Im Kinofilm Der Marsianer hatte es seinen großen Auftritt: das MAV, abgekürzt M – A – V. Das steht für Mars Ascent Vehicle – das Gefährt also, mit dem – in diesem Fall – der Astronaut Mike Watney die Rückreise vom Mars zu Erde antritt.
Das Mars Ascent Vehicle dürfte wohl so ähnlich aussehen wie das in dem Film Der Marsianer. Seine Mission ist simpel: Es soll abheben vom Mars und die Astronauten in eine Mars-Umlaufbahn tragen. Dort trifft diese Kapsel dann auf ein anderes Raumschiff, mit dem die Crew die Rückreise zur Erde antritt.
Viel Gepäck im Orbit
Der Raumfahrtingenieur Joel Benito entwickelt am Jet Propulsion Laboratory im kalifornischen Pasadena derzeit solche Szenarien für die Rückreise vom Mars. Das Mars Ascent Vehicle ist im wesentlichen eine Rakete, die drei oder vier Astronauten von der Oberfläche in einen Orbit trägt. Mehr muss sie nicht leisten. Die Schwierigkeit besteht darin, solch eine Rakete für den Rückflug erst einmal an ihr Ziel zu bringen. Joel Benito: Wir wissen immer noch nicht, wie wir ein derart großes und schweres Gefährt zum Mars bekommen sollen. Wahrscheinlich werden wir es in kleinere Elemente aufteilen müssen. Mit unserer heutigen Technologie bräuchten wir zehn oder zwanzig Raketenstarts, um alles zum Mars zu bringen, was Menschen dort brauchen werden.
Derzeit entwickelt die Boeing Company für die NASA ein Konzept für eine bemannte Mars-Mission. Das Unternehmen setzt dabei auf eine gestaffelte Reise zum Mars, so James Engle, der Chef-System-Architekt von Boeing im texanischen Houston: Unser Ansatz besteht darin - verteilt auf mehrere Raketen -, zunächst den Treibstoff für die Rückreise, den Proviant und auch das Mars Ascent Vehicle zu starten. Wir sollten keine Menschen zum Mars schicken, ohne genau zu wissen, dass alles, was sie für ihre Rückreise brauchen, schon dort vorhanden ist.
Mars und zurück im Probemodus
Deswegen möchte die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA das Prinzip "Einmal Mars und zurück" erst einmal unbemannt durchspielen. Im nächsten Jahrzehnt will sie eine Mars Sample Return Mission starten, eine Mission also, in deren Verlauf erstmals Proben vom Mars zur Erde geflogen werden sollen – und zwar automatisch, erklärt Joel Benito: Die Rakete für die Rückreise einer Mars Sample Return Mission könnten wir in einem Stück und voll betankt zum Mars schicken. Sie soll zwischen einem halben und einem Kilo Mars-Gestein zur Erde bringen. Deswegen wird sie nicht sehr schwer werden. Wir können sie – geschützt im Innern einer Landekapsel – zum Mars transportieren.
Proben vom Mars
Das unbemannte Mars Ascent Vehicle also ist wesentlich leichter und auch kleiner als die bemannte Version. Es misst rund drei Meter in der Länge, etwa einen halben Meter im Durchmesser und wiegt ungefähr drei-hundert Kilogramm. Es handelt sich dabei um eine einstufige Rakete, die nach Triebwerkszündung bis auf vier-hundert Kilometer Höhe steigt. Dabei verliert sie siebzig Prozent ihrer Masse, indem sie den größten Teil des Treibstoffs für den Rückstart zur Erde verbrennt. Nach zwanzig Minuten zündet das Triebwerk erneut, um das Vehikel auf eine kreisförmige Umlaufbahn um den Mars einzuschwenken. Dort dockt es an dann – genauso wie die bemannte Version – an ein anderes Raumschiff, das mit den Mars-Proben die Rückreise zur Erde antritt.
Bleibt die Frage, wie bei solch einer automatischen Probenrückführung die Proben in die Rakete kommen. Joel Benito: Es wird zunächst eine andere Mission geben, die die Proben auf dem Mars entnimmt. Das wird Aufgabe eines wissenschaftlichen Rovers sein, vielleicht schon des kommenden Mars 2020 Rovers. Er wird das Gestein in einen Container packen und ihn irgendwo abstellen, damit er später eingesammelt werden kann.
Zukunftsmusik
Ende der 2020er Jahre dann soll die eigentliche Mars Sample Return Mission starten. Auch sie wird über einen Rover verfügen, der jedoch nur der Fortbewegung dient. Joel Benito: Diese Mission wird wahrscheinlich nicht genau dort landen, wo der Container steht. Sagen wir, er steht vier Kilometer vom Landeort entfernt. Dann fährt der Rover dorthin und transportiert dabei das Mars Ascent Vehicle huckepack, so wie Interkontinentalraketen befördert werden. Mit seinem Greifarm packt er den Container, platziert ihn in der Spitze der Rakete – und dann kann das Mars Ascent Vehicle starten.
Sollte dieses Szenario unbemannt funktionieren, wäre die NASA auf dem Weg zu einer bemannten Mars-Mission – und wieder zurück – einen großen Schritt vorangekommen.