Ohne Mond kein Leben auf der Erde

Von Bruno Machinek

Seit unserer Schulzeit wissen wir, dass Ebbe und Flut der offenen Meere durch die Anziehungkraft des Mondes verursacht werden. Aber wer hätte gedacht, dass es ohne den Mond auf unserer Erde überhaupt kein Leben gäbe!

Diese Erkenntnis ist auch relativ neu und verdankt sich der Zusammenarbeit einer ganzen Reihe von Wissenschaften. Neben der Astronomie vor allem der Geologie, Ozeanographie und Mikrobiologie. Deren Einsichten haben zwei Forscher der NASA, der Astrobiologe Donald Brownlee und der Astrogeologe Peter D. Ward in einem Buch mit dem Titel „Rare Earth“  umfassend dargelegt.

Damit komplexes Leben auf einem Planeten entstehen kann, müssen mindestens 18 Faktoren präzise zusammenwirken, von denen keiner gegen Null tendieren darf. Die Rolle unseres Mondes ist dabei nur einer dieser Faktoren, der die Entstehung und Aufwärtsentwicklung von Leben ermöglicht hat, das, wie Genetiker uns neuerdings sagen, aus einer einzigen Urzelle und an einem einzigen Ort entstanden sein soll.

Da ist zum einen das schon länger bekannte Faktum, dass der Mond

seit Hunderten von Millionen Jahren durch seine Anziehungskraft den Winkel der Ausschläge der Erdachse im Verhältnis zur Sonne steuert und konstant hält – und dies in einem Bereich von exakt 23 Grad.

Das sorgt langfristig für gleichmäßige Oberflächentemperaturen auf unserem Planeten, sofern die Stärke der Sonneneinstrahlung ebenfalls konstant bleibt, was in der Erdgeschichte aus verschiedenen Gründen nicht immer der Fall war. Eine Abweichung der Erdachse auch nur um einen halben Grad von der Sonne weg, also 23 1/2 Grad, würde einen lebensfeindlichen Erdwinter verursachen; und ein halber Grad mehr zur Sonne hin geneigt eine für komplexeres Leben tödliche Hitze im Erdsommer. Jeder Physikstudent kann dies mathematisch genau

nachvollziehen.

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein erdähnlicher Planet irgendwo im Weltall einen so großen Mond (1/3 der Erde) in so geringer Entfernung (385 000 km) und über Jahrmillionen konstant aufweist, halten Astronomen für sehr gering.

Hinzu kommt eine ganz einzigartige Entstehungsgeschichte des Mondes, die wir erst seit den Apollo-Missionen der NASA in der 1970er Jahren genauer kennen. Bis dahin rivalisierten zwei Theorien miteinander: Entweder habe die Erde sich den Mond als Satalliten  gleichsam eingefangen. Für das Wie gab es keine Erklärung – oder aber der Mond sei lediglich eine „Ausstülpung“ der Erde, verursacht durch einen großen Meteoriteneinschlag.

Klarheit brachten erst die Gesteinsproben vom Mond und die Erforschung des Mondinnern, das trotz der Größe des Trabanten wider Erwarten keinen heißen oder gar flüssigen Kern aufweist. Dies zwang zu einem Umdenken, das zu einer sehr viel komplexeren Entstehungstheorie unseres Nachtgestirns führte.

Demzufolge kollidierte ein Himmelskörper von der Größe des Mars schon in der Mitte der Erdgeschichte mit unserem Planeten, ohne aber gleich unseren heutigen Mond hervorzubringen. Die durch den ungeheuren Aufprall herausgeschleuderten Erdtrümmer entwichen zu einem Teil ins Weltall. Der durch die Anziehungskraft zurückgehaltene Rest bildete zunächst einen Ring von Gesteinsbrocken rund um die Erde. Durch Kollisionen dieser Trümmer entstand im Verlauf von einigen zehntausend Jahren unser Gebilde Mond.

Das Phantastische dabei ist, dass der Aufschlag des riesigen Planeten genau an der richtigen Stelle erfolgen musste, um genügend „Erdsubstanz“ freizusetzen, ohne unsere Erde völlig zu zertrümmern – und überdies zum richtigen Zeitpunkt unserer Erdgeschichte – nämlich als die in der Entstehung begriffene Erde bereits einen heißen Metallkern, einen Ozean und eine Atmosphere aufwies.

Wäre der Aufschlag zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt, dann hätte die größere Masse und Anziehungskraft der Erde verhindert, dass ausreichend Masse herausgeschleudert worden wäre, um einen Mond von der erforderlichen Größe (zur Stabilisierung der Erdachse) zu bilden. Ein Aufprall zu einem früheren Zeitpunkt der Erdgeschichte hätte wegen noch zu geringer Anziehungskraft sämtliche Einschlagstrümmer ins All entweichen lassen, ohne überhaupt einen Mond hervorzubringen, geschweige denn einen von der „richtigen“ Größe.

Überdies vermuten die Wissenschaftler, dass durch die enorme Wucht und Hitzebildung beim Aufprall des Kometgiganten ein Ozean von glühendem Magma sich über die Erdoberfläche ergoss und hiermit die Voraussetzungen geschaffen wurden für das Phänomen derPlattentektonik. Nach neueren Erkenntnissen ist sie ein ganz entscheidender Faktor für die Entstehung von Leben auf der Erde. Sie sorgte für die Bildung von Landmassen und Kontinenten und am Ende für die biotische Vielfalt auf unserer Erde: Geschätzte 3 bis 30 Millionen Arten.

Gasometer in Oberhausen

Als eine Art globaler Thermostat steuerte die Plattentektonik fortan durch die jeweils „richtige“ Bereitstellung von Silikatmengen den CO2-Gehalt der Erdatmosphäre und verhinderte somit die Entstehung eines gefährlichen Treibhauseffekts bzw. das Erstarren unseres Erdballs zu „ewigem Eis“. Und nicht weniger wichtig ist die Plattentektonik für die Bildung eines Magnetfeldes, das uns zusammen mit anderen Faktoren die tödlichen Strahlen der Sonne fernhält.

In Gang gesetzt wurden diese komplizierten Prozesse übrigens erst durch den Aufprall des Kometgiganten, wobei sich die flüssigen Metallkerne von Erde und Himmelskörper vereinigten und dadurch ein brodelnder Magmaüberschuss unterhalb der Erdkruste entstand. Dieser und die Plattenverschiebung unserer Erdkruste sind noch heute verantwortlich für die Vulkanausbrüche und Erdbeben an den Randbereichen der sich untereinander schiebenden Erdplatten.

Was in den betroffenen Gebieten schon viele Menschenleben gekostet hat, war erdgeschichtlich gesehen eine Voraussetzung für die Entstehung und den Erhalt einer lebensfreundlichen Umgebung.

Bedenkt man überdies, dass noch mehr als ein Dutzend weiterer

unverzichtbarer Faktoren passgenau hinzukommen mussten, um auch nur einfachste Lebensformen zu ermöglichen, dann ahnt man, warum die Autoren Peter Ward und Donald Brownlee ihre wissenschaftliche Veröffentlichung mit dem Titel „Rare Earth“ (Seltene Erde) versehen haben. Und dass sie davon ausgehen, dass unser Planet Erde nach den Gesetzen der Wahrscheinlichkeit nur wenige Geschwister im gesamten Universum haben dürfte – und vermutlich sogar ein einsames Unikat ist.

Die Entstehungsgeschichte unserer am Ende so überreich belebten Erde erinnert stark an das sogenannte anthropiche Prinzip (griech. anthropos = Mensch), das immer mehr Kosmologen und neuerdings auch Quantenphysiker bereits in den Anfängen unseres Universums, dem Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren, zu erkennen glauben: präzise aufeinander abgestimmte Gesetzmäßigkeiten mit dem offenkundigen

Ziel, Leben zu ermöglichen und am Ende uns Menschen auf dem blauen Planeten Erde – ausgestattet mit der Fähigkeit, den großen Gedanken der Schöpfung noch einmal zu denken und zu bestaunen. 

Unser Autor Bruno Machinek ist Oberstudienrat und er veröffentlichte in diesem Jahr sein zweites populärwissenschaftliches Buch „Gott und die Welt der Quanten“ (14,90 €) im Gerhard-Hess-Verlag: http://www.gerhard-hess-verlag.de.

Das Buch kann dort sowie im Buchhandel bestellt werden – oder auch bei uns (portofrei): Tel. 0251-616768.


Schlamm auf dem Mars wie Lava auf der Erde

Wissenschaftler hegen seit langem die Vermutung, dass es auf dem Mars nicht nur ‚feuerspeiende‘ Vulkane gab, die große Mengen an glutflüssiger Lava über den Planeten verteilten. So sind zahlreiche konische Bergkegel auf der Nordhalbkugel des Roten Planeten möglicherweise das Ergebnis von Schlammvulkanismus.

Allerdings fehlten den Forschern bisher Erkenntnisse, wie sich wasserreicher Schlamm an der Marsoberfläche verhält.

Ein außergewöhnlicher Laborversuch unter Beteiligung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) konnte nun zeigen, wie Schlamm bei sehr tiefen Temperaturen und unter sehr geringem Atmosphärendruck fließt: Er verhält sich ähnlich fließender Lava auf der Erde.

Die jetzt in der Fachzeitschrift NATURE Geoscience veröffentlichten Ergebnisse ergänzen das bestehende Bild des Mars und seiner von Vulkanismus geprägten Geschichte um eine wichtige Facette.

„Wir wissen seit langem, dass in der frühen Marsgeschichte vor mehreren Milliarden Jahren große Wassermengen in kurzer Zeit freigesetzt wurden und dabei Täler riesigen Ausmaßes in die Landschaft erodierten, die heute längst trockengefallen sind“, erklärt Ernst Hauber vom DLR-Institut für Planetenforschung, der an der Studie beteiligt ist.

„Von diesen Ausflusstälern wurden umfangreich abgetragene zerkleinerte Gesteinsmassen in die nördlichen Tiefebenen des Planeten transportiert und dort schnell abgelagert. Später wurden diese Gesteinsmassen dann von jüngeren Sedimenten und vulkanischen Gesteinen überdeckt.“

Einige Marsforscher vermuteten schon bisher, dass diese wasserreichen Sedimente im Untergrund unter bestimmten Umständen verflüssigt worden sein könnten und unter Druck wieder an die Oberfläche gepresst wurden.

In Anlehnung an den Aufstieg von Magma wird dieser Prozess, der auf der Erde in vielen Sedimentbecken gut dokumentiert ist, sedimentärer Vulkanismus oder kurz Schlammvulkanismus genannt.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/content/de/artikel/news/2020/02/20200518_schlamm-fliesst-auf-dem-mars-wie-lava-auf-der-erde


Können Organismen auf dem Mars überleben?

Die Erde ist ein ganz besonderer Planet: Sie ist der einzige Himmelskörper im Sonnensystem, von dem wir wissen, dass er Leben beherbergt. Oder gibt es doch weitere Planeten und Monde, auf denen Leben vorstellbar wäre?

Der Mars wird hier immer zuerst genannt, er hat viele Eigenschaften mit der Erde gemeinsam und in seiner geologischen Vergangenheit strömte auch Wasser über seine Oberfläche. Doch heute sind die Bedingungen auf dem Mars so extrem, dass es schwer vorstellbar ist, dass Organsimen, wie wir sie von der Erde kennen, auf dem kalten und trockenen Wüstenplaneten überleben könnten.

Herauszufinden, ob es doch möglich ist, war eines der Ziele des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt koordinierten Experiments BIOMEX (BIOlogy and Mars EXperiment) auf der Internationalen Raumstation ISS. Jetzt liegen die Ergebnisse vor:

Tatsächlich sind manche irdische biologische Substanzen und Strukturen sehr hart im Nehmen. Sie überlebten grenzwertige Umweltbedingungen während eines 18-monatigen Stresstests im Weltall. Dabei waren Proben unterschiedlicher Organismen wie Bakterien, Algen, Flechten und Pilze auf einer Außenplattform der ISS insgesamt 533 Tage dem Vakuum, intensiver UV-Strahlung und extremen Temperatur-Unterschieden ausgesetzt.

BILD: Die EXPOSE-R-Versuchsanordnung mit BIOMEX auf der ISS

„Einige der Organismen und Biomoleküle haben im offenen Weltraum eine enorme Strahlungsresistenz gezeigt und kehrten tatsächlich als ‚Überlebende‘ aus dem All zur Erde zurück“, zeigt sich Dr. Jean-Pierre Paul de Vera vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin-Adlershof beeindruckt. Dem Astrobiologen oblag die wissenschaftliche Leitung von BIOMEX:

„Wir haben u.a. Archäen, also einzellige Mikroorganismen, wie es sie auf der Erde seit über dreieinhalb Milliarden Jahren im salzigen Meerwasser gibt, untersucht. Unsere ‚Probanden‘ sind Verwandte, die aus dem Permafrost der Arktis isoliert wurden. Sie haben unter Weltraumbedingungen überlebt und sind zudem mit unseren Instrumenten detektierbar. Solche Einzeller wären Kandidaten für Lebensformen, die wir uns auch auf dem Mars vorstellen könnten.“

Leben auf dem Mars scheint nicht unmöglich zu sein Mit diesem Ergebnis wurde das Hauptziel des Experiments erreicht: Prinzipiell scheinen manche Lebewesen, die auf der Erde unter extremen Umweltbedingungen vorkommen, sogenannte „extremophile“ Organismen, auch auf dem Mars existieren zu können.

„Das bedeutet freilich noch lange nicht, dass Leben auch wirklich auf dem Mars vorkommt“, schränkt de Vera ein. „Aber die Suche danach ist nun mehr denn je die stärkste Triebfeder für die nächste Generation von Raumfahrtmissionen zum Mars.“

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-32959


Der Mars-Maulwurf des DLR hämmert sich erstmals in den Untergrund des Roten Planeten

Am 28. Februar 2019 hat sich der Marsmaulwurf des DLR (Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt) erstmals vollautomatisch in den Marsboden gehämmert. In einem ersten Schritt drang er über eine Phase von vier Stunden mit 4000 Hammerschlägen etwa 18 bis 50 Zentimeter in den Marsboden ein.

GRAFIK: Nach ihrem Start landete die NASA-Sonde InSight etwas nördlich des Mars-Äquators und entfaltete seine Solarpanele. (Foto: NASA/JPL-Caltech)

„Bei seinem Weg in die Tiefe ist der Maulwurf anscheinend auf einen Stein getroffen, hat sich um etwa 15 Grad geneigt und diesen beiseitegedrückt oder sich an ihm vorbeigeschoben“, sagt der wissenschaftliche Leiter des HP3-Experiments Prof. Tilman Spohn:

„Anschließend hat er sich in fortgeschrittener Tiefe gegen einen weiteren Stein gearbeitet, bis die geplante vierstündige Betriebszeit der ersten Sequenz abgelaufen war.“

Bei Tests auf der Erde zeigte sich, dass die stabförmige Rammsonde in der Lage ist, kleinere Steine zur Seite zu schieben, was allerdings sehr zeitintensiv ist.

Nach einer Abkühlpause wollen die Forscher den Maulwurf in einer zweiten Sequenz für erneut vier Stunden weiterhämmern lassen. In den Folgewochen mit weiteren Abschnitten wollen sie bei ausreichend porösem Untergrund eine Zieltiefe von drei bis fünf Metern erreichen. 

Dabei zieht der Maulwurf hinter sich ein mit Temperatursensoren bestücktes, fünf Meter langes Flachbandkabel in den Marsboden hinein.

Die Sonde pausiert nach jedem Schritt für etwa drei Marstage (Sol), um nach dem mehrstündigen Hämmern mit Reibung und Hitzeentwicklung etwa zwei Tage abzukühlen und dann bei ausreichender Tiefe die Wärmeleitfähigkeit des Bodens zu messen.

„Dazu wird eine Folie in der Hülle des Maulwurfs mit bekannter elektrischer Leistung für einige Stunden geheizt“, erklärt DLR-Planetenforscher Dr. Matthias Grott: „Der gleichzeitig gemessene Anstieg der Temperatur der Folie gibt uns dann ein Maß für die Wärmeleitfähigkeit des unmittelbar umgebenden Bodens.“

Ergänzend misst das am InSight-Lander angebrachte Radiometer die Temperatur des Marsbodens an der Oberfläche, die von leichten Plusgraden bis fast minus hundert Grad Celsius schwankt.

Quelle und ausführlicher Text hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-32400/#/gallery/33593


Weltraum-Mission InSight: DLR-Maulwurf HP³ am 12.2. auf Marsboden abgesetzt

Senkrecht auf flachem Grund steht er bereit für seine historische Mission:

Am 12. Februar 2019 um 19:18 Uhr MEZ ist der Marsmaulwurf HP³ des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit dem robotischen Arm des NASA-Landers InSight ausgesetzt worden.

In den kommenden Wochen soll die ferngesteuerte Rammsonde erstmals in der Geschichte der Raumfahrt bis zu fünf Meter tief in den Marsboden eindringen, um Temperatur und Wärmeleitfähigkeit des Untergrunds zu messen und daraus den Wärmestrom aus dem Inneren des Mars zu bestimmen.

BILD: Selfie der InSight-Landesonde auf dem Mars (Foto: NASA)

Der Wärmestrom gibt den Forschern eine Kennzahl zur thermischen Aktivität des Roten Planeten. Daraus lässt sich schließen, wie sich das Innere des Mars entwickelt hat, ob er noch immer über einen heißen flüssigen Kern verfügt und was die Erde im Vergleich so besonders macht.

Zuvor wurde bereits das Seismometer SEIS mitsamt einer zusätzlichen Schutzabdeckung gegen Wind und Temperaturschwankungen in ähnlicher Entfernung wie HP³ von der InSight-Muttersonde auf den Marsboden gesetzt. SEIS und HP³ stehen etwa einen Meter voneinander entfernt.

„Thermophysikalisch gesehen, kann man Planeten als Wärmekraftmaschine begreifen, die Vulkanismus, Tektonik, und Magnetismus erzeugt“, erklärt Prof. Tilman Spohn. Wärmeflussmessungen sind wichtige Randbedingungen für die Modellierung der thermischen Entwicklung der Erde, des Mars und anderer Planeten. 

Nach weitgehender Überzeugung der Wissenschaftler hat die geologische Entwicklung eines Planeten große Bedeutung für seine Lebensfreundlichkeit bis hin zu den Ereignissen, die das Leben überhaupt entstehen lassen.

Auf der Erde bildeten sich im Laufe der Entwicklung Kontinente und Ozeane, die sich tektonisch ständig gegeneinander verschieben und verändern. Die Flachmeere der Kontinente oder die Vulkanketten in den Ozeanen könnten die Orte gewesen sein, an denen das Leben entstand.

Dem Mars fehlen diese tektonischen Elemente, einerseits vermutlich, weil er kleiner ist, andererseits, weil er nicht genügend Wasser hat, um den Prozess der Plattentektonik, wie auf der Erde, über einen längeren Zeitraum oder dauerhaft zu „schmieren“.

Zwar hatte der frühe Mars mehr Wasser und Eis als heute und war durchaus zumindest zeitweise lebensfreundlich. Mit Hilfe der Messungen von InSight wollen die Forscher die planetenphysikalischen Aspekte dieser komplexen Zusammenhänge besser verstehen.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: https://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-32200/#/gallery/33477


Neues ISS-Experiment soll Sauerstoff und Nahrung für Astronauten verbessern

Ein langer Weg ins Weltall

Auf der internationalen Raumstation ISS wird aktuell das Wachstum von Bakterien untersucht, die in der Lage sind, Sauerstoff und essbare Biomasse zu produzieren. Entwickelt wurde das Experiment von Mikrobiologen des belgischen Studiencentrums für Kernenergie (SCK-CEN) in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

DLR-Foto: Joachim Strenge (DLR-Mitarbeiter) simuliert die Experimente, die Astronauten später auf der ISS durchführen, im Biolab des DLR-Instituts für Raumfahrtmedizin. 

Die Versorgung von Astronauten mit frischen Lebensmitteln und Sauerstoff ist eine der wichtigsten Herausforderungen für bemannte Langzeitmissionen wie beispielsweise der Reise zum Planeten Mars.

Alles, was unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit produziert werden kann, spart Platz, Gewicht und trägt auch zur Sicherheit von Weltraummissionen bei.

Eine Arbeitsgruppe um die belgische Biologin Dr. Natalie Leys sieht in dem Bakterium Arthrospira einen vielversprechenden Kandidaten für den Einsatz im Weltall.

Bei dem Experiment Arthrospira handelt es sich um ein mit Algen verwandtes Cyanobakterium, welches Sauerstoff und Biomasse produzieren kann. Das macht diese Bakterien interessant für Lebenserhaltungssysteme, da sie CO2 und Nitrat zu Sauerstoff und großen Mengen Biomasse umwandeln können.

Durch ihren hohen Gehalt an essentiellen Aminosäuren sind Cyanobakterien der Gattung Spirulina schon als Nahrungsergänzungsmittel auf der Erde bekannt.

Bevor Arthrospira auf dem Speiseplan der Astronauten steht, müssen jedoch umfangreiche Testreihen durchlaufen werden. Ein vorläufiger Höhepunkt sind dabei die Experimente im Biolab der ISS, die im Auftrag der ESA auf der Raumstation durchgeführt werden.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-25713


Satellit „Eu:CROPIS“ wird zwei Gewächshäuser für Mars und Mond betreiben

Die Umsetzung einer Weltraummission ist wie ein Rennen in Etappen – nur wenn erste Modelle eines Satelliten erfolgreich getestet wurden, fällt der Startschuss für den Bau des eigentlichen Flugmodells.

Für den Satelliten Eu:CROPIS des Deutschen Eu:CROPISZentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der zwei Gewächshäuser im All unter Mond- und Marsbedingungen betreiben wird, ist dieser nächste Meilenstein nun erreicht: Der Bau des Flugmodells kann beginnen.

Die Ziellinie liegt dabei bereits fest – in der zweiten Jahreshälfte 2017 sollen der Satellit und seine wissenschaftliche Nutzlast mit der Falcon 9 von Space-X in Richtung All starten.

„Bis Frühjahr 2017 werden wir im DLR Bremen das Flugmodell bauen und ausgiebig für den Flug testen“, erläutert Ingenieur Hartmut Müller, Projektleiter für den Bau des Satelliten am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme.

Mikroorganismen und Augentierchen als Helfer

Der Satellit Eu:CROPIS soll während seiner Mission in 600 Kilometern Höhe rotieren und dabei in seinem Inneren für sechs Monate zunächst die Schwerkraft von Mond und anschließend sechs Monate lang Mars-Gravitation erzeugen. Dabei sollen Tomatensamen unter den überwachenden Augen von 16 Kameras keimen und kleine Weltraum-Tomaten entwickeln.

Die entscheidenden Helfer, die dies ermöglichen, fliegen mit ins All: Zum einen wird ein ganzes Konsortium von Mikroorganismen in einem Rieselfilter dafür sorgen, dass aus künstlichem Urin ein bekömmlicher Dünger für die Tomaten entsteht, zum anderen sind Augentierchen – der Einzeller Euglena – mit an Bord, um das geschlossene System zusätzlich vor überschüssigem Ammoniak zu schützen und zudem Sauerstoff zu liefern.

LED-Licht wird für Augentierchen und Tomatensamen einen Tag- und Nachtrhythmus liefern, ein Drucktank für irdische Atmosphäre sorgen.

Tomaten für die Astronauten-Crew Eu:CROPIS

„Wir simulieren und testen letztendlich Gewächshäuser, die auf Mond oder Mars im Inneren eines Habitats stehen könnten und für eine Crew vor Ort frische Lebensmittel liefern, indem sie in einem geschlossenen System Abfälle kontrolliert in Dünger umwandeln“, sagt DLR-Biologe Dr. Jens Hauslage, der die Mission wissenschaftlich leitet. In einem Mondhabitat zum Beispiel wäre das Gewächshaus im Inneren – dort, wo auch die Astronauten sich in einer erdähnlichen Atmosphäre aufhalten.

Einer der Abfälle, die mit großer Regelmäßigkeit entstehen würde: der Urin der Astronauten. Anpassen müssten sich die Pflanzen dabei an die verminderte Schwerkraft – auf dem Mond herrscht etwa ein Sechstel der Erdanziehungskraft, auf dem Mars etwas ein Drittel.

„Ein Komposthaufen zum Recycling wäre aber nicht kontrollierbar für eine Raumstation oder ein Habitat – deshalb verwenden wir unseren Rieselfilter C.R.O.P., der wie normaler Boden funktioniert, allerdings unter kontrollierten Bedingungen.“

Bevor Eu:CROPIS auf die Reise geschickt wird, werden die Lavasteine des Rieselfilters deshalb zunächst mit getrockneter Erde „infiziert“. Durch diese Impfung ziehen verschiedene Organismen in die löchrige, große Oberfläche der Lavasteine ein und nutzen diese als Habitat. Im All wird dann alle zwei, drei Tage künstlicher Urin versetzt mit Wasser über dieses Habitat rieseln, in dem ein wahrer Wettbewerb der Mikroorganismen um diese Nahrung entsteht. Das schädliche Ammoniak wird dabei über Nitrit zu Nitrat abgebaut und als Dünger zu den Tomatensamen geleitet.

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Spurensuche per Exo-MARS 2016: Biologisches Leben auf dem Roten Planeten?

Am 14. März 2016 um 10.31 Uhr Mitteleuropäischer Zeit (MEZ) ist die ExoMars 2016-Mission der Europäischen Weltraumagentur ESA und der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos vom russischen Kosmodrom Baikonur zu unserem Nachbarplaneten aufgebrochen.

An Bord der Proton-Rakete sind der Trace Gas Orbiter (TGO) und der Landedemonstrator Schiaparelli untergebracht, die sich knapp elf Stunden nach dem Start von der Rakete getrennt und Kurs in Richtung Mars eingeschlagen haben. StartExoMars2016_sn_l

Um 22.29 Uhr wurde das erste Signal des Duos im Kontrollzentrum in Darmstadt empfangen. „In enger Kooperation von Politik, Industrie und Wissenschaft ist eine Mission entstanden, die die Suche nach Spuren von Leben auf dem Mars ebenso fortführt, wie auch neue Technologien erprobt“, betont Prof. Pascale Ehrenfreund, Vorstandsvorsitzende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Im Jahr 2018 soll dann die Folgemission einen Rover auf der Oberfläche des Roten Planeten absetzen. Das Raumfahrtmanagement im DLR unterstützt die ExoMars 2016 und 2018-Missionen durch die Koordination der deutschen Beiträge für die ESA.

 „Mit dem erfolgreichen Start der ExoMars-Mission öffnet sich für die europäische Planetenforschung unter Führung der ESA ein neues Kapitel. Nach Mars Express und erfolgreichen Beteiligungen an internationalen Planetenmissionen sehen auch deutsche Wissenschaftler und Ingenieure mit Spannung dem Flug der Sonde und der Ankunft am Roten Planeten entgegen“, freut sich Prof. Ehrenfreund.

Nach dem Start, dem Ausbreiten der Solarpanels und dem Ausklappen der Kommunikationsantenne fliegen TGO und Schiaparelli gemeinsam rund sieben Monate durch den interplanetaren Raum in Richtung Roter Planet.

Drei Tage vor ihrem Eintreffen wird Schiaparelli von TGO abgetrennt, bevor dieser dann in einen Orbit 400 Kilometer über der Marsoberfläche einschwenken wird.

„Schiaparelli wird zunächst im Tiefschlaf weiterfliegen, bis er einige Stunden vor seinem Eintritt in die Atmosphäre wieder aufgeweckt wird. Bei ihrem Eintritt wird die Landekapsel durch die Reibung von circa 21.000 auf rund 1.650 Stundenkilometer abgebremst. Ihr Hitzeschild schützt sie dabei vor dem Verglühen, denn beim Bremsvorgang entstehen dort extreme Temperaturen“, erklärt Oliver Angerer, Gruppenleiter für Exploration beim DLR Raumfahrtmanagement.

Ein Fallschirm verlangsamt die Sonde weiter, bis er in einer Höhe von etwas mehr als einem Kilometer abgestoßen wird. Für den letzten Geschwindigkeitsverlust sorgen Bremstriebwerke. Zwei Meter über der Oberfläche werden diese dann abgeschaltet und Schiaparelli wird die restliche Strecke fallen – ein Landetest für die Folgemission ExoMars 2018.

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Foto: ESA / Stephane Corvaja


Mission InSight: Reise zum Mars beginnt 2018

Die im Dezember 2015 auf Eis gelegte Marsmission InSight wird voraussichtlich bei nächster Gelegenheit – im Mai 2018 – zum Roten Planeten starten. Technische Schwierigkeiten mit einem der beiden Hauptexperimente, dem Seismometer, hatten dazu geführt, dass die amerikanische Weltraumbehörde NASA den für März 2016 geplanten Start absagte. Insight_Bild_l

Nun fiel die Entscheidung: Die Mission erhält Aufschub und einen neuen Starttermin in zwei Jahren. „Das sind für uns sehr gute Nachrichten“, sagt Prof. Tilman Spohn vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Er ist der wissenschaftliche Leiter für das zweite Hauptexperiment: Das Sensorpaket HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) des DLR mit einem „Maulwurf“, der sich auf dem Mars bis zu fünf Meter tief in den Boden hämmern und die Wärmeströme im Inneren des Planeten messen soll: „Eine Messung, die zum ersten Mal durchgeführt wird und uns Informationen über die Entwicklung des Planeten und seinen Wärmehaushalt geben wird“.

Zwangspause für den „Maulwurf“

Geplant ist der Start nun für den 5. Mai 2018, gut ein halbes Jahr später könnte am 26. November 2018 die Landung stattfinden. Dies gibt der französischen Raumfahrtagentur CNES, die für das Seismometer verantwortlich ist, die Möglichkeit, nach den Ursachen des aufgetretenen Vakuumlecks ihres Instruments zu forschen, zu beheben und 2017 zu testen.

Für die Planetenforscher des DLR bedeutet die Verzögerung der Mission, dass Teile des Sensorpakets wieder nach Deutschland transportiert, dort gelagert und erneut kalibriert werden. „Das ist uns aber natürlich viel lieber als ein komplettes Absagen der Mission“, betont DLR-Planetenforscher Tilman Spohn.

In den vergangenen Monaten hatten die Wissenschaftler unruhig darauf gewartet, wie die Entscheidung der NASA ausfallen würde. Die InSight-Mission gehört zum Discovery-Programm und unterliegt dessen strengen Regeln – diese sehen eine kurze Entwicklungsdauer, einen pünktlichen Start und einen engen Kostenrahmen vor. Für InSight ist die NASA von diesen strikten Regeln etwas abgewichen.

„Die InSight-Mission ist eine Ausnahme-Mission, die sich der geophysikalischen Erforschung des Mars widmet“, erläutert DLR-Wissenschaftler Tilman Spohn.

Vorstoß ins Innere des Roten Planeten

Was 2018 als vollautomatischer Schlagbohrer zum Mars reisen soll, hat bisher nur einen Vorläufer: Die Astronauten der Apollo-17-Mission verwendeten einen handbetriebenen Bohrer, um in bis zu drei Metern Tiefe auf dem Mond Messungen vorzunehmen. „Im Prinzip sind dies zwar einfache Messungen, aber in der Ausführung sind sie kompliziert.“

Der „Maulwurf“ des DLR wird Temperatursensoren Zentimeter für Zentimeter in den Marsboden bringen. Getestet wurde dies unter anderem am DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in einer meterhohen, mit Sand gefüllten Röhre. Ein Radiometer am Instrument überwacht zudem die Temperatur der Oberfläche am Landeplatz. Aus beiden Datensätzen – der Messung an der Oberfläche und im Inneren – können die Wissenschaftler dann auf den Wärmefluss des Planeten schließen. „Aus diesen Erkenntnissen lernen wir dann auch mehr über die Entwicklung unserer Erde.“

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Suche nach Leben auf dem Mars mit „Überlebenskünstler“-Organismen auf Erden

Der Planet Mars rückt zunehmend in den Fokus der internationalen Raumfahrt. Bei der Erforschung unseres Nachbarplaneten nimmt die Suche nach Leben einen besonderen Stellenwert ein. Eine grundlegende Voraussetzung, um Spuren des Lebens zu erkennen, ist es, zu wissen, wonach man suchen muss. Überlebenskünstler unter Beobachtung

Dieses Wissen zu vertiefen ist das Ziel der Astrobiologen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), die gemeinsam mit internationalen Kollegen im Rahmen des Projektes MASE (Mars Analogues for Space Exploration) forschen.

Die klimatischen Bedingungen auf dem Mars unterscheiden sich deutlich von denen auf der Erde: sehr dünne Atmosphäre, kein Sauerstoff, extrem niedrige Temperaturen, hohe Strahlung, ausgeprägte Trockenheit etc.

Dennoch gibt es Orte auf der Erde, an denen Organismen an derart harsche Umweltbedingungen angepasst sind. Zwar sind die Organismen dort in der Regel nicht allen „Stressfaktoren“, die auf dem Mars vorherrschen, gleichzeitig ausgesetzt. Dennoch lassen sich wichtige Rückschlüsse auf die Überlebensfähigkeit von Organismen ziehen.

Die im Kölner Labor untersuchten Proben stammen aus verschiedenen Teilen Europas und Kanada. Organismen, die besonders an ein stark säurehaltiges Milieu angepasst sind, kommen beispielsweise aus dem Rio Tinto in Spanien und aus einem See auf Island. Im Sippenauer Moor in Deutschland hingegen herrscht ein anaerobes sulfidreiches Umfeld vor. Die russischen und kanadischen Permafrostböden lieferten Proben aus einem dauerhaft kalten Klima.

In der Planeten- und Weltraumsimulationsanlage stellen die Astrobiologen des DLR um Projektleiterin Dr. Petra Rettberg die Bedingungen auf dem Mars nach. Im Mittelpunkt der Forschung steht dabei die Frage, wie Organismen, die an einen bestimmten Stressfaktor angepasst sind, auf den Einfluss weiterer auf dem Mars auftretender Stressfaktoren reagieren.

„In der ersten Phase des MASE-Projekts konnten wir schon sehr interessante Mikroorganismen mit ungewöhnlichen Eigenschaften isolieren, die unser Verständnis der Anpassungsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit von Lebewesen erheblich erweitern“, erklärt Dr. Rettberg.

Der Mars hatte in seiner Vergangenheit vermutlich Phasen, in denen die Bedingungen für Leben besser waren als heute. Deshalb untersuchen die Astrobiologen auch den Prozess der Fossilienbildung, damit evtl. Spuren verwandter Organismen in Proben vom Mars identifiziert werden können. Die zu erwartende Ergebnisse sind auch von Bedeutung für künftige Missionen zur Erkundung des Roten Planeten wie zum Beispiel ExoMars, an der auch deutsche Wissenschaftler beteiligt sind.

Quelle (Text/Foto) und vollständiger Artikel mit Bildern hier: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-15949/year-all/#/gallery/21331