Nasa rettet 25 Jahre alte Mars-Sonden mit kreativen Tricks

Ausgangslage

Die Nasa betreibt seit 25 Jahren die Raumsonde Mars Odyssey im Orbit des Nachbarplaneten. Gemeinsam mit dem Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) bildet sie das Rückgrat für die Funkverbindung und die Erforschung am Mars. Beide Sonden überdauerten ihre ursprünglich auf wenige Jahre veranschlagte Einsatzdauer.

Die Mars-Sonden Odyssey und MRO waren ursprünglich nur für wenige Jahre Betrieb eingeplant. Ihre langjährige Betriebsdauer ist ein Beweis für die Qualität der Ingenieursarbeit und die Robustheit der verwendeten Technologien. Die Rover auf dem Mars können keine grossen Datenmengen direkt zur Erde senden, da ihre Sendeleistung dafür nicht ausreicht. Die Entfernung zur Erde beträgt etwa 225 Millionen Kilometer.

Deshalb leiten die Sonden die Signale als Relaisstationen weiter. Sie leiten Signale als Relaisstationen weiter, da die Sendeleistung der Rover nicht ausreicht, um Daten direkt zur Erde zu schicken. Diese Funktion ist unverzichtbar für die Erforschung des Mars.

Die Mars-Sonden Odyssey und MRO sind entscheidend für die Kommunikation mit den Rover auf der Marsoberfläche. Sie leiten Signale als Relaisstationen weiter, da die Sendeleistung der Rover nicht ausreicht, um Daten direkt zur Erde zu schicken. Diese Funktion ist unverzichtbar für die Erforschung des Mars.

Technische Herausforderungen

Die Sonden müssen extremen Bedingungen trotzen. Kosmische Strahlung kann Kurzschlüsse oder Speicherfehler auslösen. Die Übertragungskapazität zur Erde ist begrenzt, sodass die Systeme Fehler weitgehend selbstständig abfangen müssen. Mars Odyssey wird von einem Prozessor gesteuert, der mit maximal 20 Megahertz taktet und dessen Architektur aus den Neunzigerjahren stammt.

Kreativität rettet Missionen

Die Teams auf der Erde mussten deshalb zu ungewöhnlichen Tricks greifen. Der MRO nutzte Sternsensoren zur Orientierung im All. Diese Kameras verglichen den sichtbaren Sternenhimmel mit einer im Bordcomputer hinterlegten Sternkarte.

Gemäss einem Fachartikel von Spaceops (PDF) nutzt das Bodenpersonal ein thermisches Messsystem, indem die Tankheizungen absichtlich aktiviert werden. Weil ein vollerer Tank sich aufgrund der Wärmekapazität des Treibstoffs langsamer aufheizt als ein fast leerer Behälter, können die Ingenieur:innen aus dem Temperaturanstieg die verbleibende Restmenge berechnen und den Verbrauch auf wenige Tropfen pro Korrekturmanöver begrenzen.

Zukunftssorgen

Allerdings bereitet deren Nachfolge bereits Sorgen. Um einen Ausfall der Funkbrücke zu verhindern, hat die Behörde laut einer Mitteilung vom September 2026 das US-Raumfahrtunternehmen Blue Origin beauftragt, bis 2028 einen reinen Kommunikationssatelliten für den Mars zu bauen. Anders als Odyssey und MRO wird dieser Orbiter jedoch keine wissenschaftlichen Instrumente an Bord haben, während geplante Forschungsmissionen wie die zwei Kleinsonden des Projekts Escapade oder die drei kleinen Mars-Helikopter des Projekts Skyfall deutlich kleiner und kostengünstiger ausfallen werden.

Einordnung für die Schweiz

Die Technologien, die die Nasa einsetzt, sind auch für die Schweizer Raumfahrtindustrie von Interesse. Die langjährige Betriebsdauer der Sonden zeigt, wie wichtig es ist, Systeme robust und wartungsfreundlich zu gestalten. Die Schweiz könnte von diesen Erkenntnissen profitieren, insbesondere bei der Entwicklung eigener Satelliten und Raumfahrttechnologien.

Was das für Unternehmen bedeutet

Für Schweizer Unternehmen, die in der Raumfahrtbranche tätig sind, könnte die Entwicklung neuer Technologien zur Verlängerung der Lebensdauer von Satelliten und Sonden ein wichtiger Wachstumsmarkt sein. Selbst Projektleiter Lillis räumt bei seiner eigenen Kleinsonden-Mission Escapade ein, das Vorhaben bewege sich „hart an der Grenze dazu, zu klein für gute Wissenschaft zu sein“.

Ausblick

Die Nasa steht vor der Herausforderung, die Lücke zu füllen, die durch den Ausfall der alten Sonden entsteht. Die Entwicklung neuer Technologien und die Zusammenarbeit mit privaten Raumfahrtunternehmen werden entscheidend sein, um die Erforschung des Mars weiterhin sicherzustellen.

Was das für KMU bedeutet

Für Schweizer KMU in der Raumfahrtbranche könnte die Entwicklung neuer Technologien zur Verlängerung der Lebensdauer von Satelliten und Sonden ein wichtiger Wachstumsmarkt sein. Die Nachfrage nach kostengünstigen und effizienten Lösungen wird steigen, was Chancen für Innovationen bietet.