Der Mars Pathfinder, MPF, (oder siehe auch hier) sollte 20 Jahre nach der letzten erfolgreichen Marsmission mit den Viking-Sonden an die alten Zeiten der NASA  anknüpfen.

Mittlerweile hatte sich die politische Lage nach dem Ende des Kalten Krieges und damit ebenfalls einhergehend die finanziellen Verhältnisse im Raumfahrtprogramm der USA entscheidend geändert.

War Viking noch ein 4 Tonnen schweres Ungetüm von LKW-Größe, mit entsprechend großzügig bemessenen Treibstoffvorräten ausgestattet, mit eigener nuklearer Energieversorgung versehen, mit jeder Menge wissenschaftlichen Instrumenten 'onboard' und insgesamt etwa 1.2 Mrd Dollar teuer, so mußte sich das Mars Pathfinder-Programm einige Stufen tiefer einsortieren.

Nichtsdestotrotz war es ein sehr ehrgeiziges Unternehmen. Es sollte nicht nur eine weiche Landung ausführt werden, sondern auch noch ein mitgebrachtes Fahrzeug selbständig auf der Marsoberfläche herumfahren, um von verschiedenen, interessant erscheinenden Stellen chemische Analysen per mitgeführtem Röntgenspektrometer durchführen zu können.

MPF, insgesamt 890 kg schwer, bestand aus einem 570 kg schweren Atmosphäreneintrittsteil und einem 360 kg schweren Lander mit einem kleinen Fahrzeug, dem Sojourner-Rover (Sojourner = Reisender) an Bord. Der Sojourner war ein nur etwa schuhkartongroßes Mini-Fahrzeug mit eingeschränkter Beweglichkeit. Spätere Sonden mit ähnlicher Funktionalität, wie z.B. die Mars Exploration Rover waren sehr viel beweglicher.

Die Landung wurde nicht wie bis dahin üblich aus einer Umlaufbahn heraus eingeleitet, für deren Erlangung kein Treibstoff vorhanden war, sondern im Direktverfahren durchgeführt. Das bedeutete, das Raumfahrzeug trat im direkten Anflug frontal in die Atmosphäre ein, bremste atmosphärisch mittels Schutzschild, Fallschirm und Bremsraketen so weit als möglich herunter, klinkte dann den Lander aus und verglühte. Der Lander wiederum bremste seinerseits  mittels Fallschirm und kleinerer Bremsraketen weiter ab, hüllte sich danach in einen kugelförmigen Airbag ein und fiel wie ein überdimensionaler, tonnenschwerer Ball auf die Oberfläche des Planeten. Dabei wurde die überschüssige kinetische Energie vom Airbag durch mehrmaliges Aufprallen auf die Oberfläche allmählich aufgebraucht. Im amerikanischen Original ist hier ein sehr informativer Bericht über den Landevorgang mit Graphiken und kleinen MPEG-Filmchen.

Dieses Verfahren hatte mehrere, sehr kritische Punkte, funktionierte allerdings letztendlich tadellos. Der schwierigste Punkt war, daß der vollständige Ablauf der Landung, die insgesamt von Beginn des Eintritts in die Marsatmosphäre bis zum Aufsetzen auf den Boden nur etwa 5 Minuten dauerte, ohne jegliche Unterstützung von der Erde auskommen mußte. Aufgrund der Entfernung Erde-Mars von etwa 15 Lichtminuten war in der Kürze der für die Landung zur Verfügung stehenden Zeit keinerlei Eingriff von außen denkbar.

Das ganze Procedere der Landung mußte also vom Bordcomputer des Raumschiffes völlig auf sich allein gestellt mit allen möglichen Konsequenzen und Alternativplänen autonom ausgeführt werden - eine Meisterleistung der Technik und des Könnens der Programmierer !

MPF wurde am 04. Dezember 1996 an Bord einer Delta II - Rakete gestartet. Videos vom Start gibt es hier. Nach problemlosem Flug begann die heiße Phase der Landung im Direktanflug am Abend des 04. Juli 1997, um 19:30 Uhr deutscher Zeit. Alles lief nach  Plan und schon nach 5 Minuten und 16 maligem Aufprall des in seinen Airbag gehüllten Landers auf der Marsoberfläche befand sich der Pathfinder wohlbehalten auf der Oberfläche. Zur dieser Zeit ging auf dem Mars an der Landestelle gerade die Sonne auf.

Der Zielpunkt, der gegenüber der Planung nur um 20 km verfehlt worden war, lag im Tal "Ares Vallis", einem gigantischen ehemaligen Flußtal etwas nördlich des Marsäquators, welches heutzutage gänzlich ausgetrocknet ist. Die geographischen Daten des Landeplatzes sind 19.33 Grad Nord und 33.55 Grad West und konnten im Jahre 2003 durch ein direktes Orbitalfoto von Mars Global Surveyor verifiziert werden.

90 Minuten nach der Landung hatte sich MPF aus seinen Airbags gewickelt, zum allerersten Mal Kontakt mit seiner Bodenleitstelle aufgenommen und eine morgendliche, relativ frische Temperatur von -64 Grad Celsius, klare Sicht und schönes Wetter bei einem Luftdruck von 7 mbar gemeldet. SOL1, der erste Tag auf dem Mars, hatte begonnen. Wenn jemand moechte, kann er sich hier die offiziellen Pressekits ueber die Ankunft von MPF beim Mars und die Landeprozedur als PDF-Files herunterladen...

Danach begann die eigentliche Arbeit und das allererste von MPF aufgenommene Bild war dies:

Es zeigt den Sojourner Rover noch in seiner Transportposition verstaut auf einem der drei Sonnenpaneele des Landers. Die Überreste des nun zusammengefalteten Airbags sind gut zu erkennen. Im Hintergrund die berühmt gewordenen 'Twin Peaks' und das Flußbett des ausgetrockneten Ares Vallis. Links und rechts des Rovers befinden sich die noch zusammengerollten ausfahrbaren Rampen, die dem Fahrzeug den Weg auf die Marsoberfläche ermöglichten. Hier ist nun dokumentiert: zum ersten Mal befand sich ein von Menschenhand gebautes Fahrzeug auf dem Mars:

und so sah der Rover sein Mutterschiff (bitte mit rot grün-Brille betrachten, kommt dann schön dreidimensional):

Der Sojourner Rover war für die Datenübermittlung zur Erde auf sein Mutterschiff Mars Pathfinder angewiesen. Seine Energieversorgung beruhte auf einer nicht aufladbaren Batterie und seinen auf der Deckoberfläche angebrachten Sonnenzellen, die nur 16W Energie liefern konnten. Das reichte nicht für einen eigenen Sender. Der Rover legte insgesamt in 83 Tagen etwa 100m zurück und umrundete dabei seinen Lander mehrfach. Am 14.09.1997 war die bordeigene Batterie erschöpft und der Rover nur noch im Tagbetrieb nutzbar. Er funktionierte allerdings weiterhin ohne Probleme.

Der Marssommer im Landegebiet neigte sich im September 1997 seinem Ende zu und im Gegensatz zu Sojourner zeigten die Telemetriedaten des Landers eine zunehmende Auskühlung seiner eigenen Batterien während der Marsnacht, was deren Funktion zunehmend beeinträchtigte. Der bordeigene Sender war ausserdem nicht temperaturstabilisiert und die Verbindung mit der Erde wurde wegen einer Temperaturdrift der Trägerfrequenz bei zunehmender Abkühlung des Raumschiffkerns zunehmend schlechter, die zeitweisen Ausfälle und damit der Verbindungsverlust nahmen zu. Am 07. Oktober 1997 verstummte der Lander vollständig. Bis in den März 1998 versuchte man, die Verbindung wiederherzustellen, allerdings vergeblich.

Sojourner hatte als Notfallprogramm einprogrammiert bekommen, sein Mutterschiff bei Funkausfall zu umrunden, und auf Wiederherstellung der Kommunikation zu warten. Er dürfte somit noch eine ganze zeitlang weiter um Mars Pathfinder herumgefahren sein und auf eine Mitteilung seines Mutterschiffes gewartet haben. Allerdings vergeblich, Mars Pathfinder war tot, und irgendwann war dann auch wohl die Energieversorgung des Rovers am Ende. Am 04.11.1997 erklärte man die Mission offiziell für beendet.

Hier erklärt Bernd Leitenberger auf seinen Seiten die Details dieser Mission. Es war dies die erste Landung eines beweglichen Fahrzeuges auf dem Mars als Pilotprojekt, das eine Reihe von neuen Erkenntnissen brachte für die Konzeption der in der Folgezeit auf dem Mars abgesetzten eigenbeweglichen Fahrzeuge.

Letzte Änderung: 03.04.2006