Bei der Marsmission 2020 wollen Forscher unter anderem testen, ob sich aus der extrem CO2-haltigen Atmosphäre des Planeten Sauerstoff (O2) zur Atmung und als Treibstoff für Raumfähren und Raketen gewinnen lässt. Ein Spezial-Modul an Bord des Mars Rovers „Perseverance“ soll Sauerstoff von den CO2-Verbindungen der Marsatmosphäre abspalten, der dann als Treibstoff genutzt werden kann. CO- und CO2-Sensoren der Flow EVO-Serie von SmartGAS ermöglichen den Wissenschaftlern die lückenlose Überwachung der Gaskonzentrationen in einem speziellen Experimental-Modul.
Teil der Marsmission
Der Kontakt zur Marsmission kam über die Jet Propulsion Laboratory (JPL) zustande, die die Antriebstechnik für die Raumfähre und den Rover entwickeln und eng mit dem Massachusetts Institute of Technology MIT zusammenarbeiten.
„Für das Projekt wurden rund 70 CO- und CO2-Sensoren bei uns angefragt. Die meisten davon wurden im Vorfeld der Mission für Tests am Modul eingesetzt, andere werden direkt auf dem Mars die Funktion des Moduls überwachen.“
Volker Huelsekopf von smartGAS.
Die Sensoren von SmartGAS messen den CO- bzw. CO2-Gehalt im Inneren des Moduls und steuern so den Prozess zur O2 Gewinnung. Das Bodenpersonal kann anhand der ermittelten Gaskonzentrationen erkennen, ob das Verfahren wie geplant abläuft.
Sauerstoffproduktion auf dem Mars
Für den engen Bauraum des Rovers entwickelten die Ingenieure vom MIT ein kompaktes sogenanntes MOXIE-Modul (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) von der Größe einer Autobatterie. In ihm werden Sauerstoff-Atome von den CO2-Verbindungen in der Marsatmosphäre abgespalten. Verlaufen die Tests erfolgreich, soll mit einem etwa hundertmal größeren baugleichen Modul auf dem Mars Sauerstoff produziert werden. Er wird dann zur Versorgung künftiger Missionen und als Treibstoff für Raumfähren dienen.
Das Projekt ist von grundlegender Bedeutung für die Realisierung bemannter Marsmissionen, denn diese lassen sich aufgrund der enormen Distanz zwischen Erde und Mars derzeit nicht verwirklichen. Die Treibstoffmenge für die Überwindung der Strecke auf dem Rückflug wäre so groß, dass die Rakete sie nicht transportieren könnte. Mit einer Sauerstoff-Produktion auf dem Mars müsste die Rakete dagegen auf der Erde nur mit einem Teil des Treibstoffs für den Rückflug betankt werden, was technisch deutliche Vorteile mit sich bringt.
Ready to take off
Start der Mission ist am 30. Juli 2020. Der Rover wird noch weitere Experimente auf der Marsoberfläche durchführen und auch Gesteinsproben sammeln. Von ihnen erhoffen sich die Forscher neue Erkenntnisse über die Geologie des Roten Planeten.
(Quelle: SmartGas Mikrosensorik GmbH)