ESA und Roskosmos bereiten den Start ihrer Marsmission ExoMars vor, um nach Spuren von Leben auf dem roten Planeten zu suchen. Forschende unter der Leitung der Universität Bern haben eine hochempfindliche Kamera entwickelt, welche unter anderem nach flüssigem Wasser Ausschau halten wird.

Es ist die erste gemeinsame Mission der europäischen und der russischen Raumfahrtagenturen zum roten Planeten: Voraussichtlich am 14. März um halb 11 Uhr vormittags Schweizer Zeit soll die Sonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan starten und den Mars am 19. Oktober dieses Jahres erreichen.

Linse geht auf Spurensuche

Mit an Bord ist die Berner Kamera namens CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System), die ein Forscher- und Entwicklerteam unter der Leitung von Nicolas Thomas von der Universität Bern gebaut hat. Die Kamera wird hochauflösende Stereobilder liefern und dabei helfen, nach Spuren von flüssigem Wasser und Quellen von Spurengasen zu suchen.

«Aus rund 100 Kilometern Entfernung könnten wir mit dieser Kamera ein Auto präzise abbilden - in Farbe und stereo», sagte Thomas gemäss einer Mitteilung der Universität Bern vom Dienstag. CaSSIS soll die anderen Kameras, die den Mars bereits umkreisen, und die anderen Messgeräte an Bord des TGO ergänzen, um neue Erkenntnisse über die Marsoberfläche zu liefern.

Lebensspuren oder doch nur Vulkanismus?

«Wenn wir eine Spurengas-Quelle entdecken, stellt sich sofort die Frage, wie die Oberfläche dort aussieht», erklärte Thomas gegenüber der Nachrichtenagentur sda. Zum Beispiel ginge man von einem möglichen Zusammenhang zwischen Methan und Leben aus. «Wir wissen aber, dass Methan von Vulkanen ausgestossen wird. Mit CaSSIS können wir feststellen, ob es sich um Vulkanismus handelt, also eher keinen Hinweise auf Leben.»

Das CaSSIS-Team fokussiert zudem auf die ständigen Veränderungen, denen die Marsoberfläche unterliegt. «Uns interessieren Sublimation und Kondensation von Wassereis und Kohlendioxideis, aber auch Staubbewegungen», so Thomas zur sda.

Wasserspuren im Mars-Frühling

Die Forschenden erhoffen sich insbesondere neue Erkenntnisse über Veränderungen während eines Mars-Tages, also eines Tag-Nacht-Zyklus, der 24 Stunden und 39 Minuten dauert. Ausserdem stehen jahreszeitliche Veränderungen im Fokus.

Dabei ist eines der Hauptziele, kürzlich von der Nasa entdeckte Spuren, die auf flüssiges Wasser hindeuten, genauer zu untersuchen. Diese Spuren erscheinen regelmässig im Mars-Frühling und verschwinden im Winter.

Kamerabau unter widrigen Umständen

Das Team des Berner Professors hatte beim Kamerabau mit einigen Widrigkeiten zu kämpfen. Ursprünglich hatte die Nasa Thomas' Team den Auftrag gegeben, die Kamera zu entwickeln. Wegen Finanzproblemen musste sich die amerikanische Raumfahrtbehörde jedoch 2011 aus dem Projekt zurückziehen. Aber ExoMars sei so wichtig für Europa, dass das Projekt trotzdem fortgesetzt wurde, so Thomas.

Letztlich mussten Thomas und sein Team die Kamera in Rekordzeit entwickeln und bauen. Normalerweise gehe man von 38 Monaten aus, um ein solches Instrument zu entwickeln. Fertiggestellt wurde die Kamera in nur 23 Monaten.

Nach zahlreichen Tests in Baikonur ist sich Thomas sicher: «Die Kamera ist bereit.» Der CaSSIS-Teamleiter wird den Start der PROTON-Trägerrakete in Baikonur mitverfolgen. Die ersten Signale der Sonde werden rund neun Stunden nach dem Start gegen halb 8 Uhr abends Schweizer Zeit erwartet, wie die Universität Bern schrieb.

Erste Aktivierung Mitte April

«Das wird ein langes Warten. Ich werde sicher ein paar Tropfen Wodka brauchen», sagte Thomas in der Mitteilung. Noch einmal zittern wird das CaSSIS-Team dann wahrscheinlich Mitte April, wenn die Kamera zum ersten Mal aktiviert wird.

«Egal was passiert - das Schweizer Ingenieurs-Team hat fantastische Arbeit geleistet und gezeigt, wie ein hochpräzises Weltraum-Instrument in unglaublich kurzer Zeit gebaut werden kann», so Thomas.

Am CaSSIS-Projekt sind ausser der Universität Bern auch das Astronomische Observatorium Padua und das Space Research Center in Waschau beteiligt. Unterstützt wurde die Entwicklung ausserdem vom Swiss Space Office, der italienischen und der polnischen Weltraumagentur, sowie von der lokalen Industrie.

Zweite Etappe mit Rover und Oberflächenplattform

In einer zweiten Etappe der ExoMars-Mission wird die Landung eines europäischen Rovers und einer russischen Oberflächenplattform vorbereitet. Der Start ist für 2018 geplant. Der Rover soll beladen mit hochempfindlichen Instrumenten über die Oberfläche streifen und nach Hinweisen auf Leben suchen.

Auch an Projekten an Bord des Rovers sind Schweizer Forschende beteiligt. Wissenschaftler aus Bern und Neuenburg tragen mit der Panorama-Kamera «PanCam», der Kamera für hochauflösende Nahaufnahmen «CLUPI» und dem Infrarot-Spektrometer «MicrOmega» zur Erforschung der Marsoberfläche bei.

SDA/kat