementen, all das in einem verträglichen Temperaturbereich von minus 20 bis plus 30 Grad Celsius. Bei unseren „Nachbarn“ im Universum sieht das schon ganz anders aus: etwa auf der Venus, gerade mal 2,2 Lichtminuten von uns entfernt, herrschen fast 97 Prozent giftiges Kohlendioxid. Die Oberflächentemperatur fällt nie unter plus 440 Grad. Die Hitze und der hohe Luftdruck sorgen dafür, dass Regen nur als ätzende Schwefelsäure fällt. „Das ist eine extrem lebensfeindliche Umgebung“, sagt Planetenforscher Jaumann.

Keine Luft für Menschen

Auch bei unserem zweitnächsten Verwandten, dem Mars, ist die Luft nicht unbedingt etwas für Menschen. Die Gashülle des Planeten besteht zu 95 Prozent aus Kohlendioxid, Sauerstoff kommt lediglich in einer verschwindend geringen Menge vor. Die Frage, warum die Lufthüllen der in Größe und Sonnenentfernung doch recht ähnlichen Himmelskörper so völlig verschieden sind, gehört zu den zentralen Fragen, auf die Professor Jaumann und seine Kollegen am Institut für Planetenforschung nach Antworten suchen.

Wer zu Professor Jaumann raus nach Adlershof in den Südosten von Berlin fährt, der landet direkt auf dem Mars. Also zumindest ein klein wenig. Gleich hinter dem Eingangsfoyer steht ein großes Reliefmodell vom „roten Planeten“.

Im Maßstab 1:190.000 sind da die Valles Marineris (benannt nach der Entdeckersonde Mariner 9) zu sehen, ein Talkessel sieben Mal so groß wie der Grand Canyon in Arizona. Es soll sich um das größte Grabenbruchsystem in unserem Sonnensystem handeln. Die Größenverhältnisse lässt ein kleines schwarzes Etwas erahnen, platziert mitten im rostbraunen Rot. „Das ist das Zugspitz-Massiv, dargestellt im selben Maßstab“, sagt Jaumann. Die spitzen Zacken sind kaum zu erkennen. Kein Wunder: Der gewaltige Gebirgszug auf dem Mars ist in der Realität bis zu elf Kilometer hoch, die Zugspitze kommt im Vergleich dazu gerade mal auf sehr bescheidene 2962 Meter. Der Berliner Fernsehturm wäre in diesem 3D-Modell kaum noch zu erkennen, er wäre gerade einmal fünf Millimeter hoch.

Der höchste Vulkan des Sonnensystems

„Da hinten können Sie den Olympus Mons sehen“, sagt Jaumann und weist mit der Hand auf das Großfoto, mit dem die Wand hinter der Modelllandschaft beklebt ist. Sie zeigt die Vulkanlandschaft westlich des Gebirgsmassivs. Der größte der Krater ist der Olympus Mons. „Der ragt 20 Kilometer aus seiner Umgebung heraus und ist damit der höchste Vulkan in unserem Sonnensystem.“

Ralf Jaumann ist Physiker und Geologe, seit 1992 arbeitet er am Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof. Dass wir auf der Erde inzwischen so ein klares und detailreiches Bild von den gewaltigen Bergen und den tiefen Tälern auf dem Mars haben, ist nicht zuletzt der Arbeit von Jaumann und seinen Kolleginnen und Kollegen am Institut für Planetenforschung zu verdanken.

20 Kilogramm schwere Kamera

Hier in Berlin wurde die Kamera entwickelt, die nicht nur gestochen scharfe Bilder von unserem Nachbarplaneten liefert, sondern auch genaue Daten zu seiner Oberflächenstruktur. Seit mehr als zehn Jahren sendet die Stereokamera HRSC (High Resolution Stereo Camera) einzigartige Aufnahmen. Das 20 Kilogramm schwere High-Tech-Gerät befindet sich an Bord der Sonde Mars Express, die von der Europäischen Weltraumorganisation ESA auf die lange Reise geschickt wurde. Seit dem 25. Dezember 2003 umkreist sie roten Planeten. Mit fünf Sensoren tastet die HRSC die Marsoberfläche aus einer Höhe von 25 Kilometern ab, jeder aus einem anderen Blickwinkel. Erst die verschiedenen Aufnahmen zusammengefügt ergeben das 3D-Bild, das wiederum mit einer Detailgenauigkeit von bis zu zehn Metern die Struktur der Marskruste wiedergibt. „Bisher hat unsere Kamera einmal die Mars-Oberfläche komplett abfotografiert, 55 Prozent seiner Fläche haben wir inzwischen in 3D“, berichtet Jaumann.

Doch, wozu all dieser Aufwand? Zwar gibt es inzwischen erste Pläne für einen bemannten Mars-Flug, doch so schnell werden Astronauten dort keine Karten für eine Ausflugsfahrt durchs Krater-Tal brauchen. Für Jaumann und seine Kollegen in aller Welt geht es eher um ganz grundsätzliche Fragen: Wie sind die Planeten entstanden, wie haben sie sich über die Jahrmilliarden entwickelt, warum ist auf der Erde Leben entstanden, warum auf den in Größe und Sonnenentfernung durchaus vergleichbaren Nachbarn eben nicht. So ist etwa der Mars der Erde in vielem ähnlich. Zwar ist er nur halb so groß wie die Erdkugel und besitzt einen kleineren eisenhaltigen Kern, doch weist der Mars wie die Erde vier Jahreszeiten auf. Auch gibt es auf dem Planeten eisbedeckte Pole und eine dünne Atmosphäre. Als im 19. Jahrhundert der Astronom Giovanni Schiaperelli durch sein Fernrohr gar Rinnen auf der Oberfläche entdeckte, war schnell von „Marskanälen“ die Rede, die nur künstlichen Ursprungs sein konnten. Die Vorstellung von den „Marsmenschen“ lebte in der damaligen Wissenschaft und Literatur auf, die uns je nach Fantasie mal wohl oder mal feindlich gesonnen gegenüberstehen.

Kein Leben, nirgends

Inzwischen sind mehrere unbemannte Sonden auf dem Mars gelandet. Das ernüchternde Ergebnis: Sie fanden auf dem Planeten keinerlei Lebensformen, bislang nicht einmal einfachste organische Substanzen. Das könnte vor einigen Milliarden Jahren jedoch anders gewesen sein. Die 3D-Bilder HRSC belegen, dass es vor langer Zeit Wasser auf dem Mars gegeben haben muss. „Am Rand unseres 3D-Modell ist ein riesiger Bergrutsch zu sehen. In diesem Tal muss es einmal Wasser gegeben haben“, sagt Jaumann. Obwohl der 61-jährige gebürtige Bayer mit Hilfe seiner Bilder den Planeten wie kaum ein anderer kennt: Wenn er einen Wunsch frei hätte, dann würde er gern selbst einmal zum Mars fliegen. Am liebsten genau in die Valles Marineris mit ihren riesigen Bergen und Tälern. „Für einen Wissenschaftler gibt es nichts Schöneres, als das Objekt seiner Forschungen mal mit eigenen Augen zu sehen.“ Die Chance, tatsächlich eine solche Reise unternehmen zu können, sei aber leider sehr gering.

Zwar würden in den USA bereits Vorbereitungen für einen bemannten Flug zum Mars laufen. „Doch da gibt es noch viele ungeklärte Fragen“, meint Jaumann. Ein Problem ist die Zeit: Mit der heutigen Raketentechnik würde ein Flug zum roten Planeten mindestens sechs Monate dauern. Weil Erde und Mars auf unterschiedlichen Bahnen um die Sonne ziehen, müssten die Fernreisenden weitere sechs bis acht Monate ausharren, bevor sie sich auf die Rückreise machen könnten. „Eine solche Mission würde mindestens zwei Jahre dauern.“ Wie Menschen eine solch lange Reise und die damit verbundene Strahlenbelastung überstehen können, sei bislang unklar.

30 Milliarden Euro für acht Monate

Dazu kämen die Kosten: Die Sonde, mit der die Nasa den Mars-Rover Curiosity auf den Mars gebracht hat, wog eine Tonne, der Transport kostete rund zwei Milliarden Euro. „Damit drei Astronauten acht Monate auf dem Mars leben könnten, brauchte man aber mindestens 15 Tonnen Ladung“, so Jaumann. Kostenaufwand: 30 Milliarden Euro. „Ich seh im Moment niemanden, der das Geld für eine solche Mission aufbringen will und kann“, sagt Jaumann.

Forschungszentrum Das Institut für Planetenforschung gehört zum Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). An 16 Standorten in ganz Deutschland arbeiten rund 8000 Wissenschaftler und Techniker, etwa 450 davon in Berlin-Adlershof. Das DLR Berlin am 1. Januar 1992 mit zwei Instituten gegründet, die 1999 zum Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung zusammengefasst wurde. 2001 kam das Institut für Verkehrsforschung hinzu.

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