Der Nachfolger von „Spirit“ und „Opportunity“ wird aus der Alten Welt kommen: Europa will 2013 mit „ExoMars“ erstmals eine mobile Sonde zum Mars schicken. Mitte Juni hat die Europäische Weltraumagentur (Esa) sich für eine Aufstockung ihrer Pläne und damit für eine Vergrößerung des Rovers entschieden. Er soll nun mehr als 200 Kilogramm wiegen und im September 2014 auf dem Mars landen.
Sechs Jahre Vorbereitung sind für eine derart anspruchsvolle Weltraummission nicht viel, und so finden bereits erste Flugversuche und Fahrtests statt. Der italienische Raumfahrtkonzern Thales Alenia Space experimentiert mit neuartigen „Dead Beat Airbags“. Dieses Landekonzept unterscheidet sich von dem der US-Rover, deren Aufsetzen auf dem Mars mehrere kleine Airbags abgefangen haben. Zuvor was das Paket jedoch mehr als ein Dutzend Mal über die Oberfläche gehüpft. Europas „ExoMars“ soll durch ein einziges, riesiges Luftkissen abgebremst werden, das die Wucht des Aufpralls abfängt und die Sonde sofort zum Stillstand bringt.
Beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln werden die Räder des Rovers konzipiert und konstruiert. In der Testhalle des Instituts für Raumsimulation befindet sich die Rover-Testanlage – ein drei mal sechs Meter großer Sandkasten, in dem Lutz Richter Prototypen von Planetenrovern fahren lässt. Im Sandkasten dreht „Solero“ seine Runden, ein Solar Powered Exploration Rover. Er besteht nicht aus viel mehr als einem Fahrgestell, auf dem Solarzellen liegen. Das etwa einen Meter lange Modell fährt mit Schrittgeschwindigkeit über den Sand und soll zeigen, ob ein so konstruiertes Fahrzeug auch auf dem Mars fahrtüchtig wäre.
„Wenn wir sechs Räder verwenden und sie flexibel am Gestell aufhängen, kann das Fahrzeug sehr gut über Steine rollen, ohne dass es sich selbst zu stark neigt“, sagt Lutz Richter. So vermeide man Neigungen auf unebenem Gelände, die bei einem starren Chassis unweigerlich entstünden. „Deswegen ist die Umkippgefahr geringer“, so der Wissenschaftler.
Solero ist ein sogenannter Demonstrator, der selbst nie zum Einsatz kommen wird, jedenfalls nicht außerhalb des Köln-Porzer Sandkastens. Die Lektionen, die Lutz Richter und seine Kollegen hier lernen, sollen jedoch beim Bau von „ExoMars“ behilflich sein. Eines der größten Probleme bei Rädern für Marsrover nämlich ist die sogenannte Traktion: Die Räder sollen genügend Vortriebskraft liefern und müssten deshalb einen möglichst großen Durchmesser haben, was jedoch ein Platzproblem für Raumsonde und Trägerrakete darstellt. Je kleiner ein Rad, desto eher jedoch sinkt es ein, weil die Kontaktfläche zum Boden dann klein und der auftretende Druck sehr groß ist.
Gummireifen kommen auf dem Mars nicht infrage, weil diese bei den niedrigen Temperaturen fest würden. Die kosmische Strahlung ließe sie zudem spröde werden. Außerdem würde über einen längeren Zeitraum der Druck entweichen. Bleiben nur Metallreifen. Deren Vergrößerung jedoch sind durch die Abmessungen der Raumsonde Grenzen gesetzt. „Deswegen versuchen wir mit Tricks, auch mit vergleichsweise kleinen Rädern möglichst wenig einzusinken“, erläutert Richter. „Für ,ExoMars' wollen wir ein flexibles Rad konstruieren, das sich während der Vorwärtsbewegung verformt.“ Der Radteil, der Bodenberührung hat, ist dann flacher und erzeugt eine größere Auflagefläche. Dazu sollen die Räder aus elastischen Federstahlblechen bestehen, die außen von einem Laufring mit Profilen zusammengehalten werden.
Bis November diesen Jahres will sich die Esa über das endgültige Design und die damit verbundenen Kosten für Europas ersten Marsrover im Klaren sein. In sieben Jahren dann soll „ExoMars“ mithilfe von sechs dieser Räder über den Planeten rollen, mit einem Bohrer in den Boden eindringen, Proben entnehmen und nach fossilem oder aktuellem Leben auf unserem Nachbarn im All suchen
