Rings um den Mars...

josef

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#41
Ambitionierter Plan
Die Nasa will Ende 2028 mit Atomantrieb zum Mars
Bereits in gut zweieinhalb Jahren soll mit der SR-1 Freedom ein Raumschiff mit Nuklearkraft zum Mars starten. Das umstrittene Experiment könnte die Raumfahrt revolutionieren

Die Marsmission Space Reactor-1 Freedom soll Ende 2028 mit nuklearen Elektroantrieb in Richtung Mars starten. Der knappe Zeitplan stellt die Mission vor gewaltige Herausforderungen
Nasa

Hat die Crew von Artemis 2 gerade erst den erdfernsten Punkt erreicht, an dem sich Menschen je befanden, wird bei der Nasa längst schon an die nächsten großen Missionen gedacht. Am 24. März, eine Woche vor dem Start der aktuellen Mondmission, ließ Nasa-Chef Jared Isaacman mit zwei ambitionierten Projekten für 2028 aufhorchen: Zum einen sollen in zwei Jahren Menschen auf dem Mond eine Raumstation betreiben. Zum anderen soll bereits im Dezember 2028 ein Raumschiff mit nuklearem Elektroantrieb zum Mars starten.

In Erwartung der Artemis-2-Mission lag der Fokus der Berichterstattung auf den künftigen Mondprojekten, die letztlich zu einer permanent besetzten Mondstation führen sollen. Doch der sehr viel größere technologische Meilenstein wurde von Isaacman erst gegen Ende seiner kurzen Präsentation (ab Minute 10:25) in einigen wenigen Sätzen angekündigt, nämlich die Mission SR-1 Freedom.

Was zunächst wie eine weitere Marsmission klang, ist in Wahrheit ein sehr viel ambitionierteres Experiment. Denn die Abkürzung steht für nichts anderes als Space Reactor. Damit werden Pläne wieder aufgenommen, die zuletzt 2023 unter dem Namen Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations (Draco) präsentiert wurden und deren Umsetzung man vor knapp drei Jahren noch für 2027 angekündigt hatte.

Rakete mit Kernreaktor
Im Zentrum des nur vage skizzierten Projekts steht der sogenannte nukleare Elektroantrieb (Nuclear Electric Propulsion, NEP). Anders als klassische chemische Raketen, die große Mengen Treibstoff verbrennen, nutzt dieses System einen Kernreaktor. Die bei der Kernspaltung entstehende Wärme wird in elektrische Energie umgewandelt, die wiederum ein Ionentriebwerk antreibt. Dieses beschleunigt ein Gas zu einem Plasma und stößt es kontinuierlich aus. Der Schub ist zwar gering, wirkt aber dauerhaft – und ermöglicht so über lange Zeiträume eine stetige Beschleunigung.

Der Vorteil liegt auf der Hand: deutlich geringerer Treibstoffverbrauch bei gleichzeitig höherer Endgeschwindigkeit. Während heutige Marsmissionen rund neun Monate benötigen, könnten zukünftige Flüge mit leistungsstärkeren Reaktoren in nur zwei bis drei Monaten erfolgen. Das würde nicht nur Kosten senken, sondern auch die Strahlenbelastung für Astronautinnen und Astronauten erheblich reduzieren, das wohl größte gesundheitliche Problem bei Missionen zum Mars und darüber hinaus. Für Missionen in die äußeren Regionen des Sonnensystems wäre diese Technologie ein echter Durchbruch.


SR-1 Freedom wird elektrische Triebwerke einsetzen, die ursprünglich für die Mondraumstation Gateway der Nasa entwickelt und gebaut wurden und ein Plasma aus ionisiertem Xenon ausstoßen.
JPL/Nasa

Doch genau hier beginnt das Problem. Obwohl die Idee nuklearer Raumfahrtantriebe seit Jahrzehnten existiert, wurde sie bislang nie praktisch umgesetzt. Der erste und zugleich letzte US-Kernreaktor im All wurde Anfang April 1965 gestartet, also vor ziemlich genau 61 Jahren: Snapshot oder SNAP-10A. Das Akronym Snap steht dabei für Systems for Nuclear Auxiliary Power. Es handelte sich um den Test eines nuklearen Stromgenerators im Orbit. Der Reaktor lief immerhin für 43 Tage, ehe er wegen eines elektrischen Defekts seinen Geist aufgab.

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Revolutionäre Technik anno 1965: SNAP 10A, das weltweit erste Kernkraftwerk im Weltraum.
Wikimedia / gemeinfrei

Seitdem scheiterten vergleichbare Projekte immer wieder an Kosten, politischem Widerstand oder technischen Hürden. Nun soll innerhalb von weniger als drei Jahren gelingen, woran frühere Programme über Jahrzehnte arbeiteten. Damit sich der enge Zeitplan ausgeht, den viele Fachleute eher kritisch sehen, setzt die Nasa auf eine ungewöhnliche Strategie: Statt ein vollständig neues System zu entwickeln, sollen vorhandene Komponenten kombiniert werden. Der Reaktor stammt vermutlich aus bestehenden Entwicklungen des US-Energieministeriums, während das elektrische Antriebssystem ursprünglich für eine inzwischen eingestellte Mondstation konzipiert wurde.

Risiken des Projekts
Diese "Baukastenlösung" spart Zeit – erhöht aber auch das Risiko. Denn die Integration zweier hochkomplexer Systeme ist technisch anspruchsvoll. Hitzeentwicklung, Vibrationen oder Materialausdehnung könnten unerwartete Probleme verursachen. Unter normalen Umständen würde eine solche Mission drei bis fünf Jahre Entwicklungszeit benötigen. Nun droht, dass ausgerechnet bei den Tests gespart wird – ein riskantes Vorgehen in einem so sensiblen Bereich, wie etwa auch das Wissenschaftsmagazin Science analysiert.

Gleichzeitig gelten strenge Vorschriften für den Umgang mit nuklearem Material. Genehmigungen, Transporte und Sicherheitsprüfungen könnten den Zeitplan zusätzlich gefährden. Auch gesellschaftspolitisch ist das Projekt gleich aus mehreren Gründen heikel. Der Gedanke, einen Kernreaktor ins All zu schicken, sorgt bei vielen Menschen für Unbehagen. Zwar wird der Reaktor erst weit entfernt von der Erde aktiviert, doch das Risiko eines Fehlstarts bleibt ein viel diskutiertes Thema. Zugleich hat das Projekt auch eine geopolitische Dimension: China und Russland arbeiten ebenfalls an nuklearen Raumfahrttechnologien. Ein erfolgreicher Start 2028 wäre dem entsprechend ein umso bedeutenderer strategischer Erfolg für die USA.

Vorsichtiger Optimismus
Innerhalb der Wissenschaft gibt es längst intensive Diskussionen um Isaacmans Pläne. Kritiker monieren nicht nur den allzu ambitionierten Zeitplan. Sie befürchten auch, dass die teure Mission andere Forschungsprojekte verdrängen könnte – insbesondere angesichts geplanter Kürzungen im Nasa-Budget. Denn bislang ist noch unklar, wie SR-1 Freedom finanziert werden soll. Sollte das Projekt Mittel binden, könnte dies die ohnehin angespannte Lage der Exoplanetenforschung weiter verschärfen.

Dennoch überwiegt trotz aller Unsicherheiten bei vielen Fachleuten vorsichtiger Optimismus. Der Test eines nuklearen Elektroantriebs im All gilt als längst überfällig. Sollte die Mission gelingen, könnte sie den Weg für eine neue Ära der Raumfahrt ebnen – mit schnelleren Reisen, effizienteren Missionen und neuen Möglichkeiten für die Erforschung des Sonnensystems. Damit ist SR-1 Freedom weit mehr als nur eine Marsmission, sondern ein Projekt, das die Zukunft der Raumfahrt grundlegend verändern könnte.
(Klaus Taschwer, 8.4.2026)
Die Nasa will Ende 2028 mit Atomantrieb zum Mars
 

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#42
Rätsel der Utopia Planitia
Auf dem Mars breitet sich überraschend schnell ein dunkler Schatten aus
Mars-Express-Bilder belegen das Wachstum der dunklen Flächen. Im Gale-Krater wiederum entdeckte Rover Curiosity organische Moleküle, die irdischen Lebensbausteinen gleichen

Die Sonde Mars Express der Esa konnte nachweisen, dass sich innerhalb von nur wenigen Jahrzehnten ein dunkler Schatten aus Asche über den ansonsten Roten Planeten ausgebreitet hat.
ESA/DLR/FU Berlin

Auf dem Mars werden sichtbare geologische Veränderungen üblicherweise in Millionen von Jahren gemessen. Der Wandel im Schneckentempo ist das Resultat der trägen Winderosion in einer extrem dünnen Atmosphäre und der Abwesenheit einer aktiven Plattentektonik nach irdischem Vorbild. Umso erstaunlicher ist, was ein Bildvergleich zwischen den alten Viking-Orbitern der Nasa und der europäischen Sonde Mars Express der Esa nun für die Region Utopia Planitia offenlegt: Ein dunkler Schatten – wahrscheinlich vulkanischen Ursprungs – hat sich dort innerhalb weniger Jahrzehnte über das Gelände ausgedehnt. Planetargeologisch ist das praktisch im Handumdrehen.

Die hochauflösenden Aufnahmen der High Resolution Stereo Camera an Bord von Mars Express zeigen eine Landschaft, die fast wie mit dem Lineal in zwei Hälften geteilt ist. Auf der einen Seite erstreckt sich eine schwärzliche Ablagerung mit scheinbar gleichmäßiger Textur, auf der anderen dominieren die hellbraunen, oxidierten Sande und Gesteine, die sonst den Großteil der Marsoberfläche prägen.


Der Vergleich zeigt den Unterschied: Die linke Aufnahme stammt von der Viking-Sonde der Nasa und wurde 1976 geschossen. Rechts ist der aktuelle Zustand derselben Region zu sehen, fotografiert von Mars Express.
Nasa/Esa

Dunkle Zone breitet sich aus
Die scharfe Grenze zwischen beiden Bereichen markiert die vorderste Front eines vulkanischen Auswurfmaterials, das auf den Viking-Bildern von 1976 eine deutlich kleinere Fläche einnahm. Der direkte Vergleich der beiden Aufnahmen, wie ihn die Esa nun veröffentlicht hat, zeigt unverkennbar das Vordringen dieser dunklen Schicht über die Utopia-Ebene.

Die Beschaffenheit des Materials unterscheidet sich deutlich vom rötlichen Staub, der die Atmosphäre einfärbt und den Regolith des Planeten überzieht. Der allgegenwärtige Ockerton geht auf die Oxidation von Eisenmineralien in Staub und durch Einschläge oder Winde zermahlenem Gestein zurück. Der dunkle Mantel hingegen besteht aus eisen- und magnesiumreichen, sogenannten mafischen Mineralien: Olivin und Pyroxen, die bei extrem hohen Temperaturen im Zuge magmatischer und effusiver Prozesse auskristallisieren.


Diese Ansicht wurde aus einem digitalen Geländemodell sowie Aufnahmen der High Resolution Stereo Camera an Bord von Express erstellt. Sie zeigt einen 15 Kilometer durchmessenden Krater in der Utopia Planitia inmitten einer von dunkler Asche bedeckter Landschaft.
ESA/DLR/FU Berlin

Hypothesen zu den Ursachen
Dass der Mars eine lebendige vulkanische Geschichte hat, belegt schon der Olympus Mons, der größte Vulkan des Sonnensystems. Der Gigant überragt mit seinen über 20 Kilometern Höhe den irdischen Mount Everest um mehr als das Doppelte. Seine Kruste ist ebenfalls von dunklem Material durchsetzt.

Was das beobachtete Wachstum des Aschenmantels in den 46 Jahren zwischen den Viking-Aufnahmen und den jüngsten Bildern antreibt, ist unklar. Die Fachleute ziehen jedoch zwei Hypothesen in Betracht: Die erste legt nahe, dass kräftige Oberflächenwinde und saisonale Staubstürme Aschenpartikel von nahegelegenen, 1976 nicht sichtbaren Ablagerungen transportiert und über die helle Ebene neu verteilt haben. Nach der zweiten Erklärung war die dunkle Asche schon damals vorhanden, allerdings verborgen unter einer dünnen Decke hellen Ockerstaubs. Erst der Wind hätte diesen Staub abgetragen und das vulkanische Substrat freigelegt, das die Szenerie heute dominiert.

Innerhalb dieser dunklen Fläche sticht ein Einschlagskrater von rund 15 Kilometern Durchmesser heraus. Umgeben ist er von einem konzentrischen Ring aus Auswurfmaterial, der heller wirkt als die unmittelbare Umgebung. Diese Ejekta-Decke besteht aus Gesteinsfragmenten und Sedimenten, die beim Einschlag ausgehoben und nach außen geschleudert wurden, und dient als stratigraphischer Marker des katastrophalen Ereignisses.


Fachleute vermuten aufgrund bisheriger Untersuchungen, dass die Marsregion Utopia Planitia einst von einem Gewässer bedeckt war, möglicherweise einem See oder sogar einem Ozean. Viele Geländemerkmale zeugen noch heute davon, dass hier einst Wasser geflossen ist.
NASA/USGS; ESA/DLR/FU Berlin

Vielleicht einmal ein Ozean
Das Innere des Kraters zeigt gewundene, unregelmäßige Linien, die Fachleute als Fließspuren eisigen Materials interpretieren. Die Strukturen weisen demnach auf Untergrundeis hin, das sich unter thermischen Schwankungen plastisch bewegt und Unebenheiten des Kraterbodens ausfüllt.

Der Schauplatz gehört zu einer der größten und ältesten geologischen Provinzen des Mars. Utopia Planitia ist ein kolossales Einschlagsbecken mit rund 3300 Kilometern Durchmesser, fast das Doppelte der Nord-Süd-Ausdehnung der Sahara. Die am besten belegten Modelle seiner paläoklimatischen Geschichte gehen davon aus, dass die Ebene einst beträchtliche Mengen flüssigen Wassers beherbergte, vielleicht einen gewaltigen See, möglicherweise sogar Teile eines urzeitlichen nördlichen Ozeans.

Heute ist das Becken mit Sedimenten und vom Wind angewehtem Sand gefüllt, bewahrt unter der Oberfläche aber eine enorme Menge an Wassereis und zählt damit zu den größten bekannten Eisreservoiren außerhalb der Polarkappen. Zahlreiche Landschaftsformen zeugen noch heute davon, dass hier einst Wasser floss.

Grundbausteine von Marsleben?
Während die Blicke aus dem Orbit die jüngsten Veränderungen dokumentieren, liefert ein anderer Zugang zum Mars tiefere Einblicke in dessen frühe Geschichte. Der Rover Curiosity der Nasa hat im Gale-Krater, einem früheren Seebecken, eine vielfältige Mischung organischer Moleküle nachgewiesen, darunter Verbindungen, die als Grundbausteine des irdischen Lebens gelten.

Unter den mehr als zwanzig identifizierten Chemikalien fand sich auch ein stickstoffhaltiges Molekül, dessen Struktur an DNA-Vorläufer erinnert, sowie Benzothiophen, eine schwefelhaltige Verbindung, die häufig mit Meteoriten auf Planeten gelangt. "Wir glauben, dass wir es hier mit organischer Materie zu tun haben, die auf dem Mars seit 3,5 Milliarden Jahren konserviert wurde", sagte Amy Williams von der University of Florida, die nun gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen im Fachjournal Nature Communications über die Entdeckung berichtet.


Die Stellen, an denen Curiosity auf seinem Weg durch den Gale-Krater drei Gesteinsbohrproben entnahm, sind hier mit gelben Pfeilen markiert. Die Analyse dieser Proben enthüllte eine Vielfalt organischer Moleküle auf dem Mars.
NASA/JPL-Caltech/MSSS

Substanzen unklarer Herkunft
Das Experiment der Instrumentensuite Sample Analysis at Mars, bei dem größere organische Moleküle mithilfe der Chemikalie TMAH aufgespalten und analysiert wurden, fand 2020 in der tonmineralreichen Glen-Torridon-Region statt. Solche Tone binden und konservieren organische Verbindungen besonders gut. Dass diese Arten von Molekülen über Milliarden Jahre erhalten bleiben können, spricht laut Williams dafür, dass die Marsoberfläche potenzielle Anzeichen früheren Lebens bewahren könnte.

Ob die nachgewiesenen Verbindungen tatsächlich biologischen Ursprungs sind, aus geologischen Prozessen stammen oder mit Meteoriten eingetragen wurden, lässt sich mit dem Bordinstrumentarium von Curiosity nicht entscheiden. Eine definitive Antwort wird erst die Rückführung von Gesteinsproben zur Erde liefern können.
(Thomas Bergmayr, 22.4.2026)

Links und Studie
Esa: Asche breitet sich über dem Mars aus

Auf dem Mars breitet sich überraschend schnell ein dunkler Schatten aus
 
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