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Teil 1: Die unbemannte Mission

August 2005
Eine neue Trägerrakete ragt auf ihrer Abschussrampe in die Morgendämmerung von Cape Canaveral. Das unbemannte Raumschiff ist die stärkste Rakete die von diesem Weltraumbahnhof abheben wird, seit die Saturn V die ersten Menschen an den Rand des Mare Tranquilitatis auf dem Mond gebracht hat. Der neue Ares Haevy Lifter hat in etwa die gleiche Leistung wie die Modelle der Apollo-Ära, ist aber mit den besten technologischen Errungenschaften der letzten 20 Jahre ausgestattet.

Der Start erfolgt. Vier Shuttle Haupttriebwerke und zwei Feststoff-Booster jagen die die schwere Ares in den Himmel. Hoch über der Atmosphäre erfolgt die Stufentrennung und ein Flüssigbrennstoff-Triebwerk bringt das jetzt 45 Tonnen schwere, unbemannte Raumschiff auf Kurs zum Mars. Diese Rückkehreinheit (ERV) wurde konstruiert um Menschen vom Mars zurück auf die Erde zu bringen, wo es an Fallschirmen im Meer landen wird.

Das ERV transportiert einen kleinen Nuklearreaktor der auf einem leichten Gefährt montiert ist, eine automatisch arbeitende chemische Fabrik und einige andere Fahrzeuge. Es ist mit einem Lebenserhaltungssystem, genügend Nahrung und anderen wichtigen Dingen ausgestattet, um der 4-köpfigen Crew eine sichere Rückkehr zur Erde zu ermöglichen.

Obwohl die beiden Antriebsstufen für die Rückkehr etwa 96 Tonnen Methan und Sauerstoff verbrauchen werden, sind die Tanks praktisch leer. Sie enthalten nur 6 Tonnen flüssigen Wasserstoff.

Februar 2006

ERV mit Hitzeschild

ERV mit Hitzeschild

Das ERV überbrückt die Strecke zum Mars mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 27 Kilometern pro Sekunde und erreicht den roten Planeten nach 6 Monaten. Mit Hilfe des Hitzeschildes der an die Form eines Pilzhutes erinnert, bremst das ERV in den oberen Schichten der Marsatmosphäre ab und schwenkt auf eine stabile Umlaufbahn ein. Hier hält es sich einige Tage auf, damit die Flugingenieure von der Erde aus eine Überprüfung der Systeme durchführen können. Ausserdem erfolgt erst hier die genaue Auswahl des Landegebietes. Ist dieses gefunden taucht das ERV wieder in die Atmosphäre ein und bremst mit dem Hitzeschild auf weniger als Schallgeschwindigkeit ab. An grossen Fallschirmen sinkt es der Oberfläche entgegen. Einige hundert Meter vor dem aufsetzen werden die Schirme Ausgeklinkt und der Abstieg mit kleinen Landeraketen beendet.

Nach der Landung wird das Gefährt mit dem Nuklearreaktor einige hundert Meter von der Landestelle weg bewegt. Der Reaktor bleibt dabei mit einem Kabel mit dem ERV verbunden. Am Ziel angekommen wird der Reaktor mit einer Winde von der Tragfläche heruntergehoben und in einen kleinen Krater oder eine andere natürliche Vertiefung hinabgelassen. Dort nimmt er die Stromproduktion auf versorgt die chemische Fabrik im ERV von nun an mit etwa 100 Kilowatt Strom.

Die Fabrik verbindet den mitgebrachten Wasserstoff (H2)und Kohlendioxid (CO2) aus dem die Marsluft zu 95% besteht zu Methan (CH4) und Wasser (H2O). Dieser einfache Prozess ist der Wissenschaft und der Industrie seit den 90er Jahren des 19. Jahrhunderts bestens bekannt.

Galle-Krater

Der Mars Global Surveyor lieferte dieses Bild des Galle-Kraters östlich der Argyre-Ebene (grosses Bild). Der Krater hat einen Durchmesser von 215 km und wird auch scherzhaft Happy-Face-Krater genannt, weil er sich wie ein Smiley darstellt. Das kleine Bild wurde 1976 von Viking I aufgenommen. (Bildquelle: Star Observer 5/99)
Obwohl der mitgebrachte Wasserstoff bald aufgebraucht sein wird arbeitet die Fabrik weiter. Sie spaltet das entstandene Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff auf. Der Sauerstoff wird gespeichert und später als zweite Komponente für den Antrieb benötigt. Aus dem Wasserstoff wird wieder Methan und Wasser produziert. Von einem dritten System wird durch Spaltung der Marsatmosphäre zusätzlicher Sauerstoff und Kohlenmonoxid produziert. Das Kohlenmonoxid wird als Abfallprodukt in die Atmosphäre ausgestossen und der Sauerstoff wird gespeichert. Nach 6 Monaten hat die Fabrik aus den mitgebrachten 6 Tonnen Wasserstoff insgesamt 108 Tonnen Methan und Sauerstoff hergestellt. Das reicht für den Rückflug des ERV und stellt noch 12 Tonnen Brennstoff für die mit Verbrennungsmotoren ausgestatteten Fahrzeuge zur Verfügung.

September 2006
13 Monate nach dem Start wartet ein vollbetanktes Raumschiff - das ERV - auf der Marsoberfläche auf die Ankunft der Astronautencrew. Die Techniker im Johnson Space Center in Houston/Texas haben jeden Schritt der Treibstoffproduktion überwacht und nachdem der erfolgreiche Abschluss bestätigt wurde grünes Licht für die Fortsetzung der Mission gegeben.

Das ERV setzt nun mehrere kleine Forschungsroboter aus, die nach einem geeigneten Landeplatz für das bemannte Raumschiff suchen. Nach mehrmonatigen seismischen Untersuchungen wir ein geeigneter Platz gefunden und einer der Roboter plaziert an dieser Stelle einen Radar-Transponder. Er wird der Crew zu einer sicheren und punktgenauen Landung verhelfen.

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