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© Melina Mara/The Washington Post

Mehrere Personen steuern bei der Nasa den Mars-Rover „Perseverance“. Dabei gilt es auch, schwierige Entscheidungen zu treffen.

PASADENA, Kalifornien – John Michael Morookians täglicher Arbeitsweg beträgt 31 Meilen (ca. 50 km) pro Strecke, eine Stop-and-go-Fahrt durch den abscheulichen Verkehr in Südkalifornien. Das kann leicht eine Stunde dauern. Wenn er endlich an seinem Computerterminal in Gebäude 230 des Nasa Jet Propulsion Laboratory ankommt, fährt er noch mehr. Das Tempo ist noch langsamer. Tatsächlich fährt das Fahrzeug, das er fährt, nie schneller als etwa 0,1 Meilen pro Stunde (0,16 km/h). Weil er einen Rover auf dem Mars fährt.

Morookian ist einer von zwei Dutzend Mitarbeitern im Labor, die Perseverance fahren, einen sechsrädrigen Nasa-Roboter im Wert von 2 Milliarden US-Dollar (etwa 1,92 Mrd. Euro), der einen fernen Planeten erkundet, der mit Felsen, Geröll, Sanddünen und Kratern bedeckt ist. In diesem Jahr hat das Team den Rover die steilen Hänge des Jezero-Kraters hinaufgefahren, in der Hoffnung, den sogenannten Lookout Hill auf dem Kamm des Kraterrandes zu erreichen. Diese Fahrt hat sich als eine echte Herausforderung erwiesen.

Perseverance hat schon früher steile Hänge erklommen und kann auch dann über steiles Gelände fahren, wenn er stark zur Seite geneigt ist. Er hat auch rutschigen Boden ausgehalten. Aber bis zu dieser Fahrt auf den Kraterrand hatte der Rover noch nie eine solche Kombination aus steil, geneigt und rutschig bewältigt. Und auf dem Mars lauert im Grunde eine Gefahr nach der anderen.

Sicherstellen, dass der Mars-Rover Perseverance einen weiteren Tag fahren kann

Das Mantra des Teams: Den Rover in Sicherheit bringen. Sicherstellen, dass Perseverance, was auch immer passiert, einen weiteren Tag fahren kann. „Es gibt keinen ADAC für den Mars“, sagt Rover-Fahrer Sean McGill. „Wir können nicht losfahren und einen Fehler beheben, den wir vielleicht gemacht haben.“

An einem Montag vor kurzem waren 1340 Sol (Mars-Tage) vergangen, seit Perseverance 2021 auf dem Roten Planeten gelandet war. In einem Raum voller Computer und großer Bildschirme mit Daten standen die Fahrer vor einer ungewöhnlichen Herausforderung: Sie mussten Befehle für drei Tage planen, die vorgaben, wohin Perseverance fahren sollte und wie schnell, damit die Menschen auf der Erde eine Thanksgiving-Pause einlegen konnten.

Das Ziel war es, eine große Strecke zurückzulegen, insgesamt 635 Meter. Für Mars-Rover-Verhältnisse ein wahnsinniger Sprint. (Der Tagesstreckenrekord für Perseverance liegt bei 347,689 Metern am 753. Sol.)

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Interplanetare Navigation: Rover-Fahrer auf der Erde steuern Roboter auf dem Mars

Diese interplanetare Navigation durch Rover-Fahrer kommt zu einem ungewissen Zeitpunkt für das Mars-Programm der Nasa. Perseverance hat kleine Röhrchen mit Marsboden und -gestein gesammelt und für zukünftige Studien auf der Erde aufbewahrt. Die Nasa arbeitet seit mehreren Jahren an der Ausarbeitung einer ehrgeizigen Mission namens Mars Sample Return, die jedoch nach wie vor nur ein Wunschziel ist, da noch keine Hardware für die Entnahme der Proben gestartet wurde. Die Mission könnte zwischen 8 und 11 Milliarden US-Dollar kosten und würde die Proben erst 2040 auf die Erde bringen, schätzte ein unabhängiges Prüfungsgremium im Jahr 2023.

Die Senatoren im US-Kapitol waren entsetzt. Ebenso wie die Nasa-Beamten, die Anfang des Jahres alles auf Eis legten und die Privatwirtschaft sowie das JPL um Vorschläge für Missionsarchitekturen baten, die zu einer kostengünstigeren und schnelleren Probenrückführung führen könnten. Die Behörde gab bekannt, dass sie ihre Ergebnisse bis Ende dieses Jahres vorlegen wird. In der Zwischenzeit hat das JPL, eine legendäre Einrichtung, die vom Caltech für die Nasa verwaltet wird, seit Februar zwei bedeutende Entlassungsrunden überstanden.

Weitere Unsicherheiten zeichnen sich ab, da die zweite Trump-Administration die Kontrolle über die Nasa übernimmt. Im Moment ist überhaupt nicht klar, wie oder wann die Proben zur Erde gelangen werden. Oder ob überhaupt. Perseverance sendet auf jeden Fall wissenschaftliche Daten zurück und nutzt Bilder, um die Geologie des 45 Kilometer breiten Jezero-Kraters zu untersuchen. Nach seiner Landung verbrachte der Rover fast sieben Monate damit, das Becken des Kraters zu erkunden, und kletterte dann auf die Überreste von Felsen, die von einem Flussdelta abgelagert wurden.

Auf dem Weg dorthin speicherte er Proben des Marsbodens, ließ einige auf dem Kraterboden für eine spätere Bergung zurück und lagerte andere im Rover selbst. Das Team möchte den Kraterrand erreichen, um Proben von Gesteinen zu untersuchen und zu entnehmen, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie aus der Frühzeit des Mars stammen, als der Planet wärmer und feuchter war, den Großteil seiner Atmosphäre noch nicht verloren hatte und zu einer Wüstenwelt geworden war und möglicherweise die Heimat primitiven Lebens war.

Mars-Sonnenuntergänge und Rover auf Erkundungstour

Der Mars sieht der Wüste im Südwesten der USA sehr ähnlich, nur ohne Kakteen, Klapperschlangen, Touristenattraktionen und Raststätten. Für Morookian ist dieser ferne Planet vertrautes Terrain, und die Andersartigkeit des Planeten wird ihm erst bewusst, wenn er ein farbiges Bild eines Mars-Sonnenaufgangs oder -untergangs sieht: „Auf dem Mars sind sie blau.“

Die Rover-Fahrer werden „Rover-Planer“ oder RPs genannt. Es gibt keinen Joystick für einen Mars-Rover, weil er so weit weg ist, dass ein Befehl, der mit Lichtgeschwindigkeit durch den interplanetaren Raum gesendet wird, vier bis 24 Minuten braucht, um anzukommen. Das Fahren findet immer bei Tageslicht auf dem Mars statt. (Dem Rover fehlen Scheinwerfer.)

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„Es ist einer der coolsten Jobs, die man haben kann. Wie viele Leute können schon von sich behaupten, ein Mars-Rover-Fahrer zu sein?“, sagt der 32-jährige McGill, der einst von einer Karriere im Film träumte und schließlich einen Abschluss in Astronomie und Luft- und Raumfahrttechnik machte.

Navigation von Mars-Rover Perseverance erfolgt zum großen Teil autonom

Etwa 90 Prozent der Navigation von Perseverance erfolgen autonom. Er verfügt über ein Bordsystem namens AutoNav, das, wie der Name schon sagt, die Fähigkeit besitzt, die Landschaft zu analysieren und umsichtige, konservative Entscheidungen darüber zu treffen, wie man von Punkt A nach Punkt B gelangt, ohne in ein Loch zu stürzen und in einer Sanddüne stecken zu bleiben. Das ist schon einmal passiert: Der Mars-Rover Spirit blieb 2010 eines Tages im weichen Sand stecken und kam nicht mehr heraus.

Wie sein Vorgänger und fast identischer Zwilling Curiosity, der noch immer einen anderen Krater auf dem Mars erforscht, wurde Perseverance verschiedentlich als so groß wie ein Mini Cooper, ein VW Käfer oder ein kleiner SUV beschrieben. Er ist gespickt mit Instrumenten, darunter Kameras und ein Allzweck-Roboterarm. Er kann rückwärts fahren.

Mars: Diese Rover und Raumsonden erforschen den roten Planeten

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Doch es lauern überall Gefahren. Die Fahrer müssen detailorientiert und teamfähig sein. Das Perseverance-Team, das mehrere Räume belegt, die durch große Fenster voneinander getrennt sind und von Bildschirmen mit Daten und Bildern eingerahmt werden, hält täglich sechs Besprechungen ab, um einen Fahrplan zu entwickeln, zu überprüfen und fertigzustellen.

Die Bilder können die Sicht des Rovers auf die Landschaft oder eine Perspektive aus dem Orbit zeigen, wo der Mars Reconnaissance Orbiter weiterhin hervorragend funktioniert. Die Techniker können die Bilder durch 3D-Brillen betrachten (viel schicker als die, die man im Kino bekommt).

„Mars bleibt immer Mars“

An diesem Montag saßen drei Fahrer nebeneinander an ihren Stationen und arbeiteten gemeinsam an den Plänen für die nächsten drei Fahrtage: Keith Naviaux (56), Joseph Carsten (44) und Morookian (55). „Die Detailtiefe, die Art der Informationen und die Anzahl der Dinge, auf die man achten muss, ist ziemlich groß“, sagte Naviaux, ein Luft- und Raumfahrtingenieur, der dieses Mal hauptsächlich für die Planung der dreitägigen Fahrt verantwortlich war. „Der Mars ist immer der Mars. Der Mars wird Sie immer wieder überraschen. Der Mars ist eine extreme Umgebung. Dinge passieren einfach“, sagte er.

Obwohl sich der Rover zufällig in einem Teil des Kraters befand, der als „unförmiges Gelände“ beschrieben wurde, ohne offensichtliche Hindernisse direkt vor sich, stellte genau diese Unförmigkeit eine Herausforderung dar. Auf dem Mars gibt es natürlich kein GPS. Der Rover hat manchmal Schwierigkeiten, genau zu verstehen, wie weit er sich fortbewegt hat. Er weiß, wie oft sich seine Räder gedreht haben, aber das rutschige Gelände macht diese Schätzung seiner Bewegungen unzuverlässig.

Daher verlässt er sich weitgehend auf die „visuelle Odometrie“. Er bewegt sich ein wenig, nimmt ein Bild auf, vergleicht es mit dem vorherigen Bild und bestimmt anhand visueller Meilensteine, wie weit er sich fortbewegt hat. Aber wenn es nur eine Fläche ohne Merkmale gibt – „Das Gelände ist ein Parkplatz“, bemerkte der Fahrer Camden Miller – kann der Rover einen visuellen Odometriefehler melden. Er sagt damit im Grunde: Ich bin mir nicht sicher, wie weit ich gefahren bin.

Dies passiert oft genug, sodass die Planer die Möglichkeit haben, dem Rover etwas Spielraum zu geben. Ein einzelner Fehler sollte den Betrieb nicht stoppen. Normalerweise erlaubt die Standardeinstellung 10 visuelle Odometrie-Fehler, bevor der Rover eine Auszeit nimmt und auf eine neue Reihe von Befehlen von der Erde wartet.

Rover-Team lässt Perseverance über eine lange Strecke des Marsbodens rasen

Aber an diesem Tag, angesichts der parkplatzähnlichen Durchquerung, wollte das Team nicht die großartige Chance verpassen, über eine lange Strecke des Marsbodens zu rasen. Sie versammelten sich um Carstens Arbeitsplatz und überlegten, wie sie Perseverance am Laufen halten konnten, selbst wenn es zu Verwirrung kam: Die zulässige Anzahl von Fehlern auf 20 erhöhen. Klug? Oder leichtsinnig?

„Eine Erhöhung auf 20 scheint ein vernünftiges Risiko-Nutzen-Verhältnis zu bieten“, sagte Morookian. „Wir könnten uns möglicherweise auf einem steileren Hügel mit höherer Rutschgefahr befinden“, warnte Evan Graser, der gerade den Raum betreten hatte und stellvertretender Leiter der strategischen Routenplanung ist. Sie spielten es durch. Vor- und Nachteile. „Ich habe mir die Sorge ausgeredet“, sagte Graser. “Ich denke, es klingt nach Spaß.“ Die Entscheidung war gefallen: Auf zum 20., Daumen drücken. Alle konnten ihre Thanksgiving-Pause genießen.

Danach erfuhr das Team, dass die Durchquerung nicht so gut verlaufen war. Das unstrukturierte Gelände erwies sich selbst bei großzügiger Einstellung der visuellen Odometriefehler als unpassierbar. Der Rover legte nur etwa 50 Meter zurück, bevor er anhielt und darauf wartete, dass die Rover-Planer wieder ihren Dienst aufnahmen. Das war enttäuschend, aber halb so wild. Perseverance kämpfte sich weiter vor, sicher und unversehrt, und näherte sich immer noch dem Kraterrand, wobei seine lange, seltsame Reise sich dem Ende zuneigte.

Am Freitag war der Rover nur noch etwa 350 Meter vom Lookout Hill entfernt. Das NASA-Team hofft, dass es der planetarischen Wissenschaftsgemeinschaft bald das erste Bild vom Gipfel zeigen kann – eine interplanetarische Postkarte, die den riesigen Marskrater zeigt, aus dem Perseverance, getreu seinem Namen, hervorgegangen ist.

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Dieser Artikel war zuerst am 9. Dezember 2024 in englischer Sprache bei der „Washingtonpost.com“ erschienen – im Zuge einer Kooperation steht er nun in Übersetzung auch den Lesern der IPPEN.MEDIA-Portale zur Verfügung.