Wasserspuren, Lebensbedingungen und Katastrophen: Was Curiosity in 10 Jahren auf dem Mars gelernt hat

Vor 10 Jahren, Anfang August, startete der Jetlander des Mars Research Laboratory

Ausgestattet mit wissenschaftlichen Instrumenten trat ein Roboter von der Größe eines Autos seine Reise zum Mars an.Er musste Beweise dafür finden, dass der Rote Planet vor Milliarden von Jahren die notwendigen Bedingungen für mikroskopisches Leben hatte.

Der Rover sollte ursprünglich dienennur ein Marsjahr (686 Erdentage). Doch trotz Verschleißerscheinungen steht der Rover laut NASA kurz davor, ein aufregendes neues Kapitel seiner Mission zu beginnen und den Marsberg zu besteigen.

Beweis für die Existenz von Wasser

Unmittelbar nach der Landung des Rovers Curiosityentdeckten glatte, abgerundete Kieselsteine, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie einst mehrere Kilometer stromabwärts gerollt sind. Die Analyse ergab, dass sich solche Strukturen in einem Fluss gebildet haben könnten, dessen Tiefe von mehreren zehn Zentimetern bis zu einem Meter reichte.

Später, als das Forschungsmodul kamAm Mount Sharp haben Wissenschaftler entdeckt, dass mehrere hundert Meter der Felsoberfläche aus versteinertem Schlick bestehen, der sich am Grund kleiner Seen gebildet hat. Forscher glauben, dass Flüsse und Seen den Gale Crater seit mindestens zehn Millionen Jahren gefüllt haben.

Weitere Entdeckungen bestätigten nur die ersten Erkenntnisse: Offenbar existierte Wasser auf dem Mars lange genug, um Leben entstehen zu lassen.In einer kürzlich durchgeführten Studie fanden Wissenschaftler beispielsweise chemische Spuren einer langfristigen Grundwasserexposition im Grundgestein des Gale-Kraters. 

Trockener Flusslauf auf dem Mars

Vergrößertes Bild des alten Flussbettes. Felsen auf dem Mars (links) und Felsen aus einem ausgetrockneten Fluss auf der Erde (rechts)
Bilder: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Gab es Leben auf dem Mars?

Auf dem Roten Planeten wurden keine Spuren von Dinosauriern oder anderen großen Lebewesen gefunden, und wenn es jemals Leben auf dem Mars gegeben hat, hatte es anscheinend keine Zeit, sich über einfache Mikroorganismen hinaus zu entwickeln. 

Es ist mit Sicherheit bekannt, dass die Bedingungen auf dem frühen Mars so warengünstig für die Entwicklung lebender Organismen. Curiosity hat Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Kohlenstoff, Schlüsselbestandteile, die für das Leben notwendig sind, in einer Pulverprobe gefunden, die aus dem Schafsbett-Tonstein in der Yellowknife Bay gewonnen wurde. In der Probe wurden auch Tonminerale und eine geringe Menge Salz gefunden, was darauf hindeutet, dass hier einst frisches, möglicherweise Trinkwasser geflossen ist.

Trotz Bestätigung günstiger Konditionen uzahlreiche Proben, Leben auf dem Mars wurde noch nicht gefunden. Wissenschaftler der NASA vermuten in diesem Jahr, dass der Grund darin liegt, dass die Missionen an den falschen Stellen suchen. Eine neue Studie hat gezeigt, dass unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung Aminosäuren in den oberen Regolithschichten auf dem Roten Planeten zerfallen. Das bedeutet, dass Spuren von organischem Leben in einer Tiefe von mehr als 2 m gesucht werden müssen.

Erster Nachweis von organischem Kohlenstoff

Ende 2014 bestätigten NASA-Wissenschaftler den Nachweis von organischem Kohlenstoff auf der Marsoberfläche.Es ist Teil komplexer Moleküle, die die Bausteine für lebende Zellen sind.Organische Stoffe wurden in mehreren Proben gefunden, die der Rover am Mount Sharp und in den umliegenden Ebenen erhalten hatte. 

Diese Entdeckung bestätigt auch nicht das Vorhandensein odervergangene Existenz des Lebens auf dem Mars. Aber es heißt, dass es einmal alle ursprünglichen "Zutaten" für das Leben gab. Darüber hinaus zeigte der Fund, dass die Bedingungen auf dem Mars es ermöglichen, organisches Material zu konservieren.

Zunächst registrierte der Rover einen zehnfachen Anstieg von Methan, einer organischen Substanz, in der Atmosphäre um die Gesteinsprobe herum.Die chemische Analyse des aus diesem Material gewonnenen Pulvers bestätigte das Vorhandensein anderer kohlenstoffhaltiger Substanzen.Leider ist es aufgrund der begrenzten Fähigkeiten des Rovers unmöglich, genau zu identifizieren, welche Moleküle gefunden wurden. 

Wissenschaftler werden in der Lage sein, die chemische Zusammensetzung besser zu untersuchen, nachdem Proben des Marsbodens zur Erde gebracht wurden.

Die erste Probe von Gesteinsbohrungen. Bild: NASA, JPL-Caltech, MSSS

Aktives Methan in der Atmosphäre

Im Jahr 2013 war das durchstimmbare Laserspektrometer von Curiosity das erste, das eineDie Sensoren des Geräts zeigten, dass er sich in den wenigen Monaten von Ende 2013 bis Anfang 2014 um das 10-fache erhöhte. 

Die Entdeckung von Methan auf dem Mars war ein Meilenstein inErforschung des Planeten, weil er zum Beispiel von lebenden Organismen oder durch chemische Reaktionen zwischen Gestein und Wasser entstehen kann. Was genau zur Bildung von Methan auf dem Roten Planeten führt und warum sich dessen Menge ständig ändert, ist noch nicht bekannt.

2013 zeigten beispielsweise Curiosity-Sensoren, dass die durchschnittliche Konzentration dieses Gases in der Atmosphäre etwa neun Teile pro Milliarde betrug, 2019 waren es bereits dreimal so viele.

Mögliche Methanquellen. Bild: NASA, JPL-Caltech

Eine weitere überraschende Entdeckung ist, dass Methan in der Atmosphäre nachts zu erscheinen scheint, aber verschwindetZu dieser Annahme kamen die Forscher, indem sie Daten der Instrumente des Rovers und des von der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelten Weltraumsatelliten Trace Gas Orbiter verglichen. 

Wissenschaftler glauben, dass es nachts auf dem Mars keinen Wind gibt,so entdeckt Curiosity, das die Atmosphäre des Planeten in seiner „dienstfreien“ Zeit erforscht, Gasspuren, die aus dem Boden freigesetzt werden. Tagsüber ist die Marsatmosphäre turbulent und Methan löst sich in einem solchen Ausmaß auf, dass es selbst für die empfindlichsten Instrumente schwer fassbar wird. Daher findet der Orbiter, der zum Betrieb Sonnenlicht benötigt, keine Spuren des Gases.

Für den Menschen gefährliche Strahlung

Bereits im Prozess des Fluges zum Mars,Das Forschungsmodul machte seine erste Entdeckung. Die Strahlungssensoren des Instruments erkannten zwei Arten von Strahlung, die eine potenzielle Gesundheitsgefährdung für Astronauten im Weltraum darstellen.

Einer von ihnen ist der galaktische RaumStrahlen. Dies ist ein Teilchenstrom, der von Supernova-Explosionen und anderen hochenergetischen Ereignissen außerhalb des Sonnensystems herausgeschleudert wird. Andere sind Sonnenenergiepartikel, die mit Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfen in Verbindung gebracht werden.

Die Analyse der vom Rover gewonnenen Daten wird dazu beitragen, eine bemannte Mission zum Mars so zu gestalten, dass gefährliche Folgen für die Teilnehmer vermieden werden.

Die Klimakatastrophe, die die Atmosphäre veränderte

Die von Curiosity durchgeführte Studie ist die erstezeigte, dass der Mars in der Vergangenheit eine dichtere Atmosphäre hatte. Dies wird durch die Isotopenzusammensetzung der Hauptelemente der Mars-„Luft“ belegt –  Wasserstoff, Kohlenstoff und Argon. 

Curiosity entdeckte zum Beispiel, dass der MarsianerDie Atmosphäre enthält etwa viermal so viel des leichten stabilen Isotops (Argon-36) wie des schwereren (Argon-38). Das bedeutet, dass der Mars aktiv seine Atmosphäre verliert und die meisten leichteren Isotope in den oberen Schichten der Gashülle des Planeten verloren gingen.

Dank dieser Entdeckung haben Forscher eine neue Mission in die Marsumlaufbahn, MAVEN, entwickelt und gestartet, die Fragen darüber beantworten sollte, was passiert ist und ob unsere Erde auf ein ähnliches Ergebnis wartet.

Selfie des Rovers Curiosity. Bild: NASA, JPL-Caltech

Seit 10 Jahren tritt der Rover Curiosity immer wieder aufseine Hauptaufgabe - er zeigte, dass zuvor auf dem Mars alle notwendigen Bedingungen für die Existenz von Leben vorhanden waren. Darüber hinaus hat er genügend Daten gesammelt, um neue Missionen vorzubereiten, die verschiedene Merkmale des Roten Planeten genauer untersuchen werden.

Aber machen Sie dem Rover selbst kein Ende.Im April 2022 beschloss die NASA, den Rover um weitere drei Jahre zu verlängern. Während dieser Zeit muss er den Berg besteigen und die sulfathaltigen Schichten erkunden, die einen einzigartigen Einblick in die Geschichte des Wassers auf dem Mars geben.

Auf dem Cover: künstlerisches Bild von Curiosity. Quelle: NASA, JPL-Caltech

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