Die NASA sucht nach Möglichkeiten, Gesteinsproben vom Mars für weniger als die 11 Milliarden US-Dollar zurückzubekommen, die die Agentur nach ihrem eigenen Plan benötigen würde. Deshalb riefen Beamte letzten Monat die Industrie dazu auf, Ideen vorzuschlagen.
Boeing ist das erste Unternehmen, das Details darüber veröffentlicht, wie es eine Mars-Probenrückführungsmission durchführen würde. Die Studie umfasst einen einzigen Flug der Rakete „Space Launch System“ (SLS), der Super-Schwerlastrakete, die Astronauten im Rahmen der Artemis-Missionen der NASA zum Mond schicken soll.
Jim Green, ehemaliger Chefwissenschaftler der NASA und langjähriger Leiter der Abteilung für Planetenwissenschaften der Agentur, stellte Boeings Konzept am Mittwoch auf dem Humans to Mars-Gipfel vor, einer jährlichen Veranstaltung, die hauptsächlich von traditionellen Raumfahrtunternehmen gesponsert wird. Boeing ist der Hauptauftragnehmer für die Kern- und Oberstufe des SLS und hat das SLS, in erster Linie eine Trägerrakete für die Besatzung, als Rakete für Militärsatelliten und Weltraumsonden konzipiert.
Alles in einem
Green, inzwischen im Ruhestand, sagte, das von ihm und Boeing-Ingenieuren vorgeschlagene Konzept würde die Risiken einer Mars-Probenrückgabe verringern. Bei einer Mission gäbe es weniger potenzielle Fehlerquellen, sagte er.
„Um die Komplexität der Mission zu verringern, führt dieses neue Konzept einen einzigen Start durch“, sagte Green.
Dieses Argument macht durchaus Sinn, aber das Problem ist, dass SLS heute die teuerste Rakete ist, die man fliegen kann. Selbst wenn NASA und Boeing Kostensenkungsmaßnahmen einführen würden, sei es unwahrscheinlich, dass die Kosten für einen einzelnen SLS-Start unter 2 Milliarden US-Dollar sinken würden, berichtete der Generalinspekteur der NASA letztes Jahr. Der Generalinspekteur empfahl der NASA, für zukünftige Artemis-Missionen den Kauf kommerzieller Raketen als Alternative zu SLS in Betracht zu ziehen.
Der Perseverance-Rover der NASA, der seit Februar 2021 auf dem Mars im Einsatz ist, sammelt Boden- und Gesteinskernproben und versiegelt sie in 43 zigarrengroßen Titanröhren. Der Rover hat die ersten zehn dieser Röhren in einem Depot auf der Marsoberfläche abgeworfen, die bei einer zukünftigen Probenrückgabemission geborgen werden könnten. Die restlichen Röhrchen werden wahrscheinlich auf Perseverance verstaut bleiben, in der Hoffnung, dass der Rover die Proben direkt an die Raumsonde weitergibt, die zum Mars kommt, um sie zu holen.
Boeing
In seinen Ausführungen betonte Green die Vorteile des Starts einer Mars-Sample-Return-Mission mit einer einzigen Rakete und einem einzigen Raumschiff. Das Grundkonzept der NASA sieht zwei Starts vor, einen mit einem in den USA gebauten Lander und einer kleinen Rakete, um die Raketenproben von der Marsoberfläche zurückzubefördern, und einen weiteren mit einem europäischen Raumschiff, das sich mit dem Probenträger im Orbit um den Mars trifft und ihn dann mitbringt Proben zurück zur Erde.
„Dieses Konzept ist eine Trägerrakete“, sagte er. „Es ist das SLS. Was macht es? Es trägt eine riesige Nutzlast. Was ist die Nutzlast? Es ist eine Marseintritts- und -abstiegs-Flugzeughülle. Es verfügt über ein Antriebsmodul für den Abstieg.“
Der Lander würde alles transportieren, was nötig sei, um die Proben zurück zur Erde zu bringen. Ein Abholrover an Bord des Landers würde losfahren und die vom Perseverance-Rover gesammelten Probenröhrchen abholen. Dann würde ein Roboterarm die Probenröhrchen in einen Behälter an der Spitze einer zweistufigen Rakete namens Mars Ascent Vehicle (MAV) überführen, die oben auf dem Lander sitzt. Das MAV hätte den nötigen Schwung, um die Proben von der Marsoberfläche in die Umlaufbahn zu befördern und dann Triebwerke abzufeuern, um einen Kurs zurück zur Erde anzusteuern.
Boeing hat keine direkte Erfahrung als Hauptauftragnehmer für eine Marsmission. SpaceX mit seiner riesigen Starship-Rakete, die für spätere Marsmissionen entwickelt wurde, und Lockheed Martin, das mehrere Marslander für die NASA gebaut hat, sind die Unternehmen mit der Technologie und dem Fachwissen, die für die Mars-Probenrückgabe am nützlichsten zu sein scheinen.
Die NASA sammelt auch Ideen für die Mars-Probenrückgabe von ihren Raumfahrtzentren in den Vereinigten Staaten. Die Agentur beauftragte außerdem das Jet Propulsion Laboratory, das für die Entwicklung des ursprünglichen Dead-on-Arrival-Konzepts verantwortlich war, mit der Ausarbeitung einer besseren Idee. Später in diesem Jahr werden NASA-Beamte auf diese neuen Vorschläge zurückgreifen, wenn sie entscheiden, wie mit der Mars-Probenrückgabe fortgefahren werden soll, mit dem Ziel, in den 2030er Jahren Proben vom Mars zurückzubekommen.