Ein Hund auf einem Mond

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Meine lieben,

manchmal beginnt eine spannende astronomische Geschichte mit einer ganz einfachen Frage.
In unserem Fall lautete sie:
Was ist eigentlich MMX, die Mission, welche da letzte Woche startete und durch die Medien geisterte?
Und ehe ich mich versah, war ich mitten in die Recherche abgetaucht, und draußen hämmerte der Regen auf meine Dachfenster nieder. Perfektes Wetter für so was.
Gerne teile ich meine Begeisterung mit euch. Vielleicht könnt ihr ja auch was empfinden…

Am 19. Oktober 2026 um 21:41 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit startete vom japanischen Weltraumbahnhof Tanegashima eine H3-Rakete. An ihrer Spitze befand sich die Raumsonde MMX, was für „Martian Moons eXploration“ steht.

Das Ziel dieser japanischen Mission sind nicht etwa die Oberfläche des Mars, sondern seine beiden kleinen Monde Phobos und Deimos. Und ein besonders sympathischer Passagier ist auch dabei: ein kleiner deutsch-französischer Rover namens Idefix.

Zwei Monde und ein großes Rätsel

Mars besitzt zwei Monde. Der größere heißt Phobos, Angst, der kleinere Deimos, Schrecken. Passend zu einem Planeten ddessen Name für Blut und Krieg steht.
Verglichen mit unserem Erdmond sind beide winzig. Phobos misst in seiner größten Ausdehnung ungefähr 27 Kilometer, Deimos etwa 15 Kilometer.
Beide sind unregelmäßig geformt. Statt beinahe kugelrunder Himmelskörper haben wir es eher mit kosmischen Kartoffeln zu tun.
Aber sie umkreisen den Mars, und sind somit eindeutig Monde.
Die Mission soll nun die Frage klären helfen, woher diese Monde überhaupt stammen. Endlich mal keine Suche nach Wasser oder Leben auf und um den Mars herum, wenn ihr mich fragt.
Es gibt mehrere Theorien, die es hoffentlich zu beweisen gelingt.

• Eine Möglichkeit lautet, dass es sich ursprünglich um Asteroiden handelte, die vom Mars eingefangen wurden.
• Eine andere Theorie geht davon aus, dass bei einer gewaltigen Kollision in der Frühzeit des Mars Material ins All geschleudert wurde, aus dem sich später die Monde bildeten.

Von solch einem Szenario gehen heutzutage die meisten Astronomen auch bei der Entstehung unseres Mondes aus.

Beide Erklärungen haben ihre Schwierigkeiten. Gerade deshalb wollen die Forschenden die Monde nicht nur aus der Ferne fotografieren, sondern ihre Zusammensetzung möglichst genau untersuchen.
Vor allem die „Einfang-Theorie“ ist relativ unwahrscheinlich. Es muss schon verdammt viel passen, wenn ein relativ leichter Himmelskörper, wie der Mars, etwas einfangen will. Meist gelingt das nicht, bzw. der Asteroid stürzt ab…

Zehn Gram Mondstaub für die Wissenschaft

Die japanische Raumfahrtagentur JAXA hat mit MMX eine außerordentlich ehrgeizige Mission auf den Weg gebracht.

Die Sonde soll im Sommer 2027 das Marssystem erreichen, Phobos aus der Nähe untersuchen, später auch Deimos beobachten und schließlich auf Phobos landen.

Dabei soll sie mindestens zehn Gramm Oberflächenmaterial einsammeln und zur Erde zurückbringen. Die Rückkehr ist für 2031 vorgesehen.
Zehn Gramm! Das klingt zunächst nach herzlich wenig. Nicht einmal ein ordentlich gehäufter Teelöffel.
Aber für die Wissenschaft können solche Proben von unschätzbarem Wert sein. Auf der Erde stehen schließlich Laborgeräte zur Verfügung, die man unmöglich alle auf einer Raumsonde unterbringen könnte. Außerdem lassen sich die Proben über viele Jahre mit neuen Methoden erneut untersuchen.

Dass dieses Prinzip funktioniert, haben die japanischen Missionen Hayabusa und Hayabusa2 bereits eindrucksvoll gezeigt.

Drei Module und eine Heimkehrkapsel

Die MMX-Sonde ist kein einzelner kompakter Flugkörper. Sie besteht aus mehreren Teilen, die während der Mission unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

Da ist zunächst das Antriebsmodul mit den Triebwerken und Treibstofftanks. Es sorgt für wesentliche Bahnmanöver auf dem Weg zum Mars und im Marssystem.
Und damit ist nicht die Rakete gemeint, welche die ganze Mission aus dem Schwerefeld der Erde auf ihren Weg zum Mars bringt.

Über diesem Antriebsmodul befindet sich das Rückkehrmodul. Es soll später die wertvolle Fracht in Richtung Erde zurück bringen.

Schließlich gibt es das Erkundungsmodul mit den wissenschaftlichen Instrumenten, Landebeinen, Probenentnahmesystemen und unserem kleinen Idefix.
Hinzu kommt eine eigene Rückkehrkapsel, in der die Bodenproben den letzten Teil ihrer Reise antreten sollen.
Die Rückkehrkapsel ist ungefähr 60 Zentimeter groß und besitzt einen Hitzeschild. Sie soll sich vor den Eintritt in die Erdatmosphäre vom Rückkehrmodul trennen, in die Erdatmosphäre eintreten und in Australien an einem Fallschirm hängend landen.

Die Proben werden anschließend in einem speziellen Labor in Japan untersucht.

Während die Kapsel die Reise nach Hause schafft, ist für die anderen Teile der Sonde keine Landung auf der Erde vorgesehen.

Die Sonde auf der Rakete

MMX ist mit einer Startmasse von ungefähr vier Tonnen alles andere als ein Winzling. Ihre ausgebreiteten Solarpaneele erreichen eine Spannweite von mehreren Metern.

Natürlich passt ein solches Gebilde nicht einfach mit ausgeklappten Solarzellen und ausgestreckten Landebeinen auf eine Rakete.

Deshalb wird alles zusammengefaltet und verstaut.
Sie tritt ihre Reise sogar mit den Landebeinen nach oben an. Das leuchtet sehr ein, wenn man bedenkt, dass sich die Rakete nach oben hin verjüngt.
darum herum befindet sich die Nutzlastverkleidung, auf Englisch *Payload Fairing*. Sie schützt die empfindliche Raumsonde während des Starts vor Luftströmungen, Schall und anderen Belastungen.
Ich erinnere mich, wie wichtig diese Nutzlastverkleidung ist.
Beim Start des James-Webb-Weltraumteleskops musste man darauf achten, dass die Luft innerhalb dieser Verkleidung beim Aufstieg kontrolliert entweichen konnte.
Denn mit zunehmender Höhe sinkt der äußere Luftdruck. Würde die eingeschlossene Luft nicht ausreichend entweichen, könnten gefährliche Druckunterschiede entstehen. Gerade für die empfindlichen Strukturen und die hauchdünnen Schichten des Sonnenschutzschildes von Webb wäre das keine gute Sache gewesen. Die Folien hätten durch sich zu rasch ausdehnende Restluft reißen können.
Solche scheinbaren Nebensächlichkeiten zeigen, wie viele Dinge bei einem Raketenstart bedacht werden müssen.

Aber zurück zu unserem Marsmond.

Landen ohne Fallschirm

Auf allem, was eine Atmosphäre besitzt kann man mit Fallschirmen mehr oder weniger gut landen. Selbst auf dem Mars, wo ihre Dichte nur ein Hundertstel der Erdatmosphäre beträgt, helfen Fallschirme noch beim Abbremsen.

Phobos dagegen besitzt praktisch keine Atmosphäre.
Ein Fallschirm wäre dort völlig nutzlos. Es gibt schlicht keine Luft, gegen die er sich stemmen könnte.
Deshalb muss MMX ihre Annäherung an die Oberfläche mit Triebwerken kontrollieren. Und dabei wartet eine Schwierigkeit, die auf den ersten Blick vielleicht gar nicht so offensichtlich ist, die unglaublich geringe Schwerkraft.
Auf Phobos beträgt die Schwerkraft nur ungefähr ein Zweitausendstel der Erdschwerkraft.

Das bedeutet, dass ein Körper dort etwa 2000-mal weniger Gewichtskraft erfährt als auf der Erde.
Ein Mensch mit einer Masse von 80 Kilogramm würde auf Phobos nur eine Gewichtskraft spüren, die ungefähr dem Gewicht von 40 Gramm auf der Erde entspricht.
Ihr könnt ja mal ausrechnen, was das für unsere fünfundzwanzig Kilo schwere Sonde bedeutet…

Wer auf Phobos einen schweren Gegenstand anschiebt, muss immer noch dessen gesamte Masse beschleunigen. Aber die Schwerkraft hält weder den Gegenstand noch den Menschen besonders fest am Boden.

Warum man nicht einfach aufsetzen kann

Bei einer gewöhnlichen Landung hilft die Schwerkraft dabei, ein Fahrzeug auf dem Boden zu halten.
Auf Phobos ist das anders.
Die Sonde könnte beim Aufsetzen zurückprallen. Schon kleine Bewegungen oder Kräfte können dazu führen, dass sie wieder abhebt.
Je nach Stärke des Aufpralls könnte die Sonnde sogar im All verloren gehen.

Und wenn ich daran denke, muss ich schon wieder etwas abschweifen, aber ihr kennt das ja vom Sternenonkel.
Im November 2014 landete die europäische Sonde Philae auf dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko.
Eigentlich sollte sie sich mit Harpunen und Schraubmechanismen an der Oberfläche festhalten. Doch die Harpunen lösten nicht aus.
Eine kleine Düse sollte helfen, die Sonde auf den Kometen zu drücken. Aber leider versagte dieses Andrucksystem auch.
Philae prallte ab, hüpfte über die Kometenoberfläche und kam erst nach mehreren Bodenkontakten an einem viel zu schattigen Ort zur Ruhe.
Dort bekam sie zu wenig Sonnenlicht. Nach der ersten wissenschaftlichen Arbeitsphase erschöpften sich ihre Batterien.
Die Landung war also einerseits ein großer Erfolg, andererseits zeigte sie, wie tückisch die Verhältnisse auf kleinen Himmelskörpern sind.
Und diese Erfahrungen spielen auch bei MMX eine Rolle.

Der SuchHund namens Idefix

Bevor die große MMX-Sonde selbst auf Phobos landet, soll der kleine Kundschafter, Idefix, vorausgeschickt werden.
Er wurde gemeinsam vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, kurz DLR, und der französischen Raumfahrtagentur CNES entwickelt und wiegt ungefähr 25 Kilogramm.

Seine Aufgabe besteht darin, Phobos direkt auf der Oberfläche zu untersuchen. Er soll den geeigneten Landeplatz finden.
Idefix soll etwa zum Jahreswechsel 2028/2029 aus einer Höhe von ungefähr 40 bis 100 Metern über der Oberfläche ausgeklinkt werden.
Kein Fallschirm, Keine Bremsraketen.
Der kleine Rover wird von einem Mechanismus ausgestoßen und fällt anschließend frei auf den Mond.
Wegen der winzigen Schwerkraft geschieht das wesentlich langsamer, als wir es von einem freien Fall auf der Erde gewohnt sind.
Trotzdem muss Idefix den Aufprall aushalten. Möglicherweise wird er mehrfach abprallen und schließlich irgendwie und irgendwo liegen bleiben.
Aber damit rechnen die Konstrukteure.

Idefix kann sich selbstständig auf seine Räder aufrichten. Anschließend entfaltet er seine Solarzellen und beginnt seine Erkundung.
Für die Arbeit auf Phobos sind ungefähr 100 Tage vorgesehen.

Autofahren mit einem Zweitausendstel Schwerkraft

Man könnte nun meinen, das Schwierigste sei überstanden, sobald Idefix auf seinen Rädern steht.
Aber weit gefehlt.

Wie fährt man eigentlich auf einem Boden, der die Räder kaum nach unten zieht?
Ein Rad braucht Haftung, um eine Antriebskraft auf den Boden zu übertragen. Auf der Erde sorgt die Schwerkraft für einen großen Teil der dafür notwendigen Anpresskraft.

Auf Phobos ist diese Kraft winzig.
Gibt der Rover zu kräftig Gas, können die Räder durchdrehen. Im schlimmsten Fall könnte das ganze Fahrzeug vom Boden abheben.
Stellt euch einen Autofahrer vor, der an einer Kreuzung unbedingt mit quietschenden Reifen losfahren möchte. Auf Phobos würde aus der Angeberei möglicherweise ein unfreiwilliger kleiner Raumflug, eine riesige Staubwolke, und eventuell keine Rückkehr mehr.
Idefix muss deshalb extrem vorsichtig fahren.
Als typische Geschwindigkeit ist etwa ein Millimeter pro Sekunde vorgesehen.
Das sind gerade einmal 3,6 Meter in einer Stunde, sofern er ohne Unterbrechung fährt.
Da ist selbst eine gemütliche Schnecke ein ernst zu nehmender Konkurrent.
Doch diese Langsamkeit ist kein Konstruktionsfehler. Sie ist eine notwendige Anpassung an die Verhältnisse.

Hüpfen anstatt Rollen

Ganz unbekannt ist das Problem nicht.
Die japanische Mission Hayabusa2 brachte bereits kleine Rover zum Asteroiden Ryugu.

Die drei MINERVA-Rover bewegten sich dort nicht wie gewöhnliche Fahrzeuge mit Rädern fort. Sie nutzten bewegliche Massen im Inneren, um kleine Sprünge auszuführen.
Auch der deutsch-französische Lander MASCOT, der mit Hayabusa2 auf Ryugu landete, konnte sich mithilfe eines beweglichen Mechanismus im Inneren aufrichten und seine Position verändern.
In einer Umgebung mit extrem geringer Schwerkraft kann Hüpfen tatsächlich sinnvoller sein als Fahren.

Was untersucht Idefix?

MMX führt nicht nur unseren kleinen Hund Gassi.
Er trägt mehrere wissenschaftliche Instrumente, die sich gegenseitig ergänzen.

1. Zunächst gibt es seine Navigationskameras.
   Zwei Kameras ermöglichen stereoskopische Aufnahmen. Aus ihren leicht unterschiedlichen Blickwinkeln lassen sich räumliche Informationen über die Umgebung gewinnen.
   Damit kann der Rover Hindernisse erkennen und seine Fahrstrecke planen.
2. Dann besitzt er Kameras, die seine Räder beobachten.
   Sie schauen dorthin, wo die Räder mit dem Boden in Berührung kommen.
   • Wie tief sinkt ein Rad ein?
   • Wird Material zur Seite geschoben?
   • Verdichtet sich der Boden?
   • Rutscht das Rad durch?

   Solche Beobachtungen verraten viel über die mechanischen Eigenschaften der Oberfläche.
   Und genau diese Fragen sind auch für die spätere Landung der großen MMX-Sonde wichtig.

3. Ein weiteres Instrument ist das Raman-Spektrometer RAX.
   Es untersucht die mineralogische Zusammensetzung des Bodens.
   Dazu beleuchtet es Material mit Laserlicht und analysiert die winzigen Veränderungen im zurückgestreuten Licht.
   Bestimmte Moleküle und Mineralstrukturen hinterlassen dabei charakteristische Signaturen.
   Auf diese Weise kann man etwas über die chemischen und mineralogischen Bestandteile des untersuchten Materials erfahren, ohne es in ein Labor auf der Erde bringen zu müssen.
4. Schließlich trägt Idefix das Radiometer miniRAD. Es misst die Wärmestrahlung der Oberfläche.
   Damit lässt sich untersuchen, wie sich der Boden erwärmt und abkühlt. Daraus können die Forschenden Rückschlüsse auf seine thermischen Eigenschaften ziehen.
   Lockeres, poröses Material verhält sich thermisch anders als massives Gestein.

Gemeinsam liefern die Kameras, das Spektrometer und das Radiometer also Informationen darüber, wie Phobos aussieht, woraus seine Oberfläche besteht und wie sie sich verhält.
Idefix ist damit ein kleines geologisches und geotechnisches Forschungslabor auf vier Rädern.

Ist Phobos ein großer Geröllhaufen?

Eine weitere Frage, wenn man worauf auch immmer landen möchte ist, Wie fest ist der Boden überhaupt?
Viele kleine Himmelskörper bestehen nicht aus einem einzigen massiven Gesteinsblock. Manche sind vielmehr Ansammlungen aus Geröll, Staub und größeren Brocken, die durch ihre gegenseitige Schwerkraft zusammengehalten werden.
Man spricht dann von einem *Rubble Pile*, also sinngemäß einem Geröllhaufen.
Auch bei Phobos sind Aufbau und Beschaffenheit des Inneren noch nicht vollständig geklärt.
Auf der Oberfläche könnte lockeres Material liegen, in das ein Fahrzeug einsinkt. Andere Bereiche könnten deutlich fester sein.
Für eine Landung ist das keineswegs nebensächlich.
Zu weicher Boden kann problematisch sein, weil die Landebeine einsinken könnten. Auf hartem Boden besteht dagegen die Gefahr des Abprallens.
Und wenn die Oberfläche geneigt ist, kommt noch das Rutschen hinzu.

Hier zeigt sich, warum Idefix mehr ist als eine nette Zugabe zur Mission.
Er soll Informationen liefern, die der Muttersonde bei ihrer späteren Landung und Probenentnahme helfen können.

Was geschieht mit der Muttersonde?

Nachdem MMX Phobos aus der Nähe erkundet und Idefix abgesetzt hat, soll die große Sonde selbst auf der Oberfläche auf ihren Landebeinen landen.
Dabei sollen zwei unterschiedliche Probenentnahmesysteme zum Einsatz kommen.

• Eines kann kleine Bohrkerne aus einer Tiefe von ungefähr zwei Zentimetern gewinnen.
• Das andere nutzt Gas, um loses Oberflächenmaterial aufzuwirbeln und aufzufangen.
• Zusammen sollen sie mindestens zehn Gramm Material für die Rückreise sichern.

Nach Abschluss der Arbeiten wird das Rückkehrmodul den Weg zur Erde antreten. Das Erkundungsmodul mit den Landebeinen bleibt zurück, weil man sich dadurch Startgewicht spart und es nur unnötiger Ballast wäre, der nicht mehr gebraucht wird.

Die Rückkehrkapsel mit den Proben wird schließlich vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre abgetrennt und soll 2031 in Australien an einem Fallschirm landen.

Und dann beginnt für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein neues Abenteuer: die Untersuchung von Material, das noch nie zuvor in einem irdischen Labor gelegen hat.

Warum mich diese Mission so fasziniert

An MMX gefällt mir besonders, dass hier ganz unterschiedliche Bereiche der Raumfahrt zusammenkommen.

• Daa ist zunächst die große wissenschaftliche Frage nach der Herkunft der Marsmonde.
• Dann die anspruchsvolle Himmelsmechanik, mit der eine Sonde nicht nur zum Mars fliegt, sondern sich einem winzigen Mond nähert, dort landet und anschließend wieder zur Erde zurückkehrt.
• Hinzu kommen die Materialwissenschaft, die Robotik und die Physik extrem geringer Schwerkraft.
• Und schließlich ist da die internationale Zusammenarbeit: Eine japanische Raumsonde trägt einen deutsch-französischen Rover, während zahlreiche weitere internationale Partner Instrumente und Unterstützung beisteuern.
• Und vielleicht ist das eine der schönsten Seiten dieser Mission.
  Ein kleiner Rover, der kaum schneller fährt als eine Schnecke, soll uns helfen, ein Rätsel aus der Frühzeit unseres Sonnensystems zu lösen.

Mehr über meine Begeisterung an dieser Mission muss ich euch wohl nicht erklären. Das seht ihr schon an der Überlänge dieses Artikels. Verzeihung.
Ich wünsche Idefix eine gute Reise und vor allem eine glückliche Landung.
Seid herbstlich gegrüßt
Euer geschwätziger Sternenonkel.