Manche vermuten es, manche hoffen darauf, manche halten es für ausgeschlossen. Ob es auf dem Mars früher einmal Leben gab, vielleicht sogar bis heute, weiß bisher niemand. Die unbemannte europäisch-russische Mission ExoMars, deren erster Teil heute um 10:31 Uhr (MEZ) vom Kosmodrom Baikonur aus gestartet ist, wird ebenfalls keinen finalen Beweis liefern – aber womöglich weitere wichtige Indizien.

Die Mission besteht zum einen aus einer Forschungssonde, die den Planeten dauerhaft umkreisen soll, um Methanausgasungen aufzuspüren, die biologischen Ursprungs sein könnten. Zum zweiten ist ein Roboter (der soll erst 2018 auf die Reise gehen) geplant, der auf dem Mars umherfährt und an interessanten Stellen bis zu zwei Meter tief bohrt, um dort nach organischen Molekülen zu suchen. Für Leben seien die Bedingungen auf der Oberfläche des Mars zu hart, meinen die Forscher. In der Tiefe jedoch könnten die Chancen besser stehen.

Ob der Plan aufgeht, ist eine andere Sache. Der Start des Rovers ist noch nicht sicher. Und auch die jetzt geplante Reise des Trace Gas Orbiter sowie eines Landemoduls namens Schiaparelli, das demonstrieren soll, dass man einen schweren Roboter auf dem Planeten absetzen kann, hat ihre Tücken. Sowohl Russland als auch Europa mussten in Sachen Mars einige Fehlschläge hinnehmen.

Die Europäische Raumfahrtagentur Esa hatte vor zwölf Jahren eine Landeeinheit Beagle-2 über dem Planeten abgesetzt, doch der Funkkontakt riss bald ab. Erst 2015 wurde sie entdeckt. Russlands jüngste Mission war eine Sonde, die den Marsmond Phobos erreichen sollte. Aber wegen technischer Probleme kam sie über den Erdorbit nicht hinaus und verglühte 2012 über dem Pazifik. Auch die aktuellen Helfer für die erste Etappe, eine Proton-Rakete mit einer Breeze-Oberstufe, hatten in der Vergangenheit zu mehreren Fehlstarts geführt. Entsprechend groß war die Anspannung vor dem Raketenstart. Doch der klappte diesmal ohne Probleme.

Raumfahrt - Countdown für die europäische Marsmission Die Wissenschaftler der Esa wollen die Atmosphäre und den Boden des Mars untersuchen. Sie hoffen, dort Spuren von Leben zu finden.

Generalprobe für Curiositys kleinen Bruder

Wenn jetzt nichts mehr schief geht, wird die Sonde unseren Nachbarplaneten im Herbst erreichen. Am 16. Oktober sollen mittels ferngezündeter Sprengbolzen der Trace Gas Orbiter und die Landeeinheit Schiaparelli voneinander getrennt werden. Letztere soll drei Tage später auf dem Mars aufsetzen, gewissermaßen wird das eine Generalprobe für die Landung des Rovers in zwei Jahren sein. 

Um Schiaparelli von 5,8 Kilometern pro Sekunde (die achtfache Geschwindigkeit einer Gewehrkugel) bis zum sanften Aufsetzen abzubremsen, sind mehrere Schritte geplant: Zunächst wird die Reibung der Atmosphäre einiges beitragen, später kommen Fallschirm und Bremsraketen zum Einsatz, bis das Modul in zwei Meter Höhe kurzzeitig schweben wird – und dann herunterplumpst. Das Manöver wird weitgehend automatisiert erfolgen, da Funksignale von der Erde fast zehn Minuten benötigen würden. Das ist viel zu langsam, um reagieren zu können.

Der Trace Gas Orbiter schwenkt derweil in eine immer enger werdende Umlaufbahn ein. Sie soll am Ende kreisförmig in 400 Kilometern Höhe um den Mars verlaufen. Die Instrumente sind so präzise, dass sie Spurengase wie Methan und Ozon rund tausendmal genauer messen können, als es mit bisherigen Sonden wie etwa der europäischen Mars Express oder Maven von der Nasa möglich ist.

"Uns interessiert besonders das Methan", sagt der Planetenforscher Ralf Jaumann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. Verschiedene Sonden haben das Gas in der Atmosphäre gefunden, allerdings schwankt der Gehalt sehr stark. "Wir wissen außerdem, dass die Moleküle nicht stabil sind, sondern vom UV-Licht der Sonne zerstört werden. Nach rund 1.000 Jahren ist das Gas weg", erläutert der Forscher. Dass es dennoch gemessen wird, und vor allem je nach Region in unterschiedlicher Konzentration, bedeutet: Es muss bis heute Methanquellen geben. Zwei Varianten sind nach Ansicht von Experten besonders plausibel. Zum einen vulkanische Aktivität des Mars, die zu Ausgasungen führt. Zum anderen biologische Prozesse. Die Sonde mit ihren Messgeräten wird nicht nur den Gasgehalt kontinuierlich bestimmen, sondern zudem mit einer hochauflösenden Kamera die Planetenoberfläche kartieren, um jene Regionen zu identifizieren, aus denen das Methan mutmaßlich stammt.

Wie verlor der Mars seine Atmosphäre?

Die zweite Frage, bei deren Beantwortung die Sonde helfen soll, lautet: Warum ist die Marsatmosphäre so dünn? Nur rund ein Tausendstel beträgt der Luftdruck im Vergleich zur Erde. "In seiner Frühphase floss flüssiges Wasser auf der Oberfläche. Es muss damals eine dichtere Lufthülle gegeben haben", sagt Jaumann.

Als plausibles Szenario zum Verlust der Atmosphäre gilt derzeit ein atomares Billard. Demnach kommen die Protonen des Sonnenwinds mit rund 400 Kilometern pro Sekunde angeschossen. Sollten sie ein Kohlendioxid- oder Wassermolekül in der Atmosphäre treffen, erreichen diese durchaus Fluchtgeschwindigkeit und überwinden die Anziehungskraft des Mars. Weg sind sie. "Demnach müsste die Atmosphäre aber schon in der Frühphase des Planeten sehr dünn gewesen sein", macht der DLR-Forscher den Widerspruch deutlich. "Das passt nicht richtig zusammen." Er verweist auf die ersten Messungen, die Mars Express seit 2003 gemacht hat sowie die Daten von Maven. Nimmt man noch die ExoMars-Mission hinzu, die bis 2022 geplant ist, hätten die Forscher einen Datensatz über zwei Jahrzehnte. Vielleicht ist das lang genug, um grundlegende Veränderungen besser verstehen zu können, hofft Jaumann.