Fliegen in dünner Atmosphäre Ein Helikopter für den Mars
"Sojourner", "Curiosity", "Spirit" und "Opportunity" - seit fast 20 Jahren erkunden Rover die Marsoberfläche. Nun werkelt die Nasa an einem neuen Gerätetyp für die Erkundung des roten Planeten. Ein Helikopter soll mit Bildern aus der Vogelperspektive neue Expeditionsziele für am Boden arbeitende Rover auskundschaften. Es gibt nur ein Problem.
Eigentliche wäre es deutlich einfacher, ein Fluggerät auf dem Mars zu starten als auf der Erde. Die Anziehungskraft beträgt nur drei Achtel der Gravitation auf unserem Planeten. Allerdings ist die Kohlendioxid-Atmosphäre auf dem Mars extrem dünn - der Start wird damit zur besonderen Herausforderung.
Helikopter bekommen Auftrieb, indem Luft durch die Bewegung der Rotoren angeströmt wird. Ist die Luft dünn, entsteht weniger Strömung und damit weniger Auftrieb. Bleiben drei Optionen: Der Helikopter muss seine Rotoren schneller bewegen, die Blätter müssen größer werden oder das Flugzeug leichter.
40 Umdrehungen pro Sekunde
Derzeit untersucht die Nasa , welche Kombination der drei Eigenschaften die beste für den Mars-Einsatz ist. Ihr Test-Helikopter sieht aus wie eine vierbeinige Spinne mit einem Propeller auf dem Kopf. Das Gerät wiegt ein Kilo und hat einen Flügeldurchmesser von einem Meter. Energie zum Abheben und als Gefrierschutz erhält es über einen Sonnenkollektor auf dem Dach.
Im vergangenen Jahr haben die Wissenschaftler das Verhalten des Helikopters in der Luft in einer großen Vakuumkammer getestet, in der sie die Atmosphäre auf dem Mars simulierten. 40-mal pro Sekunde muss sich der Rotor demnach drehen, um auf dem Mars abheben zu können.
Helikopter für den Mars: Spion der Lüfte
Bob Balaram vom Nasa Jet Propulsion Laboratory in Pasadena erklärt in einem Videointerview, worauf es beim Heli-Bau für den Mars außerdem ankommt: "Das Gewicht des Helikopters muss so gering sein, dass man ihn noch auf den Mars transportieren kann", sagt her. Außerdem müsse er sich eigenständig in der Luft halten und immer wieder auf gebirgigem Terrain landen können - und schließlich den rauen Bedingungen auf dem Mars standhalten, etwa heftigen Staubstürmen oder extremen Minusgraden.
Landung im Gebirge
Auf dem Mars soll der Helikopter nach Vorstellung der Nasa jeden Tag zwei bis drei Minuten in der Luft bleiben und etwa einen halben Kilometer Flugstrecke zurücklegen. Mithilfe der Heli-Bilder aus der Luft könnten Ingenieure auf der Erde einfachere Routen für die Boden-Rover erstellen und Hindernisse rechtzeitig erkennen, so die Hoffnung. Außerdem soll die Vogelperspektive neue Erkundungsorte offenbaren. Ein Ziel ist es auch, einen Platz zu finden, an dem Bodenfahrzeuge wichtige Proben sicher abladen können, sodass neuere Geräte diese später wiederfinden.
Derzeit erkunden Mars-Rover "Curiosity" und der allmählich altersschwache "Opportunity" den roten Planeten. Der nächste wichtige Schritt auf dem Weg zu einem Helikopter für den Mars ist, seine Landeeigenschaften zu verbessern. "Da das Ding jeden Tag starten und landen soll, wollen wir sicher gehen, dass es ein unverwundbares Landesystem hat", erklärt Balaram. "Die Landung ist der riskanteste Teil jeder Mission."
