Mars-Missionen Forscher, Bilder, Sensationen

"Es ist keine Hypothese mehr - wir haben wirklich Wasser gesehen." Edelgard Bulmahn strahlte in die Kameras wie schon lange nicht mehr. Aber am Freitag im Darmstädter Satellitenkontrollzentrum der Europäischen Raumfahrtagentur (Esa) mußte Deutschlands oberste Forschungspolitikerin ja auch nicht irgendwelche Pläne zur Entflechtung von Hochschulen und Spitzenforschung kommentieren. Vielmehr war es ein glanzvoller Moment eines der anspruchvollsten Esa-Unternehmen überhaupt: Die Sonde "Mars-Express", zuletzt durch ihr verschollenes Beiboot "Beagle 2" ins Gerede gekommen, erwies sich den Sonden der Nasa als ebenbürtig.

Dennoch, die Ministerin war falsch gebrieft, wie man so sagt. Wasser wurde auf dem Mars bereits vor Jahrzehnten gesichtet; eine der heute maßgeblichen Arbeiten zu diesem Thema erschien bereits 1976. Seither steht fest, daß der Nordpol des Nachbarplaneten von einer Kappe aus Wassereis bedeckt ist. Daß auch die südliche Polkappe neben gefrorenem Kohlendioxyd ebenfalls H2O enthält, wurde zwar tatsächlich erst jetzt mit dem französischen Spektrometer Omega an Bord des Mars-Express nachgewiesen. Doch überrascht hat das in der Forscherzunft niemanden. Die amerikanische Sonde Mars-Odyssey hatte schon vor zwei Jahren hohe Konzentrationen eines wasserstoffhaltigen Materials unter Teilen des Marsbodens - und auch am Südpol - gefunden, bei dem es sich nach menschlichem Ermessen nur um Wasser handeln kann.

Wichtige Erkenntnisse

"Es ist allerdings wichtig, daß wir nun auch am Südpol Wassereis direkt nachweisen können", sagt Ralf Jaumann, Chef der Planetenforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Berlin. Tatsächlich ist den Franzosen mit Omega ein technisches Glanzstück gelungen, ebenso wie Jaumanns Fachkollegen Gerhard Neukum mit seiner Hochleistungs-Stereokamera, deren erste Aufnahmen die Titelseiten der Zeitungen schmückten. Diese Bilder waren tatsächlich eine Sensation, wenn auch eher eine in der ursprünglichen Bedeutung des Wortes als "Wahrnehmung". Mit Neukums Kamera kann der Mars-Express den roten Planeten wie aus einem niedrig fliegenden Flugzeug dreidimensional kartieren. Zwar hatte bereits die Sonde "Mars Global Surveyor" die Marskugel zwischen 1997 und 2000 komplett mit einem Laser abgetastet und dabei auch Bilder geschossen, die wie die jetzt gezeigten eine Auflösung von einigen Metern erreichen. "Doch die Amerikaner können nur kleine Areale so genau auflösen", erklärt Jaumann, "die Kamera vom Mars-Express dagegen erfaßt riesige Gebiete auf einmal."

Weniger glücklich ist Jaumann ehrlicherweise über Presseberichte, die verkündeten, die Europäer hätten auf dem Mars "ausgetrocknete Flüsse entdeckt" oder den "ersten eindeutigen Beweis" dafür, "daß es auf der Oberfläche des Mars einst große Mengen Wasser und damit wahrscheinlich auch Leben" gegeben habe. Da war wohl manchem - just als die Nasa Probleme mit ihrem Marsmobil "Spirit" meldete - die Freude über die Wiederherstellung der europäischen Marskompetenz etwas zu Kopfe gestiegen.

Schon 1972 bekannt

Besagte Flußläufe sind bereits auf den Aufnahmen der Sonde Mariner 9 aus dem Jahr 1972 zu sehen; auch die neueren Nasa-Sonden haben solche Strukturen in Tausenden von Bildern dokumentiert, von denen einige auf dieser Seite zu sehen sind. Wenn Neukum in Darmstadt mitteilte: "Wir können sicher sagen, daß es auf der Oberfläche des Mars Wasser gegeben hat", dann beschrieb er nur, was unter den Marsforschern seit Jahren Konsens ist. Mit hoher Wahrscheinlichkeit ist vor drei bis vier Milliarden Jahren flüssiges Wasser über den Marsboden geflossen. Die Atmosphäre muß damals wärmer und dichter gewesen sein. Heute ist die Marsoberfläche eine einzige gefriergetrocknete Wüste, in der Wasser entweder gefriert oder verdampft.

Doch über so ziemlich alle Fragen, die dieser Befund aufwirft, herrscht in der Zunft Uneinigkeit. So ist beispielsweise unklar, ob das Wasser, das heute in den Eiskappen der Pole und im Marsboden gebunden ist, seinerzeit nur ein paar Krater in Seen verwandelte, oder ob es gar für einen ausgewachsenen Ozean reichte. Auch weiß niemand, wie tief das aus den Daten von Mars-Odyssey erschlossene Bodeneis reicht. Unklar ist ebenfalls, ob es unter der Marsoberfläche heute noch ab und zu naß wird. Im Jahr 2000 hatte man auf Bildern des Mars-Global-Surveyor Geländeformen an Kraterrändern auf der Südhalbkugel entdeckt, die viele Forscher, auch Ralf Jaumann, für Spuren von in jüngerer Zeit ausgetretenem Grundwasser halten. Andere glauben hingegen, sie dürften eher durch auftauendes Kohlendioxyd entstanden sein.

Wie lange floß Wasser?

Am meisten Kopfzerbrechen bereitet den Forschern die Frage, wie lange die warme und feuchte Mars-Urzeit gedauert haben könnte. Waren es hundert Millionen von Jahren? Dann - und wohl nur dann - könnte es vielleicht auch auf dem Mars eine biologische Evolution gegeben haben. Allerdings zeigen Modellrechnungen, daß es sich bei den Flußtälern auch um Spuren von kurzen Warmphasen handeln könnte, bei denen die Hitze großer Asteroiden- oder Kometentreffer den Mars nur für wenige Jahre bis Jahrtausende aus dem Kälteschlaf holte.

Diese Frage nach dem feuchten Ur-Mars ist das größte Rätsel der Marsforschung. Sie wird sich nicht durch einzelne Bilder beantworten lassen, sondern erst durch langwierige und mühselige Anhäufung verschiedenster Befunde. Eine wichtige Rolle spielen hier Gesteinsuntersuchungen an der Oberfläche, insbesondere die Suche nach Mineralien wie Carbonaten und Sulfaten, aber auch nach sogenanntem grauen Hämatit, einer Art Rost, die auf die Gegenwart flüssigen Wassers schließen lassen. Liegen diese Mineralien an der Oberfläche, können sie zwar auch vom Orbit aus nachgewiesen werden; Carbonat und Hämatit wurden bereits gefunden. Doch auf flüssiges Wasser kann man daraus nur schließen, wenn man den genauen geologischen Zusammenhang kennt. Daher hat man Spirits Schwestersonde "Opportunity" heute früh in einer Marsregion namens Meridiani Planum abgesetzt, wo zuvor größere Hämatitvorkommen geortet worden waren.

Auch die Bilder der Stereokamera an Bord von Mars-Express werden hier wichtige Mosaiksteine liefern: Ihre exakten dreidimensionalen Profile erlauben viel detailliertere Modellrechnungen zum Wasserkreislauf auf dem frühen Mars, als sie bisher möglich waren. Die Aufklärung des Rätsels um das Marswasser hat allerdings nicht erst mit Mars-Express begonnen. Und sie ist damit auch noch lange nicht am Ende.