Heute, am 19. Oktober 2026, ist Japan vom Weltraumbahnhof Tanegashima aus zum Marsmond Phobos aufgebrochen. Eine H3-Rakete hob erfolgreich ab und brachte die Raumsonde der Mission „Martian Moons eXploration“, kurz MMX, auf den Weg. Auch an der FU Berlin dürfte mancher Blick heute nach oben gegangen sein – denn an Bord steckt ein Stück deutsch-französischer Forschungsarbeit.

Mitfliegen darf der Rover „Idefix“, entwickelt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der französischen Raumfahrtbehörde CNES. Er soll 2029 auf Phobos landen, die Oberfläche erkunden und etwa 100 Tage lang Bodenbeschaffenheit und geeignete Stellen für die spätere Probenentnahme untersuchen. Der nächste große Missionsschritt ist damit die geplante Ankunft am Mars und die Landung auf Phobos im Jahr 2029.

Ein kleiner Mond, eine ziemlich knifflige Landung

Phobos ist kein gemütlicher Landeplatz. Der Mond hat eine extrem geringe Schwerkraft, ist unregelmäßig geformt und misst an seiner längsten Stelle knapp 27 Kilometer. Deimos, der zweite Marsmond, kommt auf etwa 15 Kilometer. Beide sind deutlich kleiner als der Erdmond; Phobos zieht seine Bahn außerdem näher am Mars als Deimos. Navigation und Roverbetrieb werden dadurch zur echten Zitterpartie.

Bislang hat noch kein Raumfahrzeug auf einem der beiden Marsmonde aufgesetzt. Zwar lieferten Mars Express, gestartet 2003, und der ExoMars Gas Trace Orbiter, gestartet 2016, Daten und Bilder aus der Marsumlaufbahn. Über die geologischen, mineralogischen und geochemischen Eigenschaften von Phobos und Deimos weiß man trotzdem erstaunlich wenig.

Die von JAXA entwickelte MMX-Sonde soll beide Monde detailliert aus dem Orbit untersuchen. Ihr Explorationsmodul trägt acht wissenschaftliche Instrumente zur Kartierung und Charakterisierung der Oberflächen. Während der gesamten Mission wird außerdem die Strahlung in der Marsumgebung gemessen – ein Faktor, der für mögliche bemannte Marsmissionen relevant ist.

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Für Idefix ist ein ungewöhnlicher Abstieg vorgesehen: Der 25 Kilogramm schwere Rover soll aus 40 bis 100 Metern Höhe abgesetzt werden, auf Phobos fallen und sich anschließend selbstständig wieder aufrichten. Kleine Sprünge sind dabei möglich. Danach soll er rollen – eine Fortbewegungsart, die eigens für einen Himmelskörper mit extrem geringer Schwerkraft ausgelegt wurde. Mehrere wissenschaftlich interessante Orte will Idefix anfahren und dort Oberflächenzusammensetzung und -beschaffenheit prüfen.

Vom Rover bis zur Bodenprobe

Die geplante Mess- und Erkundungsphase dauert etwa drei Monate. Idefix soll zudem eine geeignete Landestelle für das Explorationsmodul erkunden und Hinweise für die spätere Probenentnahme liefern. Am Ende der Mission sammelt der Orbiter unter Einbeziehung der Rover-Daten Bodenproben von Phobos. Ein Rückkehrmodul soll sie 2031 zur Erde bringen; vorgesehen ist die Ankunft im Juni 2031, anschließend werden die Proben in irdischen Laboren untersucht.

Nach dem derzeit geplanten Ablauf soll MMX im Juli 2027 den Mars erreichen und in eine Marsumlaufbahn einschwenken. Im September 2027 wäre dann die Umlaufbahn um Phobos an der Reihe. Im Februar 2029 soll Idefix aus 100 bis 40 Metern Höhe ausgesetzt werden. Die Sonde selbst soll zweimal auf Phobos landen, jeweils etwa eine Stunde bleiben und mindestens 10 Gramm Material entnehmen. Nach mehreren nahen Vorbeiflügen an Deimos ist der Abflug vom Mars für Juli 2030 vorgesehen.

Die Sonde besteht aus drei Hauptkomponenten: Das Antriebsmodul wiegt 1.990 Kilogramm, das Service- und Rückkehrmodul 1.350 Kilogramm, das Lande- und Erkundungsmodul 150 Kilogramm. Im Antriebsmodul sitzen Treibstofftanks und ein Triebwerk mit etwa 500 Newton Schub. Das mittlere Modul trägt zwei Solarpaneele und eine Hochgewinn-Parabolantenne für den Kontakt zur Erde. Das Landemodul besitzt vier Landebeine, den mechanischen und den pneumatischen Probenentnahmemechanismus C-SMP und P-SMP sowie einen Probenbehälter. Landemodul und Rückkehrmodul verfügen über Systeme zur Lageregelung; das Rückkehrmodul zusätzlich über vier Reaktionsräder zur Stabilisierung.

Viele Hände an einem kleinen Rover

Japan verantwortet Raumsonde und Start, DLR und CNES steuern den Rover bei. Sechs DLR-Institute und Einrichtungen an fünf Standorten arbeiten an Idefix. Das Institut für Robotik und Mechatronik übernimmt die Gesamtprojektleitung und gemeinsam mit dem Institut für Raumfahrtsysteme das Systemengineering. Dort entstand außerdem eine Softwarepipeline für die autonome Navigation. Das Institut für Robotik und Mechatronik entwickelte zusammen mit dem inzwischen integrierten Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik das Aufricht- und Fortbewegungssystem.

Das Institut für Softwaretechnologie unterstützte die Navigations- und Lokomotionssoftware. Das Institut für Systemleichtbau entwickelte die Carbonstruktur. Das frühere Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik simulierte die Beschaffenheit des Phobos-Bodens und die sichere Fortbewegung. Das Institut für Raumfahrtsysteme integrierte und testete den DLR-Anteil unter realitätsnahen Bedingungen.

Das frühere Institut für Planetenforschung, heute Institut für Weltraumforschung, entwickelte das Radiometer miniRAD. Das Institut für Optische Sensorsysteme, heute ebenfalls Institut für Weltraumforschung, steuerte das Ramanspektrometer RAX bei. Das Nutzerzentrum für Weltraumexperimente (MUSC) in Köln übernahm gemeinsam mit der Université Côte d’Azur die wissenschaftliche Leitung und das Payload Management.

CNES liefert unter anderem Kamerasysteme zur Orientierung und Erkundung, Systeme zur Untersuchung der mechanischen Bodeneigenschaften sowie das zentrale Servicemodul mit Bordcomputer, Energieversorgung und Kommunikationssystem. Die finale Integration und die Tests fanden bei CNES in Toulouse statt. Nach dem Start wird Idefix von den Kontrollzentren des DLR-MUSC in Köln und der CNES in Toulouse betrieben.

Der Rover besteht aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und war im Sommer 2023 fertiggestellt. An Bord sind miniRad, ein vom CNES beigesteuertes Radiometer zur Untersuchung der Mondoberfläche, und RAX, ein Spektrometer des DLR. Zwei Radkameras beobachten Räder und Untergrund, zwei weitere Kameras dienen der Navigation.

Asteroid oder Mars-Splitter?

Phobos und Deimos sind neben dem Erdmond die einzigen Monde im inneren Sonnensystem bei Gesteinsplaneten. Woher sie kommen, ist offen. Eine Möglichkeit: Sie wurden als Asteroiden aus dem Asteroidenhauptgürtel eingefangen. Die andere: Sie entstanden aus Material, das nach einem Meteoriteneinschlag beziehungsweise der Kollision eines massiven Objekts mit dem Mars ins All gelangte.

Bei einem asteroidenartigen Ursprung könnten Oberflächenmessungen und Proben Hinweise darauf geben, ob und wie Wasser auf den terrestrischen Planeten auftrat. Falls die Monde aus einer Kollision hervorgingen, könnten die Proben etwas über das einschlagende Objekt und den jungen Mars erzählen. Messungen vor Ort und Laboranalysen sollen damit nicht nur das Mars-System, sondern auch die Entstehung kleiner Himmelskörper besser erklärbar machen.

MMX erprobt zugleich Technologien für spätere Marsmissionen, vor allem Probenentnahme und Rückführung zur Erde. Nach Hayabusa und Hayabusa2 wäre die Mission JAXAs dritte Probenrückführmission zu einem kleinen Himmelskörper. Die Zusammenarbeit knüpft an Hayabusa2 an: Der deutsch-französische Lander MASCOT landete 2018 auf dem Asteroiden Ryugu, Hayabusa2 brachte 2020 Ryugu-Proben zur Erde. MASCOT bewegte sich hüpfend fort; Idefix soll nun erstmals einen Himmelskörper mit extrem geringer Schwerkraft rollend erkunden.

Der Start war ursprünglich für August 2022 angestrebt, wurde zunächst auf das Startfenster im September 2024 und wegen Verzögerungen bei der Entwicklung der H3-Rakete sowie ihres gescheiterten Erstflugs im März 2023 weiter auf 2026 verschoben. Frankreich und die NASA steuern jeweils ein Messgerät bei. Wenn alles nach Plan läuft, landet die Probenkapsel 2031 auf der Erde – mit Material von einem kleinen, dunklen Mond, der bisher nur aus der Ferne bekannt war.