Die japanische Raumfahrtagentur JAXA bereitet ihre bislang größte Mission in das Sonnensystem vor. Vom Yoshinobu Launch Complex auf Tanegashima startet eine H3-Trägerrakete mit der Sonde MMX in Richtung Mars. An Bord des mehr als 4,2 Tonnen schweren Raumfahrzeugs befindet sich der deutsch-französische Leichtbau-Rover Idefix, der die Erkundung des Marsmondes Phobos vorbereitet.

Das internationale Vorhaben zielt darauf ab, als weltweit erste Mission Bodenproben aus dem Marssystem zur Erde zurückzubringen.

Hightech aus Bremen meistert extreme Mikrogravitation

Das technologische Herzstück der europäischen Beteiligung bildet der vierrädrige Rover Idefix. Entwickelt haben das Fahrzeug das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die französische Raumfahrtbehörde CNES. Der Rover wiegt rund 25 Kilogramm und besitzt mit einer Länge von 51 Zentimetern die Maße einer kompakten Mikrowelle.

Die industrielle Fertigung des Fahrwerks sowie der tragenden Kohlefaserstruktur übernimmt Airbus in Bremen.

Auf dem unregelmäßig geformten Marsmond Phobos trifft das System auf extreme Umweltbedingungen. Die Schwerkraft ist minimal und beträgt nach wissenschaftlichen Schätzungen lediglich ein Zweitausendstel der Erdanziehung (rund 0,0005 g) bis maximal weniger als ein Tausendstel. Zugleich schwanken die Temperaturen in einem Tag-Nacht-Rhythmus von etwa sieben Stunden drastisch zwischen minus 170 Grad und plus 70 Grad Celsius.

Deswegen setzen die Ingenieure auf ein unkonventionelles Landeverfahren. Die Muttersonde MMX klinkt Idefix aus einer Höhe von 40 bis 100 Metern im Quasi-Orbit aus. Nach einem rund 70 Sekunden dauernden Fall und mehreren Aufprallhüpfern richtet sich das Fahrzeug autonom auf und entfaltet seine Solarpaneele.

Markus Grebenstein, Projektleiter beim DLR, stuft das Manöver als absolutes robotisches Neuland ein. Um bei der geringen Schwerkraft nicht wieder in den Weltraum abzuprallen, drosselt das System die maximale Fahrgeschwindigkeit auf acht Millimeter pro Sekunde.

Entgegen vereinfachenden Darstellungen sammelt Idefix selbst kein Material für den Rücktransport ein. Der Rover agiert primär als geochemischer und mechanischer Scout, der über eine geplante Distanz von 30 bis 100 Metern die Beschaffenheit des Regoliths analysiert. Zur wissenschaftlichen Nutzlast zählen das Raman-Spektrometer RAX und das Radiometer miniRAD des DLR sowie Navigations- und Radkameras des CNES.

Diese Messdaten liefern der JAXA die entscheidende Grundlage, um sichere Landestellen für die Muttersonde zu bestimmen.

Tokio und Europa fordern die Raumfahrtmächte heraus

Mit der MMX-Mission positioniert sich Japan in einem technologiestrategischen Wettlauf um das erste Marsmaterial. Bislang gelang es keiner Raumfahrtnation, Proben aus dem Marssystem zur Erde zu transportieren. Die US-Weltraumbehörde NASA sammelt zwar seit 2021 mit dem Rover Perseverance Gesteinsproben auf der Marsoberfläche, doch Finanzierung und Zeitplan des Rückholprogramms Mars Sample Return gelten derzeit als ungewiss.

Parallel dazu plant China für das Jahr 2028 den Start der Mission Tianwen-3, die bis 2031 Marsmaterial zur Erde bringen soll.

Hält die JAXA ihren Zeitplan ein, kommt die japanisch-europäische Allianz den beiden Rivalen zuvor. JAXA-Projektleiter Yasuhiro Kawakatsu verweist auf die historische Dimension des Vorhabens, erstmals Proben aus dem Marssystem zur Erde zurückzuführen.

Für die europäische Luft- und Raumfahrtindustrie dient das Projekt zugleich als wichtiger technologischer Leistungsnachweis für künftige Explorationsaufträge. Die Bundesregierung plant bis Ende 2030 Investitionen von insgesamt rund 35 Milliarden Euro in den deutschen Raumfahrtsektor. Das Budget soll unter anderem in Trägerraketen, Kleinsatelliten und Robotik fließen.

Die Kooperation von Forschungsinstituten und Industriepartnern wie Airbus bei Idefix stärkt die Position europäischer Zulieferer im wachsenden Markt für Tiefraum-Infrastruktur.

Rückkehrkapsel soll 2031 in Australien landen

Die Flugroute folgt einer präzisen Choreografie über einen Zeitraum von fünf Jahren. Nach dem geplanten Start im Oktober 2026 benötigt die Sonde knapp ein Jahr für den Transfer und schwenkt im August 2027 in eine Umlaufbahn um das Marssystem ein. Über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr kartieren acht wissenschaftliche Bordinstrumente die beiden Trabanten Phobos mit einem Durchmesser von knapp 27 Kilometern und Deimos mit rund 15 bis 16 Kilometern Durchmesser.

Der Abwurf von Idefix ist für den Jahreswechsel 2028/2029 terminiert. Auf Phobos absolviert der Rover eine rund 100 Tage dauernde Messkampagne. Die Steuerung erfolgt zeitversetzt über die Kontrollzentren in Köln und Toulouse. Bedingt durch die physikalischen Signallaufzeiten und das Datenrelais über MMX beträgt die Verzögerung bei der Datenübertragung zur Erde im Schnitt mehr als zwei Tage.

Auf Basis der Scout-Daten setzt die MMX-Muttersonde zwischen 2029 und 2030 zu bis zu zwei Landemanövern auf Phobos an. Ein Bohrsystem entnimmt mindestens zehn Gramm Regolith aus mindestens zwei Zentimetern Tiefe und befördert das Material in eine versiegelte Rückkehrkapsel. Nach abschließenden Vorbeiflügen an Deimos verlässt die Sonde das Marssystem im Jahr 2030.

Die Landung und Bergung der Kapsel in Australien sind für das Jahr 2031 vorgesehen.

Die Laboranalysen der Proben auf der Erde sollen grundlegende Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnensystems liefern. Fachleute wollen klären, ob es sich bei den Monden um eingefangene Asteroiden oder um Trümmerstücke gewaltiger Einschläge auf dem frühen Mars handelt. Überdies liefert die Mission Daten zur Beschaffenheit von Phobos, die Raumfahrtagenturen als logistische Bewertungsgrundlage für künftige bemannte Marsflüge heranziehen wollen.