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Mit dem Mars-Hubschrauber "Ingenuity" hat erstmals ein Luftfahrzeug einen Flug auf einem anderen Planeten absolviert
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Mit dem Mars-Hubschrauber «Ingenuity» hat erstmals ein Luftfahrzeug einen Flug auf einem anderen Planeten absolviert

Nasa

Mars-Hubschrauber „Ingenuity“: Nasa hofft auf „neue Ära der Mars-Forschung“

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Der Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ der Nasa hat den ersten Flug auf dem roten Planeten bestanden. Von seiner Größe und Orientierungs-Fähigkeit erhofft man sich spannende Erkenntnisse über Mars.

Update von 16.00 Uhr: Genau 39,1 Sekunden dauerte der erste Flug des Hubschraubers „Ingenuity“ auf dem Mars, wie die Nasa am Mittag (19.04.2021) mitteilte. Es ist der erste Flug auf dem roten Planeten überhaupt. Der Flug war eine besondere Herausforderung, weil die Mars-Atmosphäre nur ein Prozent der Dichte der Erdatmosphäre hat.

Eigentlich kann der motorisierte Ultraleicht-Hubschrauber „Ingenuity“ (deutsch: Einfallsreichtum) rund eineinhalb Minuten fliegen und bis zu fünf Meter in die Höhe aufsteigen – der erste Testflug stieg aber nur drei Meter über den Boden. Zum Vergleich: der erste motorisierte Flug auf der Erde liegt gut einhundert Jahre zurück und dauerte 12 Sekunden.

Nasa-Hubschrauber „Ingenuity“ kann sich mit Sensoren selbstständig auf dem Mars orientieren

Das besondere am Hubschrauber „Ingenuity“, der nur 1,8 Kilogramm wiegt und eher einer Drohne als einem wirklichen Hubschrauber ähnelt, ist auch, dass er sich mit Sensoren selbst orientieren und selbstständig fliegen kann. Das ist nötig, da die Kommunikation zwischen Erde und Mars wegen des großen Abstands zeitversetzt ist und der Helikopter deshalb nicht in Echtzeit von der Erde aus gesteuert werden kann.

Der Hubschrauber„Ingenuity“ ist mir Solarpanelen ausgestattet und seine Propeller drehen sich 2400 Mal pro Minute – fünf Mal schneller als die eines normalen Hubschraubers. Ein großer Teil der Energie wird benötigt, um das Fluggerät nach Nachttemperaturen von minus 90 Grad wieder aufzuwärmen.

Mars-Forschung: Mini-Hubschrauber „Ingenuity“ kann mehr Gebiete erreichen als Rover

Der Nasa-Rover „Perseverance“ (vorne) hat ein Selfie von sich und dem Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ (hinten) auf dem Mars aufgenommen.

Der Mini-Helickopter „Ingenuity“ wurde im Bauch des Mars-Rovers „Perseverance“ transportiert und nach dessen Landung dort „ausgesetzt“. Zunächst wollte die Nasa zeigen, dass Fliegen auf dem Mars überhaupt möglich ist.

Insgesamt erhofft man sich von den Marsflügen aber eine „neue Ära in der Mars-Forschung“, sagte Bob Balaram, der Chef-Ingenieur des Projekts. Man möchte Daten wie Bilder, Videos und Gesteinsproben vom Mars sammeln. Die Flugobjekte könnten Gebiete erreichen, in die Rover nicht gelangen können, hieß es vom Chef-Ingenieur.

Mars-Hubschrauber „Ingenuity“: Nasa meldet historischen Flug über Roten Planeten

Update vom Montag, 19.04.2021, 13.00 Uhr: Mit dem Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ hat erstmals ein Luftfahrzeug einen Flug auf einem anderen Planeten erfolgreich absolviert. Das teilte die US-Raumfahrtbehörde Nasa am Montag mit.

Nasa gibt neuen Flug-Termin für Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ bekannt

Update von Sonntag, 18.04.2021, 14.30 Uhr: In den vergangenen Tagen musste die Nasa ein Problem mit dem Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ lösen, doch jetzt soll es dann doch ganz schnell gehen: Bereits am Montag (19.04.2021) soll der kleine Helikopter erstmals auf dem roten Planeten abheben, anvisiert ist ein Start gegen 9.30 Uhr (MESZ). „Wir sind zuversichtlich, dass der Hubschrauber von der Mars-Oberfläche abheben wird“, heißt es in einem Blogeintrag von „Ingenuity“-Projektleiterin MiMi Aung, die jedoch auch betont, dass es sich um einen Test handelt. „Wir sind darauf vorbereitet, dass es nicht passiert“, schreibt Aung.

Weil es sich bei „Ingenuity“ um ein Technologie-Experiment handele, könne man „bis an die Grenzen gehen“, so Aung. „Wir nehmen Risiken in Kauf, die andere Missionen nicht in Kauf nehmen können.“ Sollte der erste Flugversuch auf dem Mars am Montag nicht funktionieren, könne man die Kommandos erneut ausprobieren, mit einer „guten Wahrscheinlichkeit, dass mehrfache Versuche in den nächsten Tagen funktionieren, selbst wenn der erste Versuch nicht klappt“.

Helikopter „Ingenuity“ soll auf dem Mars fliegen – Nasa hat einen Backup-Plan

Einen Backup-Plan gibt es auch: Eine Veränderung der Software des Hubschraubers „Ingenuity“ wurde bereits zum Mars-Rover „Perseverance“ geschickt. Sollten die ersten Flugversuche nicht gelingen, soll der Rover die modifizierte Software zum Hubschrauber schicken, die dann dort installiert und getestet wird, bevor es weitere Flugversuche gibt.

Wann auch immer der Hubschrauber „Ingenuity“ auf dem Mars zum ersten Mal abheben wird: Die Nasa rechnet damit, dass Daten des Flugs erst mehrere Stunden später auf der Erde eintreffen. Am Montag (19.04.2021) soll es ab 12.15 Uhr (MESZ) einen Livestream geben, in dem man sehen wird, ob der erste Flugversuch gelungen ist.

Mars-Hubschrauber „Ingenuity“: Nasa hat eine Lösung gefunden

Update von Dienstag, 13.04.2021, 9.30 Uhr: Die Nasa hat wohl die Lösung für das Problem gefunden, welches den für Sonntag (11.04.2021) geplanten Flug des Mars-Hubschraubers „Ingenuity“ verhindert hatte. Wie die Raumfahrtbehörde mitteilte, handelte es sich um einen Fehler bei der Programmierung der Software, die für das Fliegen des Hubschraubers verantwortlich ist. Die Experten der Nasa haben über das Wochenende mehrere Möglichkeiten geprüft, um das Problem zu beheben.

Das Team der Nasa kam zu dem Schluss, dass eine leichte Anpassung der Software vonnöten ist. Anschließend soll die Software des Hubschraubers von der Erde an ihn übermittelt und dann neu installiert werden. Dies geschieht über Sender am Rover, der Basisstation und schließlich an „Ingenuity“ selbst. Laut den Verantwortlichen der Raumfahrtbehörde sei dieser Vorgang relativ einfach. Bevor der Hubschrauber jedoch tatsächlich abheben könne, müsse man erneut Fehlerquellen ausmerzen. Fehlerbehebung und Anpassungen während eines solchen Projektes sei nicht außergewöhnlich, stellte die Nasa klar. Daher sei man zuversichtlich, dass das Problem gelöst werden und „Ingenuity“ bald für den ersten motorisierten Flug auf einem anderen Planeten abheben könne.

Einen neuen Termin für den ersten Flug des mit einer Spezialkamera ausgestatteten Hubschraubers auf dem Mars gibt es aber noch nicht. Zunächst war gemeldet worden, dass der erste Testflug am Mittwoch, 14.04.2021, stattfinden könne, nun soll ein neuer Termin aber erst in der kommenden Woche bekannt gegeben werden. Der Mars-Rover „Perseverance“ könne währenddessen aber weiterhin Messungen vornehmen.

Technikproblem macht Hubschrauber „Ingenuity“ auf dem Mars zu schaffen

Update von Montag, 12.04.2021, 12.45 Uhr: Die Technik macht dem mit Spannung erwarteten Erstflug der „Ingenuity“ einen Strich durch die Rechnung. Wegen möglicher technischer Probleme hat die US-Raumfahrtbehörde Nasa den für Sonntag geplanten ersten Hubschrauberflug über dem Mars verschoben.

Die Nasa erklärte am Sonntag (Ortszeit), dass ein Rotorentest des Mars-Hubschraubers „Ingenuity“ bei hoher Geschwindigkeit wegen Hinweisen auf mögliche Probleme vorzeitig abgebrochen worden war. Die Wissenschaftler seien dabei, die Daten auszuwerten, anschließend solle der Test wiederholt werden. Der geplante Flug könne daher frühestens am kommenden Mittwoch, 14.04.2021, stattfinden.

Gewicht des Mars-Helikopters:1,8 Kilogramm
Höhe des Helikopters:80 Zentimeter
maximale Flughöhe:10 Meter
maximale Reichweite:300 Meter
maximale horizontale Geschwindigkeit:10 Meter/Sekunde (35 km/h)
maximale vertikale Geschwindigkeit:3 Meter/Sekunde (10,8 km/h)

Helikopter „Ingenuity“ muss auf dem Mars einiges leisten

Das Flug-Experiment gilt als äußerst schwierig. Die Atmosphäre auf dem Mars verfügt lediglich über ein Prozent der Luftdichte auf der Erde. Die Rotoren müssen sich daher deutlich schneller drehen, um ein Aufsteigen zu ermöglichen, das wurde bei der Konstruktion von „Ingenuity“ auch berücksichtigt.

Insgesamt sind fünf Hubschrauberflüge im Verlauf eines Monats geplant, dabei soll der Helikopter sich auch horizontal über den Planeten bewegen.

Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ und Nasa-Rover „Perseverance“ auf einem Selfie

Erstmeldung von Donnerstag, 08.04.2021: Seit der kleine Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ im Februar gemeinsam mit dem Rover „Perseverance“ auf dem roten Planeten gelandet ist, ist einige Zeit vergangen – die das Duo auf dem Mars gut genutzt hat: Der Rover der US-Raumfahrtorganisation Nasa hat nach Systemchecks erste kurze Fahrten hinter sich gebracht und einen geeigneten Startplatz für den kleinen Helikopter gefunden.

„Ingenuity“ steht mittlerweile alleine auf der Mars-Oberfläche und hat nach dem holprigen Start und der Mars-Landung seinen nächsten großen Härtetest bestanden. Der Mars-Hubschrauber hat die erste Nacht ohne den schützenden Rover geschafft. „Wir haben die Bestätigung, dass wir die richtige Isolation, die richtige Heizung und genug Energie in der Batterie haben, um die kalten Nächte zu überstehen“, freute sich die „Ingenuity“-Projektmanagerin MiMi Aung, nachdem klar war, dass der Hubschrauber die erste Nacht auf dem bis zu minus 90 Grad Celsius kalten Mars überstanden hat.

Der Nasa-Rover „Perseverance“ (vorne) hat ein Selfie von sich und dem Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ (hinten) auf dem Mars aufgenommen.

Nach der überstandenen Nacht hat der Mars-Rover „Perseverance“ ein äußerst sehenswertes Selfie zur Erde geschickt: Neben dem großen Rover ist darauf auch der kleine Helikopter zu sehen. Der Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ steht etwa vier Meter hinter dem Rover, der eine Kamera namens „WATSON“ (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) genutzt hat, um das Selfie zu schießen. Aus insgesamt 62 Bildern wurde das Foto zusammengesetzt. Auch der Hubschrauber „Ingenuity“ selbst hat bereits ein erstes Farbfoto zur Erde geschickt.

Bald werden Rover und Hubschrauber andere – historische – Dinge fotografieren und filmen: Der erste Flug des Helikopters „Ingenuity“ soll frühestens am 11. April 2021 stattfinden, nachdem „Perserverance“ die lokalen Windverhältnisse mit seinen Instrumenten geprüft hat. Beim ersten Flug auf einem fremden Planeten soll der Mars-Hubschrauber mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde in eine Höhe von drei Metern aufsteigen und dann für bis zu 30 Sekunden über der Oberfläche schweben. Anschließend soll „Ingenuity“ wieder landen.

Nasa plant ersten Flug von Helikopter „Ingenuity“ auf dem Mars

Mehrere Stunden nach dem ersten Flug soll der Rover die ersten Daten des Hubschraubers zur Erde schicken. Die Nasa-Ingenieure erhoffen sich außerdem Fotos und Videos, die der Rover vom Flug des Hubschraubers machen soll. Denn der wird historisch sein: Noch nie ist ein menschengemachtes Gerät auf einem fremden Planeten geflogen. Die Nasa verglich das Vorhaben bereits vor der Landung auf dem Mars mit dem ersten motorisierten Flug der Wright-Brüder im Dezember 1903.

Weil man bei der Nasa solche Geschichten liebt, befindet sich etwas Material, das die Flügel des Wright-Flugzeugs bedeckt hatte, an Bord von „Ingenuity“. Auch bei der Mission von „Apollo 11“, die zur ersten Mondlandung führte, war ein Stück des Materials – und zusätzlich ein kleines Stück Holz vom Flugzeug der Wright-Brüder – an Bord. Ob es der Nasa gelingt, mit dem Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ Geschichte zu schreiben und den ersten motorisierten, gesteuerte Flug eines Drehflüglers auf einem anderen Planeten als der Erde durchzuführen, dürfte bereits der April zeigen.

Mars-Hubschrauber der Nasa: Vergleich mit erstem Flug der Wright-Brüder

Die Aufgabe hat es in sich: Die Atmosphäre des Mars ist sehr dünn, sie hat nur etwa ein Prozent der Dichte der Erdatmosphäre. Das wurde natürlich bei der Entwicklung des Helikopters „Ingenuity“ berücksichtigt: Er ist sehr leicht und hat sehr lange Rotorblätter. Diese können sehr viel schneller rotieren, als es für einen Hubschrauber mit 1,8 Kilogramm Gewicht auf der Erde nötig wäre.

Kommunikation mit Mars-Hubschrauber „Ingenuity“ ist für die Nasa kompliziert

Auch die Kommunikation mit dem Mars-Hubschrauber ist eine Herausforderung: „Ingenuity“ kann von den Nasa-Ingenieuren nicht direkt von der Erde aus gesteuert werden – die Kommunikation wird über den Rover „Perseverance“ zeitversetzt abgewickelt. Hintergrund ist der große Abstand zwischen Erde und Mars, der die Kommunikation verzögert. Aus diesem Grund muss „Ingenuity“ auf dem Mars auch autonom handeln: Er muss Entscheidungen auf Grundlage von Parametern treffen, die die Ingenieure auf der Erde vorgegeben und vorab eingespielt haben.

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Doch warum will die Nasa Flüge auf dem Mars – bis zu fünf Testflüge sind innerhalb von 30 Tagen geplant – ausprobieren? Es handelt sich dabei um eine so genannte Technologiedemonstration: Gelingt es „Ingenuity“, auf dem Mars zu fliegen, könnten künftig weitere fliegende Roboter auf dem roten Planeten zum Einsatz kommen. Sie könnten Rovern, die auf der Mars-Oberfläche fahren, neue Perspektiven liefern und Zugang zu Gebieten ermöglichen, die für Rover schwierig zu erreichen sind. Auch künftige astronautische Missionen könnten von Mars-Hubschraubern profitieren: „Ein zukünftiger Helikopter könnte helfen, leichte aber wichtige Fracht von einer zur anderen Seite zu transportieren“, heißt es bei der Nasa. (Tanja Banner, sot mit afp)

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