Wo liegt das Eis auf dem Mars? Drohnen liefern die Antwort
Wo liegt das Eis auf dem Mars? Drohnen mit Bodenradar kartieren verborgene Gletscher und zeigen, wo sich Bohrungen für künftige Missionen lohnen.
Vor dem blauen Himmel hebt eine Drohne, die ein Bodenradargerät an Bord hat, vom Galena Creek Rock Glacier in Wyoming ab. Auf dem Mars soll sie verstecktes Wasser aufspüren.
Foto: Jack W. Holt
Wie lässt sich Eis auf dem Mars so lokalisieren, dass sich Bohrungen tatsächlich lohnen? Diese Frage treibt die Planungen für künftige Missionen seit Jahren an. Klar ist: Große Eisvorkommen existieren. Unklar bleibt oft, wie tief sie unter der Oberfläche liegen und wie gut sie erreichbar sind.
Ein Forschungsteam der University of Arizona verfolgt dafür einen pragmatischen Ansatz. Statt direkt auf dem Mars zu messen, testen die Forschenden ihre Technik zunächst auf der Erde – in abgelegenen Regionen Alaskas und Wyomings.
Inhaltsverzeichnis
- Eis liegt meist unter Geröll
- Drohnen liefern genau diese Informationen
- Tests in Alaska und Wyoming
- Messergebnisse stimmen mit Bohrdaten überein
- Ein Blick in die Vergangenheit des Mars
- Warum Eis auf dem Mars genutzt werden soll
- Simulationen verhindern Fehlinterpretationen
- Zwischenlösung für die Marsforschung
Eis liegt meist unter Geröll
Viele Gletscher sind nicht sichtbar. Ihr Kern besteht aus Eis, das von einer dicken Schicht aus Gestein und Sedimenten überdeckt wird. Diese Schicht wirkt wie eine Isolierung. Sie schützt das Eis vor Erwärmung und verhindert, dass es schnell verschwindet.
Solche Strukturen gibt es auch auf dem Mars. Vor allem in mittleren Breiten lagert Eis unter Staub und Geröll. Teilweise handelt es sich um alte Ablagerungen, die über lange Zeiträume erhalten geblieben sind. Für die Planung von Missionen entsteht daraus ein Problem: Die bloße Existenz von Eis reicht nicht aus. Entscheidend ist, wie tief es liegt.
Roberto Aguilar vom Lunar and Planetary Laboratory beschreibt das so: „Wenn man entscheiden will, wo auf dem Mars gebohrt werden soll, muss man wissen, ob das Eis, das man zu finden versucht, unter einem Meter Geröll oder unter zehn Metern liegt.“
Drohnen liefern genau diese Informationen
Bisherige Daten stammen überwiegend von Orbiter-Missionen. Diese liefern einen Überblick über große Strukturen. Für konkrete Entscheidungen sind sie zu grob.
Das Team setzt deshalb auf Drohnen mit bodendurchdringendem Radar. Die Geräte senden Signale in den Boden und messen deren Reflexion. Daraus entstehen Profile der Schichten unter der Oberfläche.
Der Vorteil liegt in der Nähe zum Boden. Drohnen fliegen deutlich tiefer als Satelliten. Dadurch lassen sich Details erkennen, die aus dem Orbit verborgen bleiben. Aguilar sagt dazu: „Das ist die Art von Informationen, die ein drohnenbasiertes System liefern könnte.“
Tests in Alaska und Wyoming
Bevor die Technik auf dem Mars eingesetzt werden kann, muss sie sich unter realen Bedingungen bewähren. Das Team hat daher mehrere Testkampagnen in Alaska und Wyoming durchgeführt.
Die Arbeit vor Ort war aufwendig. Die Forschenden bewegten sich durch schwer zugängliches Gelände. Ausrüstung musste über Geröllfelder transportiert werden.
Aguilar beschreibt die Situation direkt: „Es macht keinen Spaß, über diese Felsen zu laufen.“ Sein pragmatischer Schluss daraus: „Deshalb ist es besser, eine Drohne fliegen zu lassen.“
Messergebnisse stimmen mit Bohrdaten überein
Ein zentraler Punkt ist die Überprüfung der Methode. Die Forschenden haben ihre Radar-Daten mit realen Bohrungen und Ausgrabungen verglichen.
Die Ergebnisse stimmen überein. Die gemessenen Schichtdicken entsprechen den tatsächlichen Verhältnissen im Gletscher. Das zeigt: Die Technik liefert belastbare Daten und kann in der Praxis eingesetzt werden.
Ein Blick in die Vergangenheit des Mars
Die Messungen liefern mehr als nur Informationen über die Lage des Eises. Sie zeigen auch, wie die Gletscher aufgebaut sind. Innerhalb des Eises lassen sich Schichten erkennen. Diese entstehen über lange Zeiträume hinweg.
Aguilar erklärt: „Die inneren Schichten, die wir sehen, sind wichtig, weil sie Aufzeichnungen vergangener Klimazyklen sind. Jede Schicht steht für einen anderen Zeitraum der Eisansammlung und für Umweltbedingungen über Jahrhunderte oder Jahrtausende hinweg, und es ist wahrscheinlich, dass wir ähnliche Schichten auf dem Mars sehen würden.“ Solche Daten könnten helfen, die Klimageschichte des Mars besser zu verstehen.
Warum Eis auf dem Mars genutzt werden soll
Wassereis ist für zukünftige Missionen mehr als ein Forschungsobjekt. Es kann direkt genutzt werden:
- als Trinkwasser
- zur Sauerstoffgewinnung
- als Ausgangsstoff für Treibstoff
- für geschlossene Versorgungssysteme
Damit wird die präzise Lokalisierung zu einer operativen Frage.
Simulationen verhindern Fehlinterpretationen
Radar kann durch äußere Einflüsse gestört werden. Felsen oder andere Strukturen können die Signale verfälschen.
Das Team hat deshalb Simulationen eingesetzt, um solche Effekte auszuschließen. Die Analysen zeigen: Die gemessenen Signale stammen tatsächlich aus dem Inneren der Gletscher.
Zwischenlösung für die Marsforschung
Die aktuelle Marsforschung kennt zwei Extreme: Daten aus dem Orbit und direkte Untersuchungen am Boden. Dazwischen fehlt eine flexible Erkundungsebene. Drohnen könnten diese Rolle übernehmen.
Aguilar formuliert es so: „Wir schließen die Lücke zwischen den heutigen Beobachtungen aus dem Orbit und einer ferneren Zukunft, in der Astronauten auf dem Mars landen und Beobachtungen am Boden durchführen. Dies gibt uns die Möglichkeit, die Gletscher jetzt aus der Luft zu untersuchen.“
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