Joel Levine: Warum wir wieder zum Mars müssen

Ich möchte in 18 Minuten über 4,6 Milliarden Jahre Geschichte sprechen. Das sind 300 Millionen Jahre pro Minute. Beginnen wir mit dem ersten Foto, das die NASA vom Mars gemacht hat. Das ist vom Vorbeiflug von Mariner IV, aufgenommen im Jahr 1965. Als dieses Bild erschien, schrieb ein bekanntes Wissenschaftsmagazin namens New York Times in einem Leitartikel: "Der Mars ist uninteressant. Es ist ein toter Planet. Die NASA sollte ihre Zeit nicht mehr mit der Erforschung des Mars verschwenden." Glücklicherweise waren die Leute Im NASA-Hauptquartier in Washington klüger. Und wir begannen mit einer sehr umfangreichen Erforschung des roten Planeten.

Eine der Schlüsselfragen der gesamten Wissenschaft ist: "Gibt es Leben außerhalb der Erde?" Ich glaube, das der Mars der wahrscheinlichste Ort für Leben außerhalb der Erde ist. In ein paar Minuten werde ich Ihnen einige verblüffende Messungen zeigen, die darauf hindeuten, dass es auf dem Mars Leben geben könnte. Aber fangen wir mit einem Foto der Viking-Sonden an. Das ist eine von Viking aufgenommene Collage aus dem Jahr 1976. Viking wurde vom NASA Langley Research Center entwickelt und gesteuert. Wir haben im Sommer 1976 zwei Orbiter und zwei Lander geschickt. Wir hatten vier Raumfahrzeuge, zwei in der Umlaufbahn und zwei auf der Oberfläche des Mars, eine erstaunliche Leistung.

Das ist das erste Foto, das von der Oberfläche eines anderen Planeten gemachten wurde. Das ist ein Foto des Viking-Landers von der Oberfläche des Mars. Und ja, der rote Planet ist rot. Mars ist halb so groß wie die Erde. Aber weil 2/3 der Erde von Wasser bedeckt sind, ist die Landfläche des Mars mit der Landfläche der Erde vergleichbar. Der Mars ist also recht weitläufig, obwohl er nur halb so groß ist. Wir haben topographische Messungen der Marsoberfäche. Wir kennen die Höhenunterschiede.

Wir wissen viel über den Mars. Der größte Vulkan des Sonnensystems befindet sich auf dem Mars: Olympus Mons. Der Grand Canyon des Sonnensystems ist auf dem Mars: Valles Marineris. Ein sehr, sehr interessanter Planet. Der Mars hat den größten Einschlagkrater des Sonnensystems, das Hellas-Becken. Es hat einen Durchmesser von 3.000 km. Wenn man zufällig auf dem Mars gewesen wäre, als dieser Impaktor einschlug, wäre das ein ziemlich mieser Tag geworden. (Gelächter) Das ist Olympus Mons. Er ist größer als der Staat Arizona.

Vulkane sind wichtig, weil Vulkane Atmosphären und Ozeane hervorbringen. Hier sehen wir Valles Marineris, den größten Canyon im Sonnensystem, im Vergleich mit einer Karte der Vereinigten Staaten, mit einer Länge von 5000 km. Eines der faszinierendsten Phänomene auf dem Mars -- die National Acadamy of Science hält es für eines der 10 großen Rätsel des Raumfahrtzeitalters -- ist, dass einige Gegenden des Mars hochmagnetisch sind. Wir nennen das Krusten-Magnetismus. Es gibt auf dem Mars Regionen, in denen aus irgendeinem Grund, den wir bisher noch nicht verstehen, die Oberfläche sehr sehr stark magnetisiert ist.

Gibt es Wasser auf dem Mars? Die Antwort ist nein, es gibt heute kein flüssiges Wasser auf der Marsoberfläche mehr. Aber es gibt faszinierende Belege dafür, dass es in der Frühgeschichte des Mars vielleicht Flüsse und schnell fließendes Wasser gegeben hat. Heute ist der Mars sehr, sehr trocken. Wir glauben, dass es in den Polarkappen etwas Wasser gibt. Es gibt Polarkappen am Nord- und am Südpol. Hier sind einige der jüngsten Bilder. Das ist von Spirit und Opportunity. Diese Bilder zeigen, dass es irgendwann sehr schnell fließendes Wasser auf der Oberfläche des Mars gegeben hat. Warum ist Wasser wichtig? Wasser ist wichtig, weil man es benötigt, wenn es Leben geben soll. Wasser ist die wichtigste Zutat der Evolution, der Entstehung von Leben auf einem Planeten.

Hier sind einige Bilder der Antarktis und ein Bild von Olympus Mons, sehr ähnliche Merkmale, Gletscher. Also, das ist gefrorenes Wasser. Das ist eisförmiges Wasser auf dem Mars. Das ist mein Lieblingsbild. Es wurde erst vor ein paar Wochen aufgenommen. Es ist noch nicht veröffentlicht worden. Das ist ein Bild von Mars Express der Europäischen Raumfahrtagentur von einem Marskrater, und mitten im Krater haben wir flüssiges Wasser, haben wir Eis. Ganz faszinierendes Foto.

Wir glauben heute, dass der Mars in seiner Frühzeit, vor 4,6 Milliarden Jahren, vor 4,6 Milliarden Jahren, sehr erdähnlich war. Es gab Flüsse und Seen auf dem Mars, aber vor allem hatte der Mars riesige, globale Ozeane. Wir glauben, dass sich die Ozeane auf der Nordhalbkugel befanden. Und diese blau gefärbte Fläche, die eine Vertiefung von etwa sechs Kilometern markiert, war das frühere Ozeangebiet auf der Marsoberfläche. Wohin ist das viele Wasser der Marsozeane verschwunden? Naja, wir haben so eine Ahnung. Das ist eine Messung, die wir vor einigen Jahren mit einem Marssatelliten namens Odyssey gemacht haben. Wasser unter der Oberfläche des Mars, gefroren zu Eis. Und hier sehen wir den Prozentanteil. Ein blauer Farbton bedeutet 16 Gewichtsprozent. 16 Gewichtsprozent des Untergrunds enthält gefrorenes Wasser, oder Eis. Es ist also eine Menge Wasser unter der Oberfläche.

Die faszinierendste und rätselhafteste Messung, die wir meiner Meinung nach vom Mars haben, ist dieses Jahr im Magazin Science veröffentlicht worden. Und was wir hier sehen ist das Auftreten des Gases Methan, CH4, in der Marsatmosphäre. Und Sie können sehen, dass es drei verschiedene regionen mit Methan gibt. Warum ist Methan wichtig? Weil auf der Erde fast das ganze, 99,9 Prozent des Methans von Lebewesen produziert wird, keine kleinen grünen Männchen, sondern mikroskopisches Leben unter der Oberfläche oder an der Oberfläche. Wir haben jetzt Belege dass es in der Marsatmosphäre Methan gibt, ein Gas das, auf der Erde, biogener Herkunft ist, also von Lebewesen produziert wird. Das sind die drei Schwaden, A, B1, B2.

Und das ist das Gelände, über dem sie erscheinen. Und wir wissen aus geologischen Studien, dass das die ältesten Regionen des Mars sind. Tatsächlich sind Erde und Mars beide 4,6 Milliarden Jahre alt. Der älteste Stein auf der Erde ist nur 3,6 Milliarden. Der Grund, warum es eine Lücke von einer Milliarde Jahren gibt ist, nach unserem geologischen Verständnis, die Plattentektonik. Die Erdkruste hat sich erneuert. Wir haben keine geologischen Überreste aus der ersten Milliarde Jahre. Auf dem Mars gibt es diese Überreste. Und dieses Gebiet, das wir hier sehen, ist 4,6 Milliarden Jahre alt, aus der Zeit, als Erde und Mars entstanden sind. Es war ein Dienstag. (Gelächter)

Diese Karte zeigt, wo wir mit unseren Raumfahrzeugen auf dem Mars gelandet sind. Hier ist Viking I, Viking II. Das ist Opportunity. Das ist Spirit. Das ist Mars Pathfinder. Das ist Phoenix, den wir erst vor zwei Jahren geschickt haben. Wie sie sehen, sind alle unsere Rover und Lander auf der Nordhalbkugel gelandet. Und zwar, weil die Nordhalbkugel das Gebiet des alten Ozeanbeckens ist. Da gibt es nicht viele Krater, weil das Wasser das Becken vor Einschlägen von Asteroiden und Meteoriten geschützt hat. Aber sehen Sie sich die Südhalbkugel an. In der Südhalbkugel gibt es Einschlagkrater, es gibt Vulkankrater. Hier ist das Hellas-Becken, geologisch ein ganz, ganz anderer Ort. Sehen Sie, wo das Methan ist, das Methan ist in einer sehr unebenen Gegend.

Wie kann man die Rätsel des Mars am besten entschlüsseln? Wir haben diese Frage vor zehn Jahren gestellt. Wir haben 10 der besten Marswissenschaftler für zwei Tage ins Langley Research Center eingeladen. Wir haben in diesem Gremium die großen unbeantworteten Fragen behandelt. Und wir haben zwei Tage darüber nachgedacht, wie man diese Fragen am besten beantworten könnte. Und das Ergebnis unseres Treffens war ein raketengetriebenes Roboterflugzeug namens ARES. Es ist ein luftgestützter Umweltvermesser für den Regionalbereich. Hier haben wir ein Modell von ARES. Es ist ein Modell im Maßstab 1:5.

Dieses Flugzeug wurde im Langley Research Center entworfen. Wenn man irgendwo auf der Welt ein Fluzeug bauen kann, das auf dem Mars fliegen soll, dann im Langley Research Center, einem seit fast 100 Jahren weltweit führenden Zentrum für Aeronautik. Wir fliegen etwa eine Meile über der Oberfläche. Wir decken hunderte von Meilen ab, und wir fliegen etwa 700 km/h schnell. Wir können Sachen machen, die weder Rover noch Lander schaffen. Wir können über Berge, Vulkane, Einschlagkrater fliegen. Wir fliegen über Täler. Wir überfliegen den Oberflächenmagnetismus, die Polarkappen, das unterirdische Wasser. Und wir können auf dem Mars nach Leben suchen.

Aber genau so wichtig: Während wir durch die Marsatmosphäre fliegen, übertragen wir diese Reise, den ersten Flug eines Flugzeugs außerhalb der Erde, wir übertragen diese Bilder zurück zur Erde. Und unser Ziel ist es, die amerikanische Öffentlichkeit die die Mission mit ihren Steuergeldern bezahlt, zu begeistern. Aber am wichtigsten ist: wir inspirieren die nächste Generation von Wissenschaftlern, Technologen, Ingenieuren und Mathematikern. Und das ist entscheidend für die nationale Sicherheit und die Wirtschaftskraft, dass wir sicherstellen, dass wir die nächste Generation von Wissenschaftlern, Technologen, Ingenieuren und Mathematikern hervorbringen.

So sieht ARES aus, während es über den Mars fliegt. Wir werden es vorprogrammieren. Wir werden dort fliegen, wo das Methan ist. Wir werden Instrumente an Bord des Flugzeugs haben, die alle drei Minuten eine Probe der Marsatmosphäre nehmen. Wir werden nach Methan und anderen Gasen suchen, die von Lebewesen produziert werden. Wir werden lokalisieren, woher diese Gase kommen. Denn wir können den Gradienten messen, woher sie kommen. Und wir können die nächste Mission genau im richtigen Gebiet landen lassen.

Wie transportiert man ein Flugzeug zum Mars? In zwei Worten: Sehr vorsichtig. Das Problem ist, wir fliegen damit nicht zum Mars, wir stecken es in ein Raumfahrzeug und schicken es zum Mars. Das Problem ist, das Raumfahrzeug hat nur einen Durchmesser von 2,70 m ARES hat eine Flügelspannweite von 6,50 m und ist 5 m lang. Wie kriegen wir es auf den Mars? Wir falten es, und wir transportieren es in einem Raumfahrzeug. Und wir stecken es in etwas, was wir Aeroshell nennen. So machen wir es. Und wir haben ein kleines Video, das den Ablauf beschreibt.

Video: Green board. 5,4,3,2,1. Zündung des Haupttriebwerks. Und Start.

Joel Levine: Das ist am Kennedy Space Center in Florida. Das ist das Raumschiff, das 9 Monate bis zum Mars braucht. Es tritt in die Marsatmosphäre ein. Eine Menge Hitze. Reibungshitze. Es fliegt mit 29.000 km/h. Ein Fallschirm öffnet sich, um es abzubremsen. Der Hitzeschild fällt ab. Das Flugzeug ist zum ersten Mal der Atmosphäre ausgesetzt. Es entfaltet sich. Die Raketentriebwerke starten.

Wir glauben, dass wir mit einem einstündigen Flug die Lehrbücher über den Mars umschreiben können, indem wir hochauflösende Messungen der Atmosphäre vornehmen, wobei wir nach Gasen biogener und vulkanischer Herkunft suchen, die Oberfläche studieren, den Magnetismus auf der Oberfläche studieren, den wir nicht verstehen, und außerdem ungefähr ein Dutzend andere Gebiete.

Übung macht den Meister. Woher wissen wir, dass wir es schaffen können? Weil wir ein ARES-Modell, mehrere Modelle acht Jahre Lang in einem halben Dutzend Windkanälen im NASA Langley Research Center getestet haben, unter Marsbedingungen. Und genauso wichtig ist, wir testen ARES in der Erdatmosphäre, in 30 km Höhe, wo Dichte und Druck mit der Atmosphäre vergleichbar sind, in der wir auf dem Mars fliegen werden. Also, 30 km, wenn Sie quer durch die USA nach Los Angeles fliegen, dann fliegen sie 11 km hoch. Wir machen unsere Tests in 30 km Höhe.

Und ich möchte ihnen einen unserer Tests zeigen. Das ist ein Modell im Maßstab 1:2. Das ist ein Helium-Höhenballon. Das ist über Tilamook, Oregon. Wir haben das gefaltete Flugzeug in den Ballon gesteckt. Es hat etwa drei Stunden gedauert, dort hinauf zu kommen. Und dann haben wir es auf Kommando in 31 km Höhe freigegeben. Und wir entfalten das Flugzeug und alles funktioniert perfekt. Und wir haben Tests in großer Höhe und geringer Höhe gemacht, nur um diese Technik zu perfektionieren.

Wir sind bereit. Ich habe ein maßstabsgetreues Modell hier. Aber wir haben ein Modell in Originalgröße im NASA Langley Research Center auf Lager. Wir sind bereit. Alles, was wir brauchen, ist ein Scheck vom NASA-Hauptquartier (Gelächter) um die Kosten zu decken. Ich würde mein Honorar für den heutigen Vortrag für diese Mission spenden. Es gibt hier übrigens gar kein Honorar für irgendwen. Das ist das ARES-Team. Wir haben etwa 150 Wissenschaftler, Ingenieure, da, wo wir arbeiten, beim Jet Propulsion Laboratory, Goddard Space Flight Center, Ames Research Center und an einem halben Dutzend großer Universitäten und Unternehmen, die das entwickeln.

Es ist ein großes Unterfangen, alles findet am NASA Langley Research Center statt. Und lassen Sie mich zum Abschluss sagen: nicht weit von hier, gleich die Straße runter in Kittyhawk, North Carolina, wurde vor etwas mehr als 100 Jahren Geschichte geschrieben, als wir den ersten motorisierten Flug eines Flugzeugs auf der Erde hatten. Wir stehen jetzt kurz davor den ersten Flug eines Flugzeugs außerhalb der Erdatmosphäre zu machen. Wir sind bereit, damit auf dem Mars zu fliegen und die Lehrbücher über den Mars neu zu schreiben. Wenn Sie an weiteren Informationen interessiert sind haben wir eine Website, die diese aufregende und faszinierende Mission beschreibt, und warum wir sie durchführen wollen. Vielen Dank. (Applaus)