Das erste Farbfoto von der Marsoberfläche, das am 21. Juli 1976 vom NASA-Lander Viking 1 aufgenommen wurde, zeigte einen rosa Himmel.
(Bild: © NASA / JPL)
Sie wissen vielleicht, dass die Menschheit heute vor 49 Jahren den Mond zum ersten Mal betreten hat. Aber der 20. Juli spielt auch aus einem anderen Grund eine große Rolle in der Geschichte der Raumfahrt: Es ist das Datum 1976, an dem der NASA-Marslander Viking 1 den ersten amerikanischen Touchdown auf dem Roten Planeten durchführte.
Viking 1 war nur ein Teil des größeren Viking-Programms, mit dem 1975 zwei Orbiter und zwei Lander in Richtung Roter Planet gestartet wurden, um nach Lebenszeichen zu suchen und die geologische Geschichte des Mars besser zu verstehen.
Obwohl Vikings Technologie- und Wissenschaftsarbeit mehr als vier Jahrzehnte zurückreicht, ist das frühe Mars-Programm bis heute von hoher Relevanz. Für den Anfang versuchen Wissenschaftler immer noch zu verstehen, was die rätselhaften experimentellen Ergebnisse der Lander bedeuten. Und der Curiosity Rover der NASA hat kürzlich organische Moleküle - die kohlenstoffhaltigen Bausteine des Lebens - auf dem Mars gefunden. [Der historische Wikinger 1 Mars landet in Bildern]
Die Wikinger trugen auch Seismometer und andere Geräte mit, um Wissenschaftlern zu helfen, mehr über das Innere des Mars zu erfahren. Dadurch sind diese Lander Vorfahren der InSight-Mission der NASA, die im November auf dem Mars landen wird.
Organische Moleküle und die Suche nach Leben
Jeder der Wikingerlander führte mehrere Lebenserfassungsexperimente durch, die faszinierende, aber nicht eindeutige Ergebnisse lieferten. Die Roboter erhitzten auch Marsbodenproben in einem Ofen und verwendeten ein Gaschromatograph-Massenspektrometer (GCMS), um nach abkochenden organischen Molekülen zu suchen.
Keines der GCMS-Instrumente von Viking fand Anzeichen von organischen Stoffen, was ziemlich überraschend war (und bleibt). Organische Stoffe sind im gesamten Kosmos verbreitet, auch bei Asteroiden und Kometen. Dies bedeutet, dass Meteoriteneinschläge die Moleküle regelmäßig auf die Marsoberfläche bringen sollten.
Die Daten der Wikinger sind bis heute Gegenstand von Studien und Debatten. Beispielsweise stellten die Forscher nach einer erneuten Analyse kürzlich fest, dass die Lander Chlorbenzol nachweisen konnten, eine organische Verbindung, die üblicherweise in Herbiziden und Kautschuk verwendet wird. Chlorbenzol ist kein Lebenszeichen, aber es könnte ein Nebenprodukt davon sein, wie die Wikingeröfen bei der Analyse von Proben organische Moleküle auf der Oberfläche verarbeiteten.
Die neue Forschung legt nahe, dass das von den Landern gefundene Chlorbenzol durch eine Reaktion zwischen Perchlorat, einem im Marsboden verbreiteten Salz, und einheimischem organischem Kohlenstoff des Roten Planeten erzeugt wurde. Mit anderen Worten, Viking könnte vor vier Jahrzehnten die Bausteine des Lebens auf dem Mars gefunden haben. Die Forscher warnen jedoch davor, dass einige der Instrumente potenzielle organische Verunreinigungen aufwiesen, sodass nicht klar ist, ob die organischen Stoffe tatsächlich vom Mars stammen.
Die Hauptautorin der jüngsten Studie, Melissa Guzman, sagte, dass es angesichts ihrer interessanten Ergebnisse - sowie des jüngsten Funds organischer Moleküle durch Curiosity - unerlässlich ist, Instrumente zur Lebenserfassung bald auf den Roten Planeten zu bringen. [Die Suche nach dem Leben auf dem Mars (Eine Foto-Zeitleiste)]
"Wir haben keine Lebenserkennungsinstrumente zum Mars geschickt, seit Viking seine drei Biologieexperimente gesendet hat", sagte Guzman, der an der Universität von Paris-Saclay in Frankreich ansässig ist, Space.com per E-Mail.
"Aber Curiosity hat die Bewohnbarkeit des Mars fantastisch weiter charakterisiert", fügte sie hinzu. (Der Rover hat unter anderem Daten über alte wässrige Umgebungen und aktuelle Strahlungsbedingungen nach Hause übertragen.)
Guzman wies auf einen bevorstehenden europäischen Rover aus dem ExoMars-Programm hin, der die Erde im Juli 2020 verlassen wird. Der Rover wird ein Instrument namens MOMA haben - den Mars Organic Molecule Analyzer. MOMA wurde entwickelt, um nach organischen Molekülen zu suchen, wobei der Schwerpunkt auf der "Händigkeit" des Lebens liegt, die als Homochiralität bezeichnet wird.
"Wir befinden uns in einer sehr aufregenden Zeit für die Astrobiologie, da es Momentum gibt, Instrumente zur Lebenserfassung sowohl zum Mars als auch zu einigen der eisigen Satelliten - wie [Saturns] Enceladus und [Jupiters] Europa - um die Gasriesen zu senden, die dies getan haben zeigte Versprechen der Bewohnbarkeit für das Leben ", sagte Guzman.
Die NASA plant, 2020 einen eigenen Lebenserkennungs-Rover auf den Markt zu bringen. Der Mars 2020-Rover wird nach Anzeichen für ein altes Leben suchen und unter anderem vielversprechende Proben für die künftige Rückkehr zur Erde zwischenspeichern.
Das Innere des Mars untersuchen
Die beiden Wikingerlander hatten Seismometer, die in letzter Minute (relativ gesehen) im Missionsdesign hinzugefügt wurden, so InSight-Hauptforscher Bruce Banerdt vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien.
"Sie hatten noch ein bisschen mehr Nutzlast-Massenfähigkeit übrig", sagte Banerdt gegenüber Space.com.
"Aber es war sozusagen das arme Stiefkind der Nutzlasten", fügte er hinzu. "Es hat die letzten Krümel der Stromzuweisung und Datenzuweisung bekommen."
Das Seismometer war auch an der Oberseite des Raumfahrzeugs angeschraubt, was einige Ingenieure für die Suche nach "Marsquakes" für noch in Ordnung hielten. Leider überschwemmten Windgeräusche das Seismometer von Viking 2, und ein Kabelproblem deaktivierte das Seismometer von Viking 1.
"Das war eine echte Enttäuschung für alle", sagte Banerdt. "Ich war Sommerpraktikant bei JPL und habe die Wikingerlandung gemacht. Das war mein Lieblingsinstrument, aber ich war nicht daran beteiligt."
Glücklicherweise wird der InSight-Lander - dessen Name für "Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport" steht - ein eigenes Seismometer tragen, das direkt auf der Oberfläche des Roten Planeten platziert wird. Das Instrument wird Meteoriteneinschläge und Marsbeben erkennen und seine Daten werden es Wissenschaftlern ermöglichen, einige Schlüsseleigenschaften des Inneren des Roten Planeten abzuleiten, so die Mitglieder des Missionsteams. [Mars InSight: Die Mission der NASA, den Kern des Roten Planeten zu untersuchen (Galerie)]
Ein weniger bekanntes Experiment von Viking war eine radiowissenschaftliche Untersuchung, bei der das "Wackeln" des Mars-Nordpols verfolgt wurde, der über einen Zyklus von 165.000 Jahren in verschiedene Richtungen zeigt. Eine Nachuntersuchung wurde 1997 vom Pathfinder-Lander der NASA durchgeführt, und InSight wird ähnliche Arbeiten durchführen, nachdem es auf dem Mars gelandet ist, sagte Banerdt. InSights radiowissenschaftliches Experiment wird so empfindlich sein, dass es sogar ein separates Wackeln des Nordpols während eines Marsjahres verfolgen kann.
"Es gibt ein kleines Wackeln, das in der Größenordnung von Monaten auftritt, und das liegt hauptsächlich daran, dass die Flüssigkeit im Inneren des Mars herumschwappt", erklärte Banerdt. "Während es herumschwappt, interagiert es mit dem felsigen Mantel darüber und lässt den felsigen Planeten ein wenig wackeln."
Dieses Wackeln ist auch auf der Erde vorhanden, wo es als Chandler-Wackeln bezeichnet wird. Die Analyse des Wobbels kann es Forschern ermöglichen, die Dichte des Inneren eines felsigen Planeten und die Größe seines Kerns zu messen, sagte Banerdt.
Die Größe und Zusammensetzung des Kerns zu kennen, hängt auch mit der Bewohnbarkeit eines Planeten zusammen, sagte er, weil ein Planet im Kern sein Magnetfeld erzeugt. Ein globales Magnetfeld schützt die Atmosphäre eines Planeten, indem es geladene Sonnenpartikel ablenkt. Als der Mars vor etwa 4 Milliarden Jahren sein Feld verlor, begannen solche Partikel, die einst dicke Luft des Planeten zu entfernen, was schließlich dazu führte, dass sich die Welt von relativ warm und nass zu kalt und trocken wandelte.
"Die Betrachtung der Geschichte des Kerns selbst hängt mit der möglichen Geschichte der Bewohnbarkeit zusammen", sagte Banerdt.
Die Bewegungen der Wikinger-Orbiter (sowie vieler anderer Raumschiffe, die den Mars umkreisen) gaben auch einige Informationen über das Innere, sagte Banerdt. Die subtilen Einbrüche und Sprünge in den Umlaufbahnen der Sonden ermöglichten es den Wissenschaftlern, die Schwerkraftschwankungen auf dem Mars abzubilden, die wiederum Aufschluss darüber geben, welche Gesteinsarten - zum Beispiel dichte Vulkangesteine oder leichtere Sedimentgesteine - sich in verschiedenen Gebieten befinden. Solche Daten helfen Forschern auch dabei, Änderungen in der Dicke der Marskruste von Ort zu Ort abzubilden.
"Es ist eine Art verschwommenes Teleskop ins Innere", sagte Banerdt. "Wir haben es benutzt, um Dinge über die Entwicklung der Kruste abzuleiten."
Der InSight-Lander, der Anfang Mai gestartet wurde, hatte bisher eine "makellose" Kreuzfahrt, fügte er hinzu, und die meisten Nutzlasten wurden bereits im Flug ausgecheckt. Das Team machte auch einige Fotos von der Innenseite der Aeroshell, die das Raumschiff umschließt, und zu ihrer Überraschung konnten sie ein wenig von der thermischen Decke auf der Innenseite des Raumfahrzeugs sehen. Diese Bilder werden bald veröffentlicht, sagte Banerdt.
