Mars macht Astronauten mobil... Mit Mikrosensorik zur Sauerstoff-Tankstelle auf dem Mars

Im Rahmen der Marsmission 2020 will man testen, ob sich aus der extrem CO₂-haltigen Marsluft Sauerstoff für die Atmung und als Treibstoff gewinnen lässt. Zig Smartgas-Mikrosensoren helfen dabei...

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Heute hat die Rakete für die Mars2020-Mission die Erde verlassen! Der Kontakt zur Marsmission kam, wie es heißt, über die Jet Propulsion Laboratory (JPL) zustande, die die Antriebstechnik für die Raumfähre und den Rover entwickeln. JPL ist eng mit dem Massachusetts Institute of Technology MIT verbunden. „Für das Projekt wurden rund 70 CO- und CO₂-Sensoren bei uns angefragt“, berichtet Volker Huelsekopf von Smartgas.

Steuerung der Sauerstoffgewinnung durch Sensormessungen

„Die meisten davon wurden im Vorfeld der Mission für Tests am Modul eingesetzt, andere werden direkt auf dem Mars die Funktion des Moduls überwachen.“ Die Sensoren von Smartgas messen dort den CO- beziehungsweise CO₂-Gehalt im Inneren des Moduls und steuern so den Prozess zur Sauerstoffgewinnung, erläutern die Experten. Das Bodenpersonal könne anhand der ermittelten Gaskonzentrationen leicht erkennen, ob das Verfahren wie geplant ablaufe. Ein Spezialmodul an Bord des Mars Rovers „Perseverance“ soll den Sauerstoff von den CO₂-Verbindungen der Marsatmosphäre abspalten. Der Sauerstoff kann dann als Treibstoff genutzt werden. Genauer gesagt, sind es die CO- und CO₂-Sensoren der Flow-EVO-Serie von Smartgas, die dabei für eine lückenlose Überwachung der Gaskonzentrationen in einem Experimentalmodul sorgen.

Beginnt bald die Sauerstoffproduktion auf dem Mars?

Speziell 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. Darin spalten sich die Sauerstoffatome von den CO₂-Verbindungen in der Marsatmosphäre ab. 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.

Bemannte Marsmissionen könnten auf dem Mars auftanken

Das Projekt ist von grundlegender Bedeutung, dass künftige bemannte Marsmissionen erfolgreich sind. 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 Sauerstoffproduktion 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.

Der an Bord befindliche 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.

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