Wu Weiren, Akademiker an der Chinesischen Akademie für Ingenieurwesen und führender Wissenschaftler bei der Nationalen Raumfahrtbehörde Chinas, erörterte kürzlich in Wuhan, der Hauptstadt der Provinz Hubei, Chinas Mars-Pläne. 

Das Land plane aktuell, Proben vom Mars zu sammeln, die etwa im Jahr 2030 im Rahmen der "Tianwen 3"-Mission, der dritten in Chinas interplanetarischem Erkundungsplan, zur Erde zurück gebracht werden sollen.

"Basierend auf den aktuellen Fortschritten der Marsexplorationsprojekte anderer Nationen wird China voraussichtlich das erste Land sein, das eine Probenrückführungsmission vom Mars durchführt", sagte er.  Wu wies darauf hin, dass China bereits damit begonnen habe, das weltweit erste Labor für Marsproben einzurichten. Genauen Zeitpläne für die geplante Mission nannte er nicht.

Laut Angaben der Missionsplaner der CNSA wird die Tianwen-3-Robotersonde aus vier Komponenten bestehen: einem Landegerät, einem Aufstiegsgerät, einem Orbiter und einem Wiedereintrittsmodul. Auf zwei Flügen mit einer Long-March-5-Trägerrakete soll die Sonde vom Wenchang Space Launch Center in der Provinz Hainan gestartet werden. 

Das Landegerät und das Aufstiegsgerät werden eine Transferflugbahn von der Erde zum Mars einschlagen und Korrekturmanöver in der Umlaufbahn durchführen, bevor sie in die Marsumlaufbahn eintreten und anschließend eine sanfte Landung mit Hilfe von Triebwerken versuchen. In der Zwischenzeit wird der Orbit-Stack, der aus Orbiter und Wiedereintrittsmodul besteht, denselben Weg einschlagen, um zuerst die Marsumlaufbahn zu erreichen und anschließend den Mars umfliegen. So sollen Signale übermittelt werden. Gleichzeitig wartet der Orbiter außerdem auf die Proben. 

Nachdem die Proben eingesammelt wurden, werden diese in einen vakuumierten Metallbehälter verpackt. Der Aufsteiger wird anschließend durch seine Triebwerke in die Umlaufbahn gehoben, wo er und das Wiedereintrittsmodul aufeinandertreffen. Nach dem Andocken des Aufsteigers an das Wiedereintrittsmodul werden die Proben übergeben, der Aufsteiger dockt wieder ab. 

Daraufhin kehrt der Orbiter in die Erdumlaufbahn zurück und das Wiedereintrittsmodul landet auf einem vorher festgelegten Platz. 

Wenn alles nach Plan verläuft, könnten die Proben die ersten sein, die vom Mars zur Erde zurückkehren. Sie könnten nützlich für die Suche nach Spuren von Leben auf dem Mars sein und Aufschluss über die Geologie und die inneren Strukturen des Planeten liefern. Außerdem könnten die Proben den Wissenschaftlern dabei helfen, die atmosphärischen Zyklen auf dem Mars zu verstehen.

Yang Yuguang, ein hochrangiger Beobachter der Raumfahrtindustrie und stellvertretender Vorsitzender des Raumtransportkomitees der Internationalen Astronautischen Föderation, erklärte am Freitag, dass die Menschheit in der Geschichte der Weltraumforschung zahlreiche bemerkenswerte Leistungen vollbracht habe, darunter mehrere erfolgreiche robotische Marsexpeditionen. Allerdings sei bisher noch nie der Versuch unternommen worden, Proben vom Mars zurückzubringen, da dies ein extrem schwieriges und anspruchsvolles Verfahren sei. 

"Zunächst einmal muss jeder, der Marserde bergen will, ein Raumschiff auf den Planeten bringen, das von der Marsoberfläche abheben kann, um die Proben in die Marsumlaufbahn zu bringen, und das bedeutet, dass ein solches Raumschiff groß genug sein muss, um Triebwerke und Treibstoff zu enthalten, und die sichere Landung eines großen Raumschiffs auf der Marsoberfläche wäre eine außerordentliche Herausforderung, wenn man bedenkt, dass die Landung auf dem Mars aufgrund der komplexen Atmosphäre, die den Mars umgibt, weitaus schwieriger ist als auf dem Mond", so Yang.

Selbst wenn ein aufsteigendes Raumschiff auf dem Mars landen und abheben könnte, würde laut Yang eine neue Herausforderung folgen: Die Steuerung muss so genau durchgeführt werden, dass ein genaues Andocken mit dem Orbiter realisiert wird. "Bei unseren Missionen zur Rückführung von Mondproben war der komplizierteste Teil das Rendezvous und Andocken zwischen dem Raumschiff, das die Proben trägt, und dem Orbiter in der Umlaufbahn, und dieser Vorgang hatte zumindest Telemetrie und andere Arten von technischer Unterstützung von der Erde aus. Im Vergleich dazu wird es in der Marsumlaufbahn aufgrund der sehr großen Entfernung praktisch keine technische Unterstützung für den gleichen Vorgang geben", erklärte der Experte.

China startete sein erstes Marsprogramm, Tianwen 1, im Juli 2020. Das Landungsfahrzeug von Tianwen 1 landete im Mai 2021 auf der Marsoberfläche und setzte dann einen Rover, Zhurong, zur Durchführung wissenschaftlicher Aufgaben frei. Tianwen 2, eine Robotermission zur Entnahme von Proben von einem Asteroiden, soll etwa 2025 starten. Nach Angaben der Raumfahrtbehörden soll Tianwen 2 um 2027 mit Proben zur Erde zurückkehren.